Platinnanopartikler til selektiv behandling af leverkræftceller

Forskere ved ETH Zürich demonstrerede for nylig, at platin -nanopartikler kan bruges til at dræbe levercancerceller med større selektivitet end eksisterende kræftlægemidler.

I de seneste år, antallet af målrettede kræftlægemidler er fortsat med at stige. Imidlertid, konventionelle kemoterapeutiske midler spiller stadig en vigtig rolle i kræftbehandling. Disse omfatter platinbaserede cytotoksiske midler, der angriber og dræber kræftceller. Men disse midler beskadiger også sundt væv og forårsager alvorlige bivirkninger. Forskere ved ETH Zürich har nu identificeret en tilgang, der giver mulighed for en mere selektiv kræftbehandling med medicin af denne art.

Platin kan være cytotoksisk, når det oxideres til platin(II) og forekommer i denne form i konventionelle platinbaserede kemoterapeutika. Ikke-oxideret platin(0), imidlertid, er langt mindre giftigt for celler. Baseret på denne viden, et hold ledet af Helma Wennemers, Professor ved Laboratoriet for Organisk Kemi, og Michal Shoshan, en postdoc i hendes gruppe, ledte efter en måde at introducere platin(0) i målcellerne, og først derefter for det at blive oxideret til platin(II). Til denne ende, de brugte ikke-oxiderede platinnanopartikler, som først skulle stabiliseres med et peptid. De screenede et bibliotek indeholdende tusinder af peptider for at identificere et peptid, der er egnet til fremstilling af platin -nanopartikler (2,5 nanometer i diameter), der er stabile i årevis.

Oxideret inde i cellen

Tests med cancercellekulturer afslørede, at platin(0) nanopartiklerne trænger ind i cellerne. En gang inde i det specifikke miljø af leverkræftceller, de bliver oxideret, udløser den cytotoksiske virkning af platin (II).

Undersøgelser med ti forskellige typer af humane celler viste også, at toksiciteten af ​​de peptidbelagte nanopartikler var yderst selektiv for levercancerceller. De har samme toksiske virkning som Sorafenib, det mest almindelige lægemiddel, der bruges til at behandle primære levertumorer i dag. Imidlertid, nanopartiklerne er mere selektive end Sorafenib og betydeligt mere end den velkendte kemoterapeutiske Cisplatin. Det kan derfor tænkes, at nanopartiklerne vil have færre bivirkninger end konventionel medicin.

Sammen med ETH-professor Detlef Günther og hans forskningsgruppe, Wennemers og hendes team var i stand til at bestemme platinindholdet inde i cellerne og deres kerner ved hjælp af speciel massespektrometri. De konkluderede, at platinindholdet i kernerne i leverkræftceller var signifikant højere end for eksempel, i tyktarmskræftceller. Forfatterne mener, at platin(II)-ionerne – produceret ved oxidation af platinnanopartiklerne i leverkræftcellerne – kommer ind i kernen, og der frigiver deres toksicitet.

"Vi er stadig en meget lang og usikker vej væk fra et nyt lægemiddel, men forskningen introducerede en ny tilgang til at forbedre selektiviteten af ​​lægemidler til visse typer kræft – ved at bruge en selektiv aktiveringsproces, der er specifik for en given celletype, " siger Wennemers. Fremtidig forskning vil udvide de kemiske egenskaber af nanopartiklerne for at give mulighed for større kontrol over deres biologiske virkninger.