Forskare från Ural Federal University och Ural-grenen av den ryska vetenskapsakademin har skapat nya fluorescerande kemiska föreningar (fluoroforer) för fotodynamisk terapi av cancertumörer, den senaste metoden för behandling av cancer. Föreningen är lämplig samtidigt för diagnos av tumörprocesser genom färgning av de drabbade vävnaderna och deras vidare behandling genom att förstöra tumörceller utan att skada friska. Resultaten av de primära studierna publicerades i Dyes and Pigments tidning.

Syntesen av dessa fluoroforer kännetecknas av låg kostnad, på grund av tillgängligheten av alla derivat i kompositionen, såväl som frånvaron av föroreningar som kan leda till biverkningar. Effektiviteten av fluoroforen testades på HeLa-celler som används som en modell för livmoderhalscancer. Nu testar forskare hur den nya substansen interagerar med andra typer av cancerceller.

Fluoroforer är kemiska föreningar som avger synligt ljus (fotoluminescens) när de utsätts för ultraviolett eller synligt ljus. De kan spridas genom biologiska vävnader och färgar celler som är utsatta för inflammatoriska processer. Således interagerar en ny förening med biomolekyler i kroppsvävnader och, under UV- eller synlig bestrålning, färgar de områden där tumörtillväxtprocessen äger rum. Detta gör det möjligt att bestämma storleken på tumören i kroppen och skissera dess gränser. Under experimenten fann forskare att den nya fluoroforen har en dubbel funktion:den färgar inte bara sjuka områden utan börjar också förstöra dem.

"Inledningsvis undersökte vi bara färgningsegenskaperna hos föreningen", säger Grigory Zyryanov, medförfattare till studien och professor vid institutionen för organisk och biomolekylär kemi vid UrFU. "Föreningen kan ackumuleras i vissa områden av cellen – cellmembranet och retikulum (en intracellulär organell som ansvarar för proteinveckning), och under ultraviolett eller synlig bestrålning framhäver de infekterade områdena i ljust grönt. Det visade sig dock att fluoroforen fungerar sedan som en fotosensibilisator.

"Det vill säga, under inverkan av optisk bestrålning börjar den interagera med den omgivande cellmiljön (syre, vatten etc.) och genererar fria radikaler, de så kallade reaktiva syrearterna. Dessa aktiva partiklar går in i kemiska interaktioner med påverkade celler som börjar förstöra dem, samtidigt som de praktiskt taget inte påverkar friska. Detta kallas fotodynamisk terapi, det är en ny lovande metod för cancerbehandling med hög effektivitet och minimala biverkningar."

Forskare som använder metoderna för heterocyklisk kemi skapade två experimentella prover. Kemister syntetiserade en fluorofor baserad på naftoxazol, ett oxazolderivat som används vid syntes av medicinska och biokemiska preparat, och ett naftalenfragment som används som plattform och så kallad antenn för effektivare uppfattning om optisk bestrålning av en molekyl. Dessutom tillsatte kemister fragment av pyren och antracen, polynukleära aromatiska kolväten med ett högt fluorescerande svar, det vill säga en ljus glöd, till föreningen. Föreningen innehållande pyren visade den högsta fluorescerande och anticanceraktiviteten.

"Pyrener används mycket ofta för bioavbildning, antracener är mindre vanliga", säger Grigory Zyryanov. "Dessa föreningar är lovande av många anledningar, bland annat kunde vi visa att den pyrenhaltiga föreningen börjar glöda även när den bestrålas med synligt ljus, och detta är synligt även för blotta ögat. Detta är mycket bekvämt, inklusive t.ex. , för kirurgiska ingrepp, när det fortfarande är nödvändigt i behandlingen." + Utforska vidare

Kemister skapar en sensor som exakt detekterar salivens pH hos människor