C-vitamin i kroppen kan spores ved fluorescens

C-vitamin er bedst kendt som et næringsstof. I høje nok doser, imidlertid, C-vitamin viser også potentiale mod mange kræftformer, ifølge nyere undersøgelser. For med succes at udvikle vitamin C (kemisk navngivet ascorbinsyre) som medicin, det er afgørende at undersøge dets koncentration i kroppen, derved sikres sikre og effektive doser.

Det er ikke let at overvåge de skiftende niveauer af et leveret lægemiddel. For ascorbinsyre, en metode er at bruge reaktionen mellem forbindelsen og fluorescerende probemolekyler, giver kemikere mulighed for visuelt at spore dens bevægelse gennem kroppen. Fluorescens kræver lys, imidlertid, og eksisterende sonder bruger lys med den forkerte bølgelængde til at trænge ind i levende væv. Nu, et hold ledet af University of Tokyos Institut for Industriel Videnskab (IIS) har udviklet en ny sonde, der kan bane vejen for ascorbinsyre som kræftbehandling.

I en undersøgelse offentliggjort i Videnskabelige rapporter , Ascorbinsyreniveauer i mus blev sporet ved hjælp af et komplekst molekyle kaldet R2c. Ved at bruge noget smart kemi, IIS-teamet designede denne sonde til at reagere med ascorbinsyremolekyler i kroppen. En time efter at R2c blev injiceret i musenes haler, hele kroppen var fluorescerende, fremhæve ascorbinsyren, der er naturligt til stede i musene, da R2c-sonden cirkulerede gennem blodbanen.

Næste, musene blev injiceret med en dosis ekstra ascorbinsyre, hæve koncentrationen over det normale. Inden for 10 minutter, fluorescenssignalet blussede op i maven - hvilket viste, at dette var den første destination for ascorbinsyredosis, der strømmede fra halen. Ligesom før, sondesignalet spredte sig derefter i hele kroppen i løbet af den næste time, bliver særligt intens i vitale organer. Det er første gang, at forskere direkte har afbildet ascorbinsyre administreret til en mus.

Sonden er meget følsom, påvisning af ascorbinsyre ned til mikromolære mængder - tilstrækkeligt niveau til at påvise det i menneskeblodet. Som undersøgelsens første forfatter Takanori Yokoi forklarer, "Vi skabte R2c fra en siliciumforbindelse, SiPc, bundet til TEMPO frie radikaler. Radikalerne forhindrer SiPc-molekyler i at aggregere, hvilket ville slukke deres fluorescens. På tur, hvert probemolekyle er indkapslet i et protein kaldet BSA."

Ved at blokere reaktioner med andre kemikalier end målet, BSA sikrer, at sonden også er selektiv. R2c reagerer hurtigt med ascorbinsyre, bliver et fluorescerende molekyle - men det forbliver strengt på afstand til andre biologiske forbindelser. Holdet fandt ud af, at hydrogenperoxid, som opstår i kroppen, kunne tilføjes til R2c uden at forstyrre ascorbinsyresignalet - i hvert fald i laboratoriet. Dette vækker håbet om, at R2c også trofast kunne udvælge ascorbinsyre hos menneskelige patienter.

"Vores sonde er den første til at spore C-vitamin med både følsomhed og hurtighed, selektivitet, og lav toksicitet, " siger den tilsvarende forfatter Kazuyuki Ishii. "Spændende nok, vi kunne se præcis, hvilke organer C-vitaminet ophobes i. Til klinisk kræftbehandling, det ville være en uvurderlig hjælp til effektivt at levere dette lægemiddel til de rigtige dele af kroppen."