Kræftceller ødelagt med metal fra asteroiden, der dræbte dinosaurerne

Kræftceller kan målrettes og ødelægges med metallet fra asteroiden, der forårsagede udryddelsen af ​​dinosaurerne, ifølge ny forskning fra et internationalt samarbejde mellem University of Warwick og Sun Yat-Sen University i Kina.

Forskere fra professor Sadler og professor O'Connor-grupperne i Warwicks afdeling for kemi og professor Hui Chaos gruppe ved Sun Yat-Sen har påvist, at iridium – verdens næsttætteste metal – kan bruges til at dræbe kræftceller ved at fylde dem med dødelig version af ilt, uden at skade sundt væv.

Forskerne skabte en forbindelse af iridium og organisk materiale, som direkte kan målrettes mod kræftceller, overføre energi til cellerne for at omdanne ilten (O2) inde i dem til singlet ilt, som er giftig og dræber cellen – uden at skade noget sundt væv.

Processen udløses ved at skinne synligt laserlys gennem huden på kræftområdet - dette når den lysreaktive belægning af forbindelsen, og aktiverer metallet til at begynde at fylde kræften med singlet ilt.

Forskerne fandt ud af, at efter at have angrebet en modeltumor af lungekræftceller, dyrket af forskerne i laboratoriet til at danne en tumorlignende kugle, med rødt laserlys (som kan trænge dybt gennem huden), den aktiverede organiske iridiumforbindelse var trængt ind i og infunderet i hvert lag af tumoren for at dræbe den – hvilket viser, hvor effektiv og vidtrækkende denne behandling er.

De beviste også, at metoden er sikker for raske celler ved at udføre behandlingen på ikke-kræftvæv og konstatere, at det ikke havde nogen effekt.

Desuden, forskerne brugte state-of-the-art massespektrometri med ultrahøj opløsning til at få et hidtil uset overblik over de individuelle proteiner i kræftcellerne - så de kunne bestemme præcist, hvilke proteiner der angribes af den organiske iridiumforbindelse.

Efter kraftigt at have analyseret enorme mængder data - tusindvis af proteiner fra modelkræftcellerne, de konkluderede, at iridiumforbindelsen havde beskadiget proteinerne for varmechok-stress, og glukosemetabolisme, begge kendt som nøglemolekyler i kræft.

University of Warwick har Storbritanniens mest avancerede laboratorium for denne type meget avanceret massespektrometri, og er et center i verdensklasse for analytisk videnskab.

Medforfatter Cookson Chiu er en postgraduate forsker i Warwick's Department of Chemistry, finansieret af Engineering and Physical Sciences Research Council og Bruker. Han kommenterede:

"Dette projekt er et spring fremad i forståelsen af, hvordan disse nye iridium-baserede anti-cancer forbindelser angriber kræftceller, indføre forskellige virkningsmekanismer, at komme uden om resistensspørgsmålet og tackle kræft fra en anden vinkel."

Dr. Pingyu Zhang og Dr. Huaiyi Huang er Royal Society Newton International Fellows i Warwicks Department of Chemistry. Dr Zhang tilføjede:

"Vores innovative tilgang til at tackle kræft, der involverer målretning mod vigtige cellulære proteiner, kan føre til nye lægemidler med nye virkningsmekanismer. Disse er et presserende behov. forskningsforbindelser mellem britiske og kinesiske akademikere vil ikke kun føre til varigt samarbejde, men har også potentiale til at åbne op for oversættelsen af ​​nye lægemidler til klinikken som en fælles udvikling mellem Storbritannien og Kina"

Peter O'Connor, Professor of Analytical Chemistry at Warwick, bemærkede:

"Remarkable advances in modern mass spectrometry now allow us to analyse complex mixtures of proteins in cancer cells and pinpoint drug targets, on instruments that are sensitive enough to weigh even a single electron!"

Professor Peter Sadler is excited about where this work can lead. Han sagde:

"The precious metal platinum is already used in more than 50% of cancer chemotherapies. The potential of other precious metals such as iridium to provide new targeted drugs which attack cancer cells in completely new ways and combat resistance, and which can be used safely with the minimum of side-effects, is now being explored.

"International collaborations can greatly hasten progress. It's certainly now time to try to make good medical use of the iridium delivered to us by an asteroid 66 million years ago!"

Photochemotherapy – using laser light to target cancer – is fast emerging as a viable, effective and non-invasive treatment. Patients are becoming increasingly resistant to traditional therapies, so it is vital to establish new pathways like this for fighting the disease.

Iridium was first discovered in 1803, and its name comes from the Latin for 'rainbow'. From the same family as platinum, it is hard, brittle, and is the world's most corrosion-resistant metal. Yellow in colour, its melting point is more than 2400° Celsius.

The metal is rare on Earth, but is abundant in meteoroids – and large amounts of iridium have been discovered in the Earth's crust from around 66 million years ago, leading to the theory that it came to this planet with an asteroid which caused the extinction of the dinosaurs.

Distinguished as a 'Very Important Paper', the research, 'Organo-iridium photosensitizers can induce specific oxidative attack on proteins in cancer cells' is published in the Wiley journal Angewandte Chemie .