Med hjälp av en 185-meters strållinje vid diamantsynkrotronen, forskare kunde se hur osmium, en sällsynt ädelmetall som kan användas för cancerbehandlingar, reagerar i en enda mänsklig lungcancercell. Detta är ett stort steg framåt för att upptäcka nya läkemedel mot cancer för forskare vid University of Warwick.

För närvarande innehåller hälften av de läkemedel mot cancer som används i kemoterapi metallen platina, som när en gång inuti cancercellen reagerar i kärnan, vilket kan leda till oönskade biverkningar av behandlingen. Dock, osmium är en sällsynt metall som inte har forskats brett, och kan användas som en ny cancerbehandling med färre biverkningar.

I tidningen, "Spåra reaktioner av asymmetriska organo-osmiumöverföringshydreringskatalysatorer i cancerceller, " publicerad i tidskriften Angewandte Chemie , forskare från University of Warwick har, för första gången, använde den nya strållinjen på 185 m för att spåra osmium i en enda cancercell i en skala av 100 nanometer.

De använde två tekniker för att spåra potentiella behandlingar i cancerceller, den första, ICP-MS, som står för Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry, kan kvantifiera ett brett spektrum av naturliga och drogelement i miljontals celler. Dock, att undersöka en enda cancercell, forskare använde synkrotronröntgenfluorescens (XRF) avbildning.

Med hjälp av en hårdröntgenstråle nanosond, forskare från University of Warwick observerade hur osmium reagerade i en enda lungcancercell. Dock, osmiums reaktivitet bestäms av dess beläggning (dess ligander), så de övervakade liganderna också i samma XRF-experiment genom att märka dem med brom.

När osmiumet väl var i cellen observerade forskarna att osmium stannar i cytoplasman, medan liganderna kom in i kärnan, potentiellt tecken på dubbel attack på cancercellen.

Professor Peter Sadler, från Institutionen för kemi vid University of Warwick, säger, "Med en av två personer som får cancer under sin livstid, behovet av att hitta nya läkemedel har aldrig varit mer akut. En del av läkemedelsupptäckten är att se exakt hur de reagerar och fungerar i celler. osmium är en sällsynt ädelmetall, dock, eftersom det kan fungera som en katalysator, en mycket liten mängd behövs för reaktioner i cancercellen, därför kan det vara en hållbar behandling framöver. Vi ville se exakt hur det fungerade i en enda cancercell, som involverade en mängd nya tekniker, inklusive att ta ut vattenmolekyler ur cellen och snabbt flashfrysa den. Medan celler vanligtvis förändras kemiskt för att se reaktionerna, i vår metod är de nära sitt naturliga tillstånd, gör våra resultat mer autentiska."

Dr Elizabeth Bolitho, från Institutionen för kemi och diamant säger, "Vi arbetade 24 timmar om dygnet, fem dagar i veckan för att samla in dessa spännande data, tillåter oss att se inuti cancerceller till en upplösning i nanoskala. Detta har gett avgörande insikter om potentiella cellulära mål för sådana osmiumkatalysatorer. Inte bara kunde vi spåra osmiumet i en lungcancercell, men mer allmänt vid bröstcancer, äggstocks- och prostatacancerceller, till exempel, som ger hopp om att osmium i framtiden skulle kunna användas för att behandla en rad olika cancerformer."

Professor Sadler tillade:"Vårt team hoppas kunna utveckla sina upptäckter genom preklinisk utveckling mot nya osmiumläkemedel för cancerbehandling, även om detta vanligtvis tar flera år. Om vi ​​lyckas, då kommer de dagar och sömnlösa nätter som spenderats med att samla in XRF-data vid Diamond-synkrotronen verkligen ha varit värt besväret."

Paul Quinn, Bildgruppsledare på Diamond Light Source säger, "Samarbetet mellan Warwick och I14-strållinjen är mycket spännande. Vår forskning har utnyttjat de avancerade nano-avbildningsmetoder som vi har utvecklat och byggt på Diamond för att på ett snyggt sätt avbilda platsen för dessa läkemedel i cancerceller och få betydande insikter om hur de interagerar ."