Lys og nanopartikler mod kræft

Leiden Ph.D. studerende Xuequan Zhou har designet et nyt lovende molekyle, der effektivt dræber kræftceller, men skader ikke sundt væv. Tricket:stoffet er kun aktivt, når det bestråles med lys. Zhous nye forbindelse gør dette ekstra effektivt ved smart selvorganiserende i nanopartikler. Undersøgelsen nåede frem til forsiden af Journal of the American Chemical Society .

Bekæmpelse af kræft med lys

Regelmæssige kræftlægemidler skelner ofte for lidt mellem dårlige og sunde celler:de dræber begge typer. Derfor, Bonnet -gruppen ved Leiden Institute of Chemistry (LIC), fokuserer på at designe nye molekyler, der kun bliver aktive under påvirkning af synligt lys. Dette gør det muligt for læger at behandle et bestemt område af kroppen, uden at skade resten. Denne såkaldte fotodynamiske terapi bruges allerede i klinikker til at bekæmpe kræft.

En ny medicin

"Et molekyls struktur bestemmer, at det er fysisk, kemiske og biologiske egenskaber, "forklarer Xuequan Zhou." Derfor, ændring af denne struktur kan have en enorm indflydelse på dens ydeevne. Vores nye arbejde er et godt eksempel på dette. "Zhou skabte en ny og effektiv anticancerforbindelse ved blot at foretage en lille ændring i et eksisterende molekyle:han erstattede et nitrogenatom for et carbon. Dette resulterede i et molekyle indeholdende palladium som et metalcenter , direkte bundet til et organisk fragment via en carbon-palladiumbinding (figur 1). På grund af dette bånd, molekylet reagerer på blåt lys og kan udføre fremragende celledrab ved bestråling med dette blå lys (se ramme).

Lysinduceret terapi

Xuequans palladium-arter virker gennem såkaldt iltaktivering. Ved bestråling med lys, palladiumkomplekset kommer i en ophidset tilstand (hvilket betyder, at det får ekstra energi). Det ophidsede palladiumkompleks overfører derefter denne lysenergi til et dioxygenmolekyle (O2), som er til stede i den bestrålede celle eller væv. Dette genererer reaktive iltarter, der derefter dræber cellen.

Selvmonterende nanopartikler

"Udover dets fotokemiske adfærd, dette molekyle viser også ganske ekstraordinære aggregeringsegenskaber, "fortæller Zhou." På grund af dens lave ladning og temmelig hydrofobe organiske ligand, det har en tendens til at samle sig selv via en proces kaldet "metallofil interaktion":palladiumcentrene elsker hinanden og forsøger at være tæt på hinanden. "Når de er opløst i kroppen, dette ville få Zhous forbindelse til at samle sig selv til nanopartikler.

Kræftceller kan absorbere disse blålysaktiverede nanopartikler meget effektivt. De bruges derfor som kræftmålrettede nanopartikler:"Normalt disse nanopartikler er specifikt knyttet til kræftforbindelser for at hjælpe dem med at målrette mod en tumor, "forklarer vejleder Sylvestre Bonnet." For den nye forbindelse i Zhou dog, dette trin er ikke længere nødvendigt, fordi stoffet selv skaber sine egne nanopartikler. "

Lovende resultater

Med de første biologiske forsøg i Leiden, Zhou demonstrerede allerede in vitro, at nanopartiklerne faktisk er meget effektive til at dræbe kræftceller under bestråling af blåt lys. Næste, et samarbejde med professor Wen Sun fra Dalian University of Technology i Kina viste, at nanopartiklerne kan hæmme kræftvækst i musetumormodeller. Zhou:"Alt i alt, disse resultater tyder på en lovende fremtid for selvsamlende molekyler som kræftbekæmpende medicin, som bedre kan målrette tumorer og dermed udrydde dem mere effektivt. "