Een metaal uit het ruimtetijdperk dat deel uitmaakte van de asteroïde die de dinosauriërs vernietigde, zou een nieuwe methode kunnen bieden om kankertumoren selectief met licht te behandelen.

Wetenschappers van de Universiteit van Warwick in samenwerking met collega's in China, Frankrijk, Zwitserland en Heriot-Watt University hebben een techniek ontwikkeld die licht gebruikt om een ​​kankerdodende verbinding van iridium te activeren die aanvalt, Voor de eerste keer, een vitale energiebron in kankercellen, zelfs onder hypoxie, aanzienlijke opening van het scala van kankers die kunnen worden behandeld met behulp van de techniek.

De techniek wordt gedetailleerd beschreven in een paper dat vandaag (23 september 2019) is gepubliceerd in Natuurchemie en zou kunnen leiden tot een ander instrument dat clinici kunnen gebruiken in de strijd tegen kanker, en mogelijk zelfs patiënten vaccineren tegen toekomstige kankers.

Fotodynamische therapie (PDT) gebruikt licht om kankertumoren in het lichaam te doden door een chemische verbinding genaamd fotosensibilisator te activeren, waardoor soorten ontstaan ​​die kankercellen kunnen aanvallen in aanwezigheid van licht. Met behulp van deze methode, clinici kunnen het licht op specifieke regio's van de kankertumor richten en normaal weefsel beschermen tegen schade.

De huidige methoden zijn voornamelijk afhankelijk van de aanwezigheid van zuurstof en veel tumoren zijn 'hypoxisch, " wat betekent dat ze een tekort aan normale zuurstof hebben, vaak als gevolg van slechte bloedtoevoer. Het internationale team van wetenschappers heeft nu een verbinding van het metaal Iridium ontwikkeld die kankercellen in kweek zal doden, zelfs als de zuurstofconcentratie laag is.

De techniek kan alle tumoren behandelen waarbij licht kan worden toegediend, en zou bijzonder geschikt zijn voor de behandeling van blaas, long, slokdarm, hersen- en huidkanker. Er zijn ongeveer 10, 000 gevallen van blaaskanker in het VK per jaar, waarvan ongeveer 5 000 zou mogelijk baat kunnen hebben bij dit soort behandeling.

Professor Peter Sadler van de afdeling Scheikunde van de Universiteit van Warwick zei:"Altijd bij de behandeling van kanker, clinici proberen weerstand te bestrijden. Geneesmiddelen kunnen de kankercellen in eerste instantie doden, maar bij herhaalde behandeling worden de cellen resistent, ze leren hoe ze het medicijn chemisch kunnen wijzigen of het werkingsmechanisme ervan kunnen tegengaan. Onderzoekers zijn op zoek naar nieuwe manieren waarop de kankercel zal sterven. Als ze resistent zijn geworden tegen andere kankermedicijnen, ze zijn mogelijk niet resistent tegen deze behandeling omdat de manier waarop het de kankercellen doodt, anders is.

"Er is een toenemende interesse in het zoveel mogelijk verminderen van de bijwerkingen van kankerbehandeling en alles wat selectief kan zijn in wat het zich richt, zal daarbij helpen. De verbinding die we hebben ontwikkeld zou helemaal niet erg giftig zijn, we zouden het aan de kankercellen geven, laat het even intrekken, dan zouden we het met licht bestralen en het in die cellen activeren. We zouden verwachten dat het doden van die kankercellen zeer snel zal plaatsvinden in vergelijking met de huidige methoden."

Zodra het licht is geactiveerd, de iridiumverbinding valt de energieproducerende machinerie in de kankercellen aan - een vitaal co-enzym dat nicotinamide-adenine-dinucleotide (NADH) wordt genoemd - en vernietigt dat co-enzym katalytisch of verandert het in zijn geoxideerde vorm. Dit verstoort de energieproducerende machinerie in een kankercel en sluit effectief de stroombron van de tumor af.

Ons lichaam heeft co-enzym nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) nodig om energie op te wekken. Kankercellen hebben een zeer hoge behoefte aan NADH, omdat ze veel energie nodig hebben om snel te delen en te vermenigvuldigen.

De onderzoekers ontdekten zelfs dat de verbinding nog steeds werkt in aanwezigheid van zuurstof, door het om te zetten in een 'giftig' type zuurstof dat de kankercellen zal doden.

Het team van wetenschappers merkte ook op dat als de kankercellen sterven, ze veranderen hun chemie zodanig dat ze een immuunreactie in het lichaam opwekken, wat bekend staat als een immunotherapeutische respons. Dit suggereert dat degenen die met deze techniek worden behandeld mogelijk geïmmuniseerd zijn tegen aanvallen door die kanker, en zal in toekomstig onderzoek verder worden onderzocht.

Professor Vas Stavros (Universiteit van Warwick) merkte op:"De kracht van licht om de reactiviteit van chemische moleculen drastisch te veranderen binnen een duizendste van een miljoenste van een seconde kan nu worden gebruikt om resistente kankers te behandelen."

Professor Martin Paterson (Heriot-Watt University) merkte op:"Deze doorbraak illustreert de kracht van moderne berekeningen om de effecten van licht op chemische moleculen te begrijpen om medicijnen van de toekomst te voorzien van werkelijk unieke werkingsmechanismen."

Professor Hui Chao (Sun Yat-Sen University) merkte op:"Nu hebben we een potentieel nieuw medicijn dat niet alleen kankercellen selectief kan doden met normale zuurstoftoevoer, maar ook hypoxische kankercellen die vaak weerstand bieden tegen behandeling door fotodynamische therapie."

Professor Peter Sadler voegde toe:"Het vermogen van metaalverbindingen om een ​​immunogene reactie in het lichaam op te wekken die een persoon effectief kan vaccineren tegen toekomstige aanvallen door kanker, is een opwindende ontwikkeling. Het is zeer speculatief, maar we kijken verder naar de kenmerken daarvan.

"Belangrijk was dat we het geluk hadden om 3 zeer getalenteerde jonge Royal Society Newton International Fellows in ons team te hebben die aan dit uitdagende interdisciplinaire project werkten, die onmiskenbaar zal bijdragen aan de toekomst van dit cruciaal belangrijke onderzoek."

Iridium werd voor het eerst ontdekt in 1803, en de naam komt van het Latijn voor 'regenboog'. Uit dezelfde familie als platina, Het is moeilijk, bros, en is 's werelds meest corrosiebestendige metaal. Geel van kleur, het smeltpunt is meer dan 2400 ° Celsius. Het wordt gebruikt in satellieten en ruimtevaartuigen vanwege zijn weerstand tegen extreme omgevingen, en er wordt algemeen aangenomen dat het in de aardkorst is verrijkt door een meteoriet die 66 miljoen jaar geleden de dinosauriërs heeft uitgeroeid.