Nyopdagede hybridmolekyler kunne tjene som en ny kategori af anti-cancermiddel

Forskere fra NYU Abu Dhabis (NYUAD) kemiprogram og kolleger fra universitetets biologiprogram har udviklet og studeret den biologiske aktivitet af fem nye, metal-organiske hybridknyttede molekyler, benævnt metalorganiske trefoil-knuder (M-TK'er). Disse molekyler kan effektivt levere metaller til kræftceller, demonstrerer potentialet til at fungere som en ny kategori af anti-kræftmidler.

I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Kemisk Videnskab , NYUAD-forskerne Farah Benyettou og Thirumurugan Prakasam fra Trabolsi Research Group, ledet af NYUAD lektor i kemi Ali Trabolsi, rapporter, at disse nanoskala, vandopløselige M-TK'er viste høj styrke in vitro mod seks cancercellelinjer og in vivo i zebrafiskembryoner. Zebrafisk-relaterede undersøgelser blev udført af NYUAD Postdoctoral Associate Anjana Ramdas Nair fra Sadler Lab.

M-TK'erne, genereret ved metal-templatet selvsamling af et simpelt par chelaterende ligander, blev godt tolereret in vitro af ikke-kræftceller, men var signifikant mere potente end cisplatin, en almindelig kemoterapi medicin, i både humane kræftceller - inklusive dem, der var cisplatin-resistente - og i zebrafiskembryoner. I dyrkede celler, M-TK'er introducerer reaktive oxygenarter (ROS), der beskadiger mitokondrierne i kræftceller, men ikke det nukleare DNA eller plasmamembranen.

"Cytotoksiciteten og brede muligheder for strukturel variation af M-TK'er indikerer potentialet af syntetiske metal-organiske knuder som et nyt felt af kemisk plads til farmaceutisk design og udvikling, " sagde Trabolsi. "Der er et betydeligt løfte om at udvikle nye kræftterapier, der kan supplere de eksisterende kemoterapimuligheder, der i øjeblikket bruges til at behandle næsten halvdelen af ​​alle kræftpatienter, der gennemgår kemoterapi."

M-TK'erne syntetiseret af NYUAD Research Scientist Thirumurugan Prakasam fra Trabolsi Research Group blev fundet, i mange tilfælde, at have større styrke end tidligere rapporteret i cisplatin og andre metalkomplekser, forklarer NYUAD Research

Videnskabsmand Farah Benyettou. De vigtigste leveringsveje var makropinocytose og både caveolin- og clathrin-medieret endocytose, som alle er mere aktive i kræftceller end i normale celler. Cisplatin og andre små molekyler trænger ind i celler ved diffusion, som er mindre kræft-selektiv in vitro. Forskerne antager, at de molekyler, de har udviklet, er mindre giftige for raske celler, fordi de internaliseres mindre.

I den næste fase af udviklingen af ​​M-TK'er, forskningsindsatsen vil fokusere på virkningsmekanismen for M-TK'erne for at bestemme, om deres ROS-medierede toksicitet involverer specifikke intracellulære mål.

Disse resultater bekræfter levedygtigheden af ​​at studere virkningerne af disse forbindelser i hele hvirveldyr, da M-TK'erne blev godt tolereret af zebrafisk og så ud til at angribe delende celler selektivt.