Forskare vid ETH Zürich visade nyligen att platina nanopartiklar kan användas för att döda levercancerceller med större selektivitet än befintliga cancerläkemedel.

Under de senaste åren har antalet riktade cancerläkemedel har fortsatt att öka. Dock, konventionella kemoterapeutiska medel spelar fortfarande en viktig roll vid cancerbehandling. Dessa inkluderar platinabaserade cytotoxiska medel som angriper och dödar cancerceller. Men dessa medel skadar också frisk vävnad och orsakar allvarliga biverkningar. Forskare vid ETH Zürich har nu identifierat ett tillvägagångssätt som möjliggör en mer selektiv cancerbehandling med läkemedel av detta slag.

Platina kan vara cytotoxiskt när det oxideras till platina (II) och förekommer i denna form i konventionella platinabaserade kemoterapeutika. Icke-oxiderad platina (0), dock, är mycket mindre giftigt för celler. Baserat på denna kunskap, ett team som leds av Helma Wennemers, Professor vid laboratoriet för organisk kemi, och Michal Shoshan, en postdoc i hennes grupp, letade efter ett sätt att införa platina (0) i målcellerna, och först då för att den skulle oxideras till platina (II). För detta ändamål, de använde icke-oxiderade platina-nanopartiklar, som först måste stabiliseras med en peptid. De undersökte ett bibliotek som innehåller tusentals peptider för att identifiera en peptid som är lämplig för att producera platina nanopartiklar (2,5 nanometer i diameter) som är stabila i flera år.

Oxiderad inuti cellen

Test med cancercellskulturer avslöjade att platina (0) nanopartiklarna tränger in i celler. Väl inne i den specifika miljön för levercancerceller, de oxideras, utlöser den cytotoxiska effekten av platina (II).

Studier med tio olika typer av mänskliga celler visade också att toxiciteten hos de peptidbelagda nanopartiklarna var mycket selektiv för levercancerceller. De har samma toxiska effekt som Sorafenib, det vanligaste läkemedlet som används för att behandla primära levertumörer idag. Dock, nanopartiklarna är mer selektiva än Sorafenib och betydligt mer än den välkända kemoterapeutiska Cisplatin. Det är därför tänkbart att nanopartiklarna kommer att ha färre biverkningar än konventionell medicinering.

Förenar krafterna med ETH -professor Detlef Günther och hans forskargrupp, Wennemers och hennes team kunde bestämma platinainnehållet inuti cellerna och deras kärnor med hjälp av speciell masspektrometri. De drog slutsatsen att platinahalten i kärnorna i levercancerceller var betydligt högre än, till exempel, i kolorektala cancerceller. Författarna tror att platina (II) -jonerna - producerade genom oxidation av platina -nanopartiklarna i levercancercellerna - kommer in i kärnan, och där släpper deras toxicitet.

"Vi är fortfarande en mycket lång och osäker väg bort från ett nytt läkemedel, men forskningen introducerade en ny metod för att förbättra selektiviteten av läkemedel för vissa typer av cancer - genom att använda en selektiv aktiveringsprocess som är specifik för en given celltyp, "Wennemers säger. Framtida forskning kommer att utöka nanopartiklarnas kemiska egenskaper för att möjliggöra större kontroll över deras biologiska effekter.