Студент Лейденского института химии Сюэцюань Чжоу разработал новую многообещающую молекулу, которая эффективно убивает раковые клетки, но не наносит вреда здоровым тканям. Хитрость: препарат активен только при облучении светом. Новое соединение Чжоу делает это более эффективно, ловко самоорганизуясь в наночастицы. Исследование попало на обложку журнала Американского химического общества.
Борьба с раком с помощью света
Обычные противоопухолевые препараты часто проводят слишком мало различий между плохим и здоровым клетками: они убивают оба типа. Поэтому группа профессора Боннета в Лейденском институте химии (LIC) занимается разработкой новых молекул, которые становятся активными только под воздействием видимого света. Это позволяет врачам лечить определенные участки тела, не причиняя вреда остальным. Эта так называемая фотодинамическая терапия уже используется в клиниках для борьбы с раком.
Новое лекарство
«Структура молекулы определяет ее физические, химические и биологические свойства», - объясняет Сюэцюань Чжоу. «Поэтому изменение этой структуры может оказать огромное влияние на ее производительность. Наша новая работа является отличным примером этого».
Чжоу создал новое и эффективное противораковое соединение, внеся небольшое изменение в существующую молекулу: он заменил один атом азота на углерод. Это привело к возникновению молекулы, содержащей палладий в качестве металлического центра, непосредственно связанного с органическим фрагментом через углерод-палладиевую связь.
Из-за этой связи молекула реагирует на синий свет и может превосходно убивать клетки при облучении этим синим светом.
Светоиндуцированная терапия
Виды палладия Xuequan работают через так называемую активацию кислорода. При облучении светом комплекс палладия входит в возбужденное состояние (то есть получает дополнительную энергию). Возбужденный комплекс палладия затем передает эту световую энергию молекуле диоксида кислорода (O2), которая присутствует в облученной клетке или ткани. Это генерирует активные формы кислорода, которые затем убивают клетки.
Самосборные наночастицы
«Помимо своего фотохимического поведения, эта молекула также демонстрирует довольно необычные агрегационные свойства», - говорит Чжоу. «Из-за своего низкого заряда и довольно гидрофобного органического лиганда она имеет тенденцию к самосборке посредством процесса, называемого «металлофильное взаимодействие»: центры палладия стараются быть рядом друг с другом».
При этом при растворении в организме соединение Чжоу самоорганизуется в наночастицы. Раковые клетки могут очень эффективно поглощать эти наночастицы, активированные синим светом. Поэтому они используются в качестве наночастиц, нацеленных на рак.
«Обычно эти наночастицы специально прикрепляются к противораковым соединениям, чтобы помочь им нацелиться на опухоль», - объясняет руководитель группы профессор Сильвестр Боннет. «Однако для нового соединения Чжоу этот шаг больше не нужен, потому что сам препарат создает свои собственные наночастицы».
Многообещающие результаты
С помощью первых биологических экспериментов в Лейдене Чжоу уже продемонстрировал in vitro, что наночастицы действительно очень эффективны при уничтожении раковых клеток при облучении синим светом. Затем сотрудничество с профессором Вэнь Сунь из Даляньского технологического университета в Китае показало, что наночастицы могут ингибировать рост рака на моделях опухолей у мышей, пишет phys.org.
«В целом, эти результаты предполагают многообещающее будущее для самоорганизующихся молекул в качестве противораковых лекарств, которые могут лучше воздействовать на опухоли и, следовательно, более эффективно их уничтожать», - подытожил Чжоу.
Написать комментарий