Guldkatalyseret reaktion frigiver et aktivt lægemiddel til at dræbe kræftceller

Lægemidler, der aktiveres inde i kroppen med katalytiske mængder af guld, kan tilbyde en ny mulighed for behandling af kræft og andre sygdomme, har fire RIKEN-forskere vist.

Brug af metaller til at omdanne maskerede "prodrugs" til deres aktive former inde i kroppen er et spirende område af biomedicinsk forskning. Disse lægemiddelfrigivelsesreaktioner er designet til at blive udløst af metaller, der ikke er naturligt til stede i kroppen, giver en ny måde at udløse lægemiddelfrigivelse, der lover at øge effektiviteten og reducere bivirkningerne af en terapi.

"Forskningsgrupper verden over har udført en masse smukt arbejde, der viser, at overgangsmetaller som ruthenium og palladium kan bruges i biologiske omgivelser til at katalysere afsløringen af ​​stoffer, " siger Katsunori Tanaka, der leder RIKEN Biofunctional Synthetic Chemistry Laboratory. I mange kliniske scenarier, imidlertid, det kan være nyttigt at implementere flere maskerede lægemidler i tandem, hver udløst ved hjælp af et andet metal. "Vi identificerede en mangel på undersøgelser med fokus på guld, og så satte vi os for at tackle denne unikke udfordring, " siger Tanaka.

Mange aktive lægemidler indeholder nitrogen-baserede aminfunktionelle grupper, så Tanaka, Kenward Vong og deres kolleger udviklede 2-alkynylbenzamid (Ayba), en aminmaskerende gruppe, der ville blive klippet af i nærværelse af guld. Ayba har en tredobbelt bundet carbon-carbon alkyngruppe, der når den aktiveres af guld, udløser en ringslutningsreaktion, der i sidste ende spalter bindingen mellem Ayba og det maskerede nitrogenatom, frigivelse af det aktive lægemiddel.

Ved test, holdet brugte Ayba til at skabe prodrugs af to aminholdige anticancerforbindelser. Tilføjelse af guld til disse prodrugs i kræftceller frigav det aktive lægemiddel til at dræbe cellerne, holdet viste. Andre metaller udløste ikke demaskeringsreaktionen, og de Ayba-beskyttede lægemidler kunne bruges sammen med prodrugs frigivet af ruthenium og palladium. "Vi tror på, at Ayba-baserede prodrugs har udført meget lovende, " siger Tanaka.

En anden fordel ved Ayba prodrug-platformen var, at den let kunne modificeres. Forskerne tilføjede forskellige kemiske sidekæder til Ayba-strukturen, sætter dem i stand til at finjustere prodrugets overordnede egenskaber, såsom dens manglende evne til at krydse cellemembraner. "At have evnen til at lave derivater gør Ayba-gruppen meget mere funktionel end andre tilgange, " siger Tanaka.

"Vi håber, at dette arbejde giver os chancen for at starte samarbejder og at lede efter specifikke systemer, hvor vores kemi kan drage størst fordel, "Tanaka tilføjer. "Vores endelige mål er at arbejde hen imod at udvikle nye terapeutiske applikationer."