Vitamine C is vooral bekend als voedingsstof. In voldoende hoge doses, echter, vitamine C toont ook potentieel tegen veel kankers, volgens recente studies. Om met succes vitamine C (chemisch ascorbinezuur genoemd) als medicijn te ontwikkelen, het is van cruciaal belang om de concentratie ervan in het lichaam te onderzoeken, waardoor veilige en effectieve doses worden gegarandeerd.

Het monitoren van de veranderende niveaus van een afgeleverd medicijn is niet eenvoudig. Voor ascorbinezuur, een methode is om de reactie tussen de verbinding en de fluorescerende sondemoleculen te gebruiken, waardoor chemici zijn beweging door het lichaam visueel kunnen volgen. Fluorescentie vereist licht, echter, en bestaande sondes gebruiken licht van de verkeerde golflengte om levend weefsel binnen te dringen. Nutsvoorzieningen, een team onder leiding van het Institute of Industrial Science (IIS) van de Universiteit van Tokyo heeft een nieuwe sonde ontwikkeld die een weg zou kunnen banen naar ascorbinezuur als kankerbehandeling.

In een studie gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten , ascorbinezuurniveaus bij muizen werden gevolgd met behulp van een complex molecuul genaamd R2c. Met behulp van wat slimme chemie, het IIS-team ontwierp deze sonde om te reageren met ascorbinezuurmoleculen in het lichaam. Een uur nadat R2c in de staarten van muizen was geïnjecteerd, het hele lichaam was fluorescerend, het benadrukken van het ascorbinezuur dat van nature in de muizen aanwezig is, terwijl de R2c-sonde door de bloedbaan circuleerde.

Volgende, de muizen kregen een dosis extra ascorbinezuur toegediend, het verhogen van de concentratie boven normaal. Binnen 10 minuten, het fluorescentiesignaal vlamde op in de buik - wat aantoont dat dit de eerste bestemming was van de ascorbinezuurdosis die uit de staart stroomde. Zoals eerder, het sondesignaal verspreidt zich vervolgens door het lichaam gedurende het volgende uur, wordt bijzonder intens in vitale organen. Dit is de eerste keer dat onderzoekers ascorbinezuur rechtstreeks in beeld hebben gebracht aan een muis.

De sonde is zeer gevoelig, het detecteren van ascorbinezuur tot in micromolaire hoeveelheden - voldoende niveau om het in het menselijk bloed te detecteren. Zoals studie eerste auteur Takanori Yokoi uitlegt, "We hebben R2c gemaakt van een siliciumverbinding, SiPc, gebonden aan TEMPO vrije radicalen. De radicalen voorkomen dat SiPc-moleculen aggregeren, die hun fluorescentie zouden uitschakelen. Beurtelings, elk probemolecuul is ingekapseld in een eiwit dat BSA wordt genoemd."

Door reacties met andere chemicaliën dan het doelwit te blokkeren, BSA zorgt ervoor dat de sonde ook selectief is. R2c reageert snel met ascorbinezuur, een fluorescerend molecuul worden - maar het blijft streng afzijdig van andere biologische verbindingen. Het team ontdekte dat waterstofperoxide, die in het lichaam voorkomt, zou kunnen worden toegevoegd aan R2c zonder het ascorbinezuursignaal te verstoren - tenminste in het laboratorium. Dit wekt de hoop dat R2c ook bij menselijke patiënten getrouw ascorbinezuur kan uitkiezen.

"Onze sonde is de eerste die vitamine C opspoort met zowel gevoeligheid als snelheid, selectiviteit, en lage toxiciteit, " zegt corresponderende auteur Kazuyuki Ishii. "Opwindend, we konden precies zien in welke organen de vitamine C zich ophoopte. Voor klinische kankerbehandeling, dat zou een onschatbare hulp zijn om dit medicijn efficiënt in de juiste delen van het lichaam te brengen."