Onderzoekers van het scheikundeprogramma van NYU Abu Dhabi (NYUAD) en collega's van het biologieprogramma van de universiteit hebben de biologische activiteit van vijf nieuwe, metaal-organische hybride geknoopte moleculen, metaal-organische klaverknopen (M-TK's) genoemd. Deze moleculen kunnen effectief metalen aan kankercellen leveren, wat het potentieel aantoont om te fungeren als een nieuwe categorie van middelen tegen kanker.

In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Chemische Wetenschappen , NYUAD-onderzoekswetenschappers Farah Benyettou en Thirumurugan Prakasam van de Trabolsi Research Group, onder leiding van NYUAD universitair hoofddocent chemie Ali Trabolsi, melden dat deze nanoschaal, in water oplosbare M-TK's vertoonden in vitro een hoge potentie tegen zes kankercellijnen en in vivo in zebravisembryo's. Zebravis-gerelateerde studies werden uitgevoerd door NYUAD Postdoctoral Associate Anjana Ramdas Nair van het Sadler Lab.

De M-TK's, gegenereerd door zelfassemblage met metalen matrijs van een eenvoudig paar chelerende liganden, werden in vitro goed verdragen door niet-kankercellen, maar waren significant krachtiger dan cisplatine, een veelgebruikt medicijn voor chemotherapie, in zowel menselijke kankercellen - inclusief die welke cisplatine-resistent waren - als in zebravisembryo's. In gekweekte cellen, M-TK's introduceren reactieve zuurstofsoorten (ROS) die de mitochondriën van kankercellen beschadigen, maar niet het nucleaire DNA of het plasmamembraan.

"De cytotoxiciteit en brede mogelijkheden voor structurele variatie van M-TK's wijzen op het potentieel van synthetische metaal-organische knopen als een nieuw veld van chemische ruimte voor farmaceutisch ontwerp en ontwikkeling, " zei Trabolsi. "Er is een belangrijke belofte voor het ontwikkelen van nieuwe kankertherapieën die een aanvulling kunnen vormen op de bestaande chemotherapie-opties die momenteel worden gebruikt om bijna de helft van alle kankerpatiënten die chemotherapie ondergaan te behandelen."

De M-TK's gesynthetiseerd door NYUAD Research Scientist Thirumurugan Prakasam van de Trabolsi Research Group werden gevonden, vaak, om een ​​grotere potentie te hebben dan eerder is gemeld in cisplatine en andere metaalcomplexen, legt NYUAD Research uit

Wetenschapper Farah Benyettou. De belangrijkste toedieningsroutes waren macropinocytose en zowel caveolin- als clathrine-gemedieerde endocytose, die allemaal actiever zijn in kankercellen dan in normale cellen. Cisplatine en andere kleine moleculen dringen de cellen binnen door diffusie, die in vitro minder kankerselectief is. De onderzoekers veronderstellen dat de moleculen die ze hebben ontwikkeld minder toxisch zijn voor gezonde cellen omdat ze minder worden geïnternaliseerd.

In de volgende fase van het ontwikkelen van M-TK's, onderzoeksinspanningen zullen gericht zijn op het werkingsmechanisme van de M-TK's om te bepalen of hun ROS-gemedieerde toxiciteit specifieke intracellulaire doelen omvat.

Deze bevindingen bevestigen de haalbaarheid van het bestuderen van de effecten van deze verbindingen in hele gewervelde dieren, omdat de M-TK's goed werden verdragen door zebravissen en selectief delende cellen leken aan te vallen.