Theranostiek, de combinatie van "therapie" en "diagnostiek, " verwijst naar medicijnen die niet alleen worden gebruikt om tumoren te behandelen, maar ook om ze zichtbaar te maken. Het principe is even eenvoudig als ingenieus:bijvoorbeeld bij de behandeling van prostaatkanker, een prostaatspecifiek antilichaam wordt radioactief gelabeld. Zodra het antilichaam de prostaatkankercellen heeft gebonden, de radioactiviteit die door het theranostische middel wordt uitgezonden, wordt gebruikt om de tumor en mogelijke metastasen zichtbaar te maken, en tegelijkertijd heeft het ook een schadelijk effect op de kankercellen op de doelwitplaats.

Tijdens zijn onderzoeksverblijf bij RUB, Andres Luengo maakte gebruik van de ervaring van de groep Bioinorganische Chemie met betrekking tot de productie van kleine biomoleculen en metalen bouwstenen die een toxisch effect hebben op kankercellen. Hij combineerde een klein biomolecuul genaamd enkefaline, die kunnen koppelen aan opioïde receptoren die overvloedig aanwezig zijn in sommige vormen van kanker, met een lichtgevende en een giftige metalen bouwsteen. Zo slaagde hij erin een molecuul te produceren dat dezelfde eigenschappen heeft als andere geavanceerde theranostische middelen, maar die kan worden gedetecteerd door bestraling met zichtbaar licht in plaats van radioactiviteit.

Veelbelovend nieuw systeem

Het onderzoeksteam van Gimeno gebruikte de lichtgevende eigenschappen van het molecuul om het in cellen te detecteren en toonde tegelijkertijd het toxische effect aan, daarmee de weg vrijmakend voor verder onderzoek naar dit veelbelovende en innovatieve theranostische systeem.

Na de analyse van de nieuwe verbinding, de onderzoekers ontdekten dat slechts één van de drie enigszins verschillende verbindingen een actief effect had tegen kankercellen. In aanvulling, het bleek dat de verbinding naar een onverwachte locatie in de kankercellen verhuisde waar het team niet had verwacht het te vinden. Het schadelijke effect op tumorcellen was afhankelijk van de stabiliteit van de binding tussen het biomolecuul, een peptide, en het celbeschadigende metaalcomplex:het celbeschadigende complex kan zijn cellulaire doelstructuur bereiken en de cellen alleen aanvallen als die binding minder stabiel is en daardoor kan breken.