Leiden Ph.D. studenten Xuequan Zhou har designat en ny lovande molekyl som effektivt dödar cancerceller, men skadar inte frisk vävnad. Tricket:läkemedlet är bara aktivt när det bestrålas med ljus. Zhous nya förening gör detta extra effektivt genom att smart självorganisera till nanopartiklar. Forskningen nådde framsidan av omslaget Journal of the American Chemical Society .

Bekämpa cancer med ljus

Vanliga läkemedel mot cancer gör ofta för lite åtskillnad mellan dåliga och friska celler:de dödar båda typerna. Därför, Bonnet-gruppen vid Leiden Institute of Chemistry (LIC), fokuserar på att designa nya molekyler som bara blir aktiva under påverkan av synligt ljus. Detta gör att läkare kan behandla ett visst område av kroppen, utan att skada resten. Denna så kallade fotodynamiska terapi används redan på kliniker för att bekämpa cancer.

En ny medicin

"Molekylens struktur avgör att den är fysisk, kemiska och biologiska egenskaper, " förklarar Xuequan Zhou. "Därför, att ändra denna struktur kan ha en enorm inverkan på dess prestanda. Vårt nya arbete är ett bra exempel på detta." Zhou skapade en ny och effektiv anticancerförening genom att bara göra en liten förändring i en befintlig molekyl:han ersatte en kväveatom mot ett kol. Detta resulterade i en molekyl som innehöll palladium som ett metallcentrum , direkt bunden till ett organiskt fragment via en kol-palladiumbindning (figur 1). På grund av detta band, molekylen reagerar på blått ljus och kan utföra utmärkt celldödande när den bestrålas med detta blå ljus (Se ram).

Ljusinducerad terapi

Xuequans palladiumart verkar genom så kallad syreaktivering. När den bestrålas med ljus, palladiumkomplexet hamnar i ett upphetsat tillstånd (vilket betyder att det får extra energi). Det exciterade palladiumkomplexet överför sedan denna ljusenergi till en dioxygenmolekyl (O2) som finns i den bestrålade cellen eller vävnaden. Detta genererar reaktiva syrearter som sedan dödar cellen.

Självmonterande nanopartiklar

"Förutom dess fotokemiska beteende, denna molekyl uppvisar också ganska extraordinära aggregationsegenskaper, " berättar Zhou. "På grund av dess låga laddning och ganska hydrofoba organiska ligand, den har en tendens att självmonteras via en process som kallas "metallofil interaktion":palladiumcentra älskar varandra och försöker vara nära varandra. "När de löses upp i kroppen, detta skulle få Zhous förening att självmontera till nanopartiklar.

Cancerceller kan absorbera dessa blåljusaktiverade nanopartiklar mycket effektivt. De används därför som nanopartiklar som riktar sig mot cancer:"Normalt dessa nanopartiklar fästs specifikt till anticancerföreningar för att hjälpa dem att rikta in sig på en tumör, "förklarar handledaren Sylvestre Bonnet." För den nya föreningen i Zhou, detta steg är inte längre nödvändigt, eftersom själva läkemedlet skapar sina egna nanopartiklar. "

Lovande resultat

Med de första biologiska experimenten i Leiden, Zhou visade redan in vitro att nanopartiklarna verkligen är mycket effektiva för att döda cancerceller under bestrålning med blått ljus. Nästa, ett samarbete med professor Wen Sun från Dalian University of Technology i Kina visade att nanopartiklarna kan hämma cancertillväxt i mustumörmodeller. Zhou:"Sammantaget, dessa resultat tyder på en lovande framtid för självmonterande molekyler som läkemedel mot cancer, som bättre kan rikta in sig på tumörer och därmed utrota dem mer effektivt."