Kredit:University of Warwick
Framtida cancerläkemedel som aktiveras av ljus och inte orsakar de toxiska biverkningarna av nuvarande kemoterapibehandlingar är närmare att bli verklighet, tack vare ny forskning som möjliggjorts av Monash Warwick Alliance, ett interkontinentalt samarbete mellan University of Warwick (UK) och Monash University (Australien).
Leds av Robbin Vernooij, en gemensam Ph.D. student från Monash Warwick Alliance, ny insikt har vunnits om hur en banbrytande platinabaserad läkemedelskandidat för kemoterapi – trans, trans, trans-[Pt(N 3 )2(OH) 2 (py) 2 ] - fungerar när den aktiveras av ljus.
Behandlingen – ursprungligen utvecklad av professor Peter Sadlers forskargrupp vid University of Warwicks avdelning för kemi – är en oorganisk metallförening med en ovanlig mekanism, som dödar cancerceller i specifika riktade områden, i ett försök att minimera toxiska biverkningar på frisk vävnad.
Helt inaktiv och giftfri i mörker, behandlingen kan sättas in i cancerområden, dess funktioner utlöses endast när riktat ljus träffar den - vilket gör att föreningen bryts ned till aktiv platina och frigör ligandmolekyler för att attackera cancerceller.
Med hjälp av en gammal spektroskopisk teknik - infraröd spektroskopi - observerade forskarna vad som händer med föreningens struktur genom att följa metallen såväl som molekyler som frigörs från föreningen.
Forskarna lyste infrarött ljus på den oorganiska metallföreningen i laboratoriet, och mätte vibrationerna för dess molekyler när den aktiverades.
Från detta, de upptäckte föreningens kemiska och fysikaliska egenskaper:några av de organiska liganderna, som är fästa vid föreningens metallatomer, lossnar och ersätts med vatten medan andra ligander förblir stabila runt metallen.
Denna fräscha inblick i behandlingens mekanik ger nytt hopp om att fotoaktiva läkemedelskandidater för kemoterapi, som trans, trans, trans-[Pt(N 3 )2(OH) 2 (py) 2 ], kommer att gå från laboratoriet till framtida kliniska prövningar.
Robbin Vernooij, huvudförfattare och gemensam forskare från Monash Warwick Alliance, kommenterade:
"De nuvarande bristerna hos de flesta kemoterapeutiska medel är tyvärr obestridliga, och därför pågår ansträngningar för att utveckla nya terapier och förbättra vår förståelse för hur dessa medel fungerar för att inte bara utveckla mer effektiva, men också mer selektiv, behandlingar för att minska bördan för patienterna.
''Detta är ett spännande steg framåt, demonstrerar kraften hos vibrationsspektroskopiska tekniker kombinerat med modern datoranvändning för att ge nya insikter om hur just detta fotoaktiva kemoterapeutiska medel fungerar, vilket tar oss ett steg närmare vårt mål att göra mer selektiva och effektiva cancerbehandlingar.''
Peter Sadler, Professor i kemi vid University of Warwick, kommenterade:
"Omkring hälften av alla kemoterapibehandlingar för cancer använder för närvarande en platinaförening, men om vi kan introducera nya platinaföreningar som undviker biverkningar och är aktiva mot resistenta cancerformer, det skulle vara ett stort framsteg.
"Fotoaktiverade platinaföreningar erbjuder sådana möjligheter. De dödar inte celler förrän de har bestrålats med ljus, och ljuset kan riktas mot tumören för att undvika oönskad skada på normal vävnad.
"Det är viktigt att vi förstår hur dessa nya ljusaktiverade platinaföreningar dödar cancerceller. Vi tror att de attackerar cancerceller på helt nya sätt och kan bekämpa resistens. Förståelse på molekylär nivå kräver användning av all avancerad teknologi som vi kan uppbåda . I detta fall, framsteg har möjliggjorts av en mycket begåvad forskarstudent som arbetar med toppmodern utrustning på motsatta sidor av jordklotet.
"Vi hoppas att nya tillvägagångssätt som involverar kombinationen av ljus och kemoterapi kan spela en roll för att bekämpa de nuvarande korta tillfällen för cancerterapi och hjälpa till att rädda liv."
Majoriteten av cancerpatienter som genomgår kemoterapibehandling får för närvarande en platinabaserad substans, såsom cisplatin. Dessa terapier utvecklades för över ett halvt sekel sedan, och orsaka toxiska biverkningar hos patienter, attackerar såväl friska celler som cancerceller.
Det finns också ett växande motstånd mot mer traditionella cancerterapier, så nya behandlingar är desperat nödvändiga.
