Kemoterapeutika är nyckelspelare i den kliniska miljön för att bekämpa de flesta typer av cancer, och nya kemikalier kan underlätta nya och unika intracellulära interaktioner som modulerar cellmaskineriet och förstör tumörcellerna. Lika nödvändiga är nya verktyg för att lokalisera och kvantifiera sådana molekyler i det intracellulära nanoutrymmet så att deras terapeutiska verkan förstås fullt ut.

Pizarros forskargrupp vid IMDEA Nanociencia har utvecklat en ny familj av organo-iridium läkemedelskandidater som är cirka 100 gånger mer potenta än det kliniskt använda läkemedlet cisplatin. Viktigt, i samarbete med forskare vid ALBA och ESRF synkrotroner, och vid National Center for Biotechnology, de har upptäckt att mekanismen för terapeutisk verkan av denna familj av iridiumbaserade anticancermedel verkar vara radikalt annorlunda än cisplatins, ett fynd som är avgörande för att kringgå läkemedelsresistens.

Dr. Ana Pizarro förklarar:"Med mycket avancerade synkrotron-kryotekniker, vi har kunnat observera vår extremt potenta läkemedelskandidat iridium i kryokonserverade bröstcancerceller med upplösning i nanoskala. Det betyder att vi entydigt har kunnat lokalisera iridium i cancercellens mitokondrier, och mest slående, ingen annanstans." Det är viktigt att läkemedlet uteslutande har lokaliserats i mitokondrierna, eftersom detta kan minimera interaktioner utanför målet, som vanligtvis leder till de oönskade biverkningar som cellgiftsbehandling utlöser hos cancerpatienter.

Dr Javier Conesa, nyckelutredare i detta projekt, säger, "Vi har också kunnat kvantifiera iridiumläkemedlet specifikt inuti mitokondrierna, vilket också är mycket viktigt och unikt, och inte möjligt vid märkning med fluoroforer eller med bulkexperiment. Också, det är viktigt att detekteringen utfördes med hjälp av hela celler, utan någon sektionering, som tillåter oss att lösa hela cellkontexten under kryoförhållanden, vilket innebär att cellstrukturen och den kemiska sammansättningen är nära bevarad för de naturliga förhållandena. Denna nyutvecklade 3D-korrelativa teknologi kan även tillämpas på andra biologiska problem, och därför förväntar vi oss att studera fördelningen av andra intressanta element."

Pizarro tillägger:"Dessa föreningar har potentialen att vara extremt effektiva mot cancer, men om vi inte helt förstår deras fullständiga resa inom tumörcellen, de har inte en chans att komma in i läkemedelsutvecklingspipelinen. Inte bara kommer denna förståelse att främja verkligt ny kemoterapeutika på kliniken, det kommer att tillhandahålla innovativa verktyg för att ingripa i processer relaterade till cancerprogression. Det är en lång väg och det här arbetet representerar det första steget." Arbetet har nyligen publicerats i tidskriften Angewandte Chemie International Edition .