Hvordan skorpiongift kunne give ny kræftbehandling

I udviklingen af ​​nye lægemidler, at tage noget fra naturen og ændre det har været en succesfuld taktik anvendt af medicinske kemikere i årevis. Nu, ved hjælp af nanoteknologi, forskere gør en gang kasserede lægemiddelkandidater til brugbare lægemidler.

Det anslås, at 40 % af de klinisk godkendte lægemidler falder ind under den kategori, hvor enten selve den naturlige forbindelse eller en modificeret version er det godkendte lægemiddel. Disse omfatter statiner (findes i bakterielle sekreter), der bruges til at sænke kolesterol, kininer (findes i cinchonatræer) som anti-malariamidler og paclitaxel (findes i takstræer) som medicin mod kræft.

Mange af disse naturlige produkter er toksiner produceret af planter eller dyr som en form for forsvar. Og skorpiongift har fået interesse som en kilde til nye lægemidler. Det indeholder en blanding af biologiske kemikalier kaldet peptider, hvoraf nogle vides at udløse celledød ved at danne porer i biologiske membraner. Celledød kan være nyttig, hvis vi er i stand til at målrette, sige, tumorceller til auto-destruktion.

Disse toksiner kan have meget potente virkninger. For eksempel, et bestemt lille peptid, kendt som TsAP-1, isoleret fra den brasilianske gule skorpion ( Tityus serrulatus ), har både anti-mikrobielle og anti-cancer egenskaber.

Imidlertid, at udnytte denne form for kraft til klinisk gavn har hidtil været udfordrende, fordi disse toksiner dræber både tumorer og sunde celler. En metode til at kontrollere sådan toksicitet er ved at bruge nanoteknologi til at bygge specialfremstillede lægemiddelleverancer. Hvis det lykkes, det giftige stof frigives for kun at dræbe uønsket væv i en krop.

Et sådant forsøg er blevet gjort af Dipanjan Pan ved University of Illinois i Urbana-Champagne. I en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Chemical Communications, videnskabsmænd hævder at have skabt sfæriske kapsler til at fange skorpiongifttoksinet TsAP-1. Dette indkapslede toksin, ved navn NanoVenin, øger lægemidlets effektivitet til at dræbe brystkræftceller med ti gange.

Dette er en interessant udvikling af to grunde. For det første, giftgiften i sin naturlige form kunne ikke bruges på grund af den manglende specificitet og, for det andet, inkorporeringen af ​​giftgiften i nanopartiklerne forårsagede en stor stigning i lægemidlets styrke, gør det mere klinisk nyttigt.

Denne form af lægemidlet virker på brystkræftceller, men det er ikke sygdomsspecifikt endnu. Forskere kan modificere dens ydre skal ved, for eksempel, vedhæfte proteiner, der kan gøre det selektivt over for visse typer kræft. Det kan også være muligt at belægge nanopartiklerne i et biologisk nedbrydeligt lag for at fange dens toksicitet, indtil den når det syge område, hvor laget nedbrydes for at afsløre toksinet.

En sådan præcis levering kan fungere på et "lås-og-nøgle-system" af meget præcise biologiske strukturer. For eksempel, forskellige typer kræftceller har karakteristiske sekreter eller ydre proteiner – det biologisk nedbrydelige lag af lægemidlet kan bygges til at genkende disse specifikke sekreter eller proteiner og derefter udløse nedbrydningsprocessen, muliggør præcis levering af lægemidlet.

Ofte er effektive lægemidler blevet opdaget, men ikke kommercialiseret på grund af leveringsproblemer. Alligevel illustrerer den seneste udvikling inden for nanoteknologi, hvordan engang kasserede lægemidler, der stammer fra naturlige forbindelser, kan bringes fra hylden for at bekæmpe sygdom.

Denne historie er udgivet med tilladelse fra The Conversation (under Creative Commons-Attribution/No derivatives).