Kankercellen kunnen worden gericht en vernietigd met het metaal van de asteroïde die het uitsterven van de dinosaurussen veroorzaakte, volgens nieuw onderzoek door een internationale samenwerking tussen de University of Warwick en Sun Yat-Sen University in China.

Onderzoekers van de Professor Sadler en Professor O'Connor groepen in Warwick's Department of Chemistry en Professor Hui Chao's groep bij Sun Yat-Sen hebben aangetoond dat iridium - 's werelds tweede dichtste metaal - kan worden gebruikt om kankercellen te doden door ze te vullen met dodelijke versie van zuurstof, zonder gezond weefsel te beschadigen.

De onderzoekers creëerden een verbinding van iridium en organisch materiaal, die direct kunnen worden gericht op kankercellen, het overbrengen van energie naar de cellen om de zuurstof (O2) erin om te zetten in singlet-zuurstof, die giftig is en de cel doodt - zonder enig gezond weefsel te beschadigen.

Het proces wordt geactiveerd door zichtbaar laserlicht door de huid op het kankergebied te schijnen - dit bereikt de lichtreactieve coating van de verbinding, en activeert het metaal om de kanker te vullen met singlet-zuurstof.

De onderzoekers ontdekten dat na het aanvallen van een modeltumor van longkankercellen, door de onderzoekers in het laboratorium gekweekt tot een tumorachtige bol, met rood laserlicht (dat diep door de huid kan dringen), de geactiveerde organische iridiumverbinding was in elke laag van de tumor doorgedrongen en geïnfuseerd om deze te doden - wat aantoont hoe effectief en verreikend deze behandeling is.

Ze bewezen ook dat de methode veilig is voor gezonde cellen door de behandeling uit te voeren op niet-kankerweefsel en te ontdekken dat het geen effect had.

Verder, de onderzoekers gebruikten ultramoderne ultrahoge resolutie massaspectrometrie om een ​​ongekend beeld te krijgen van de individuele eiwitten in de kankercellen - waardoor ze precies konden bepalen welke eiwitten worden aangevallen door de organische iridiumverbinding.

Na een grondige analyse van enorme hoeveelheden gegevens - duizenden eiwitten uit de modelkankercellen, ze concludeerden dat de iridiumverbinding de eiwitten had beschadigd voor hitteschokstress, en glucosemetabolisme, beide bekend als sleutelmoleculen bij kanker.

De Universiteit van Warwick heeft het meest geavanceerde laboratorium van het VK voor dit soort zeer geavanceerde massaspectrometrie, en is een centrum van analytische wetenschap van wereldklasse.

Co-auteur Cookson Chiu is een postdoctoraal onderzoeker in Warwick's Department of Chemistry, gefinancierd door de Engineering and Physical Sciences Research Council en Bruker. Hij merkte op:

"Dit project is een sprong voorwaarts om te begrijpen hoe deze nieuwe op iridium gebaseerde antikankerverbindingen kankercellen aanvallen, introductie van verschillende werkingsmechanismen, om het resistentievraagstuk te omzeilen en kanker vanuit een andere hoek aan te pakken."

Dr Pingyu Zhang en Dr Huaiyi Huang zijn Royal Society Newton International Fellows in Warwick's Department of Chemistry. Dr. Zhang voegde toe:

"Onze innovatieve aanpak om kanker aan te pakken, waarbij we ons richten op belangrijke cellulaire eiwitten, kan leiden tot nieuwe geneesmiddelen met nieuwe werkingsmechanismen. Deze zijn dringend nodig. Bovendien, onderzoeksrelaties tussen Britse en Chinese academici zullen niet alleen leiden tot duurzame samenwerkingen, maar hebben ook potentieel om de vertaling van nieuwe medicijnen naar de kliniek te openen als een gezamenlijke ontwikkeling tussen het VK en China"

Peter O'Connor, hoogleraar analytische chemie aan Warwick, dat is genoteerd:

"Remarkable advances in modern mass spectrometry now allow us to analyse complex mixtures of proteins in cancer cells and pinpoint drug targets, on instruments that are sensitive enough to weigh even a single electron!"

Professor Peter Sadler is excited about where this work can lead. Hij zei:

"The precious metal platinum is already used in more than 50% of cancer chemotherapies. The potential of other precious metals such as iridium to provide new targeted drugs which attack cancer cells in completely new ways and combat resistance, and which can be used safely with the minimum of side-effects, is now being explored.

"International collaborations can greatly hasten progress. It's certainly now time to try to make good medical use of the iridium delivered to us by an asteroid 66 million years ago!"

Photochemotherapy – using laser light to target cancer – is fast emerging as a viable, effective and non-invasive treatment. Patients are becoming increasingly resistant to traditional therapies, so it is vital to establish new pathways like this for fighting the disease.

Iridium was first discovered in 1803, and its name comes from the Latin for 'rainbow'. From the same family as platinum, it is hard, brittle, and is the world's most corrosion-resistant metal. Yellow in colour, its melting point is more than 2400° Celsius.

The metal is rare on Earth, but is abundant in meteoroids – and large amounts of iridium have been discovered in the Earth's crust from around 66 million years ago, leading to the theory that it came to this planet with an asteroid which caused the extinction of the dinosaurs.

Distinguished as a 'Very Important Paper', the research, 'Organo-iridium photosensitizers can induce specific oxidative attack on proteins in cancer cells' is published in the Wiley journal Angewandte Chemie .