Med hjälp av Hyper-CEST NMR-tekniken har teamet ledd av Leif Schröder från Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) och Deutsches Krebsforschungszentrum (DKFZ) lyckats avslöja två tidigare lite undersökta varianter av en typ av transportbehållare från klassen av metall-organiska polyedrar (MOP). Forskarna vill använda denna kunskap för att utveckla en ny typ av kontrastmedel vid MR (magnetisk resonans) avbildning.

Konceptet med ett modulärt konstruktionssystem visar sig vara användbart i många applikationer för att montera komplexa strukturer för specifika funktioner från individuella, upprepade underenheter. Inom kemi kan principen användas för att konstruera ett självmonterande nätverk av mindre molekylära enheter som fungerar som en transportbehållare av en definierad storlek. Till exempel kan flera metalljoner kopplas till organiska molekyler. Dessa MOP:er (metall-organiska polyedrar) används till exempel för att fånga upp växthusgaser eller för att bana väg för effektivare kemoterapeutiska medel genom att ladda dem med vissa läkemedel, som de sedan släpper ut i tumören. Flera aspekter av beteendet hos dessa strukturer har ännu inte undersökts tillräckligt. Detta beror delvis på att det inte alltid finns lämpliga tekniker tillgängliga för att observera lastning och lossning av dessa MOP på molekylär nivå – ofta kan inga skillnader mätas mellan de tomma och laddade varianterna för vare sig behållaren eller dess innehåll.

I samarbete med ett team från Uleåborgs universitet i Finland har Leif Schröders forskargrupp nu undersökt MOP:er som spontant sätts ihop i lösning av järnjoner och en organisk förening för att bilda tetraedrar. I processen kan de organiska strävorna fästas på olika sätt till "noderna". I huvudsak påverkar detta egenskaperna hos MOPs, såsom deras förmåga att döda tumörceller. När det gäller den MOP som studeras, trodde man dock tidigare att endast en av de tre teoretiskt förutspådda varianterna existerade. De andra två varianterna ansågs vara för instabila eftersom inga analytiska metoder kunde upptäcka dem. Med hjälp av en ny metod för magnetisk resonans (hyper-CEST NMR) har Schröders teammedlem Jabadurai Jayapaul nu lyckats visa att dessa tidigare okända varianter existerar.

Kollegorna från Finland kunde bekräfta signalerna från dessa "dolda" MOP:er med hjälp av teoretiska beräkningar. Även om de endast förekommer i mycket små proportioner, visade mätningarna att ändring av infästningen av stag orsakar dramatiska förändringar i lastning och lossning av containrar. Vissa undertyper av behållare kan väljas för att påskynda processen. Forskarna använder nu denna kunskap för att utveckla en ny typ av kontrastmedel vid MR-avbildning där laddningen av behållaren påverkar MR-signalen. Men observationer visar också att det finns större potential för nya insikter för att ytterligare optimera läkemedelsbärare. Med andra ord kanske det första intrycket av dessa strukturer inte alltid är det rätta. En betydande del av deras natur kan förbli dold tills vi kan upptäcka dem med mycket känsligare metoder. + Utforska vidare

Färdkarta för att hitta nya funktionella porösa material