science >> Wetenschap >  >> Chemie

Richten op maagkanker:nieuwe benadering van selectieve chemotherapie

Krediet:Wiley

Een nieuw medicijn, genaamd "FerriIridium, " kan tegelijkertijd helpen bij het diagnosticeren en behandelen van maagkanker. De aanvankelijk zwak actieve voorloper (prodrug), op basis van een iridiumbevattende verbinding, wordt pas selectief geactiveerd na het bereiken van het inwendige van een tumorcel. Dit is mogelijk vanwege de hogere hoeveelheid ijzer die daar aanwezig is, rapport wetenschappers in het tijdschrift Angewandte Chemie . Selectieve activering vermindert ongewenste bijwerkingen.

Cellen transporteren stoffen van buiten naar binnen door in kleine delen van hun membraan te vouwen en ze vervolgens af te binden (endocytose). Zo komt FerriIridium de doelcellen binnen. De resulterende blaasjes fuseren vervolgens met lysosomen. Deze celorganellen hebben een zure omgeving die driewaardige ijzerionen bevat, Fe(III), en enzymen, waarmee ze celcomponenten ontmantelen die niet meer nodig zijn. In maagkankercellen, de Fe(III)-concentratie in de lysosomen is significant verhoogd.

Wetenschappers die werken met Yu Chen en Hui Chao aan de Sun Yat-Sen University, Kanton, en Hunan Universiteit voor Wetenschap en Technologie, Xiangtan (China) maakte gebruik van deze mogelijkheid. Ze rustten FerriIridium uit met een speciale functionele groep (de m-iminocatechol-groep) die selectief bindt aan Fe(III). wanneer gebonden, de functionele groep wordt geoxideerd terwijl de ijzerionen worden gereduceerd tot Fe(II). Onder de zure omstandigheden in de lysosomen, het FerriIridium wordt vervolgens gesplitst in twee componenten:een iridiumcomplex en een benzochinonderivaat.

Dit reactiemechanisme heeft een drievoudig effect. Eerst, Fe(II)-ionen kunnen een reactie katalyseren die zeer reactieve hydroxylradicalen produceert. Tweede, benzochinonen zijn sterk oxiderend. Met bepaalde cellulaire stoffen, zoals NADPH, ze vormen hydroxychinonen, die reageren met zuurstof om radicale zuurstofsoorten te produceren, evenals waterstofperoxide, die op hun beurt kan reageren met Fe(II) om hydroxylradicalen te produceren. Benzoquinonverbindingen kunnen ook de cellulaire ademhaling verstoren. De radicalen vernietigen de lysosomen, hun inhoud vrijgeven. Derde, de splitsing van FerriIridium verhoogt zowel de fosforescentie als de toxiciteit van het iridiumcomplex drastisch. De fosforescentie kan worden gebruikt om de tumor te diagnosticeren. Het belangrijkste is, echter, het giftige iridiumcomplex wordt geabsorbeerd door mitochondriën, de 'cellulaire energiecentrales'. Het vernietigt ze van binnenuit door hun membraanpotentiaal in te storten. Samen, deze effecten leiden tot de dood van de maagkankercellen en krimpen van de tumoren, zoals aangetoond door experimenten op cellijnen en muizen.