Met behulp van een bundellijn van 185 meter bij de Diamond synchrotron, onderzoekers konden zien hoe osmium, een zeldzaam edelmetaal dat kan worden gebruikt voor kankerbehandelingen, reageert in een enkele menselijke longkankercel. Dit is een grote stap voorwaarts in het ontdekken van nieuwe geneesmiddelen tegen kanker voor onderzoekers van de Universiteit van Warwick.

Momenteel bevat de helft van de geneesmiddelen tegen kanker die bij chemotherapie worden gebruikt het metaal platina, die wanneer eenmaal in de kankercel in de kern reageert, wat kan leiden tot ongewenste bijwerkingen van de behandeling. Echter, osmium is een zeldzaam metaal dat niet op grote schaal is onderzocht, en kan worden gebruikt als een nieuwe kankerbehandeling met minder bijwerkingen.

In de krant, "Volgreacties van asymmetrische organo-osmiumoverdrachthydrogeneringskatalysatoren in kankercellen, " gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie , onderzoekers van de Universiteit van Warwick hebben, Voor de eerste keer, gebruikte de nieuwe bundellijn van 185 m om osmium te volgen in een enkele kankercel op een schaal van 100 nanometer.

Ze gebruikten twee technieken om mogelijke behandelingen in kankercellen te volgen, de eerste, ICP-MS, wat staat voor inductief gekoppelde plasma-massaspectrometrie, kan een breed scala aan natuurlijke en medicijnelementen in miljoenen cellen kwantificeren. Echter, om een ​​enkele kankercel te onderzoeken, onderzoekers gebruikten synchrotron X-ray fluorescentie (XRF) beeldvorming.

Met behulp van een hard-X-ray nanosonde bundellijn, onderzoekers van de Universiteit van Warwick observeerden hoe osmium reageerde in een enkele longkankercel. Echter, de reactiviteit van osmium wordt bepaald door de coating (zijn liganden), dus volgden ze de liganden ook in hetzelfde XRF-experiment door ze te labelen met broom.

Toen het osmium eenmaal in de cel was, merkten onderzoekers op dat osmium in het cytoplasma blijft, terwijl de liganden de kern binnengingen, mogelijk indicatief voor dubbele aanval op de kankercel.

Professor Peter Sadler, van de afdeling Scheikunde aan de Universiteit van Warwick, zegt, "Omdat één op de twee mensen in hun leven kanker krijgt, de noodzaak om nieuwe medicijnen te vinden is nog nooit zo urgent geweest. Een deel van het ontdekken van geneesmiddelen is precies zien hoe ze reageren en werken in cellen. osmium is een zeldzaam edelmetaal, echter, omdat het als een katalysator kan werken, een zeer kleine hoeveelheid is nodig voor reacties in de kankercel, daarom zou het in de toekomst een duurzame behandeling kunnen zijn. We wilden zien hoe het precies werkte in een enkele kankercel, die een verscheidenheid aan nieuwe technieken omvatte, inclusief het uit de cel halen van watermoleculen en deze snel invriezen. Terwijl cellen gewoonlijk chemisch worden gewijzigd om de reacties te zien, in onze methode zijn ze dicht bij hun natuurlijke staat, waardoor onze resultaten authentieker zijn."

Dr. Elizabeth Bolito, van het Department of Chemistry and Diamond zegt, "We werkten 24 uur per dag, vijf dagen per week om deze opwindende gegevens te verzamelen, waardoor we in kankercellen kunnen kijken tot een resolutie op nanoschaal. Dit heeft cruciale inzichten opgeleverd in potentiële cellulaire doelen van dergelijke osmiumkatalysatoren. We konden niet alleen het osmium in een longkankercel volgen, maar op grotere schaal bij borstkanker, eierstok- en prostaatkankercellen, bijvoorbeeld, wat hoop biedt dat osmium in de toekomst kan worden gebruikt om een ​​reeks verschillende vormen van kanker te behandelen."

Professor Sadler voegde toe:"Ons team hoopt hun ontdekkingen vooruit te helpen door preklinische ontwikkeling naar nieuwe osmiumgeneesmiddelen voor de behandeling van kanker, hoewel dit meestal enkele jaren duurt. Als het ons lukt, dan zullen de dagen en slapeloze nachten die besteed zijn aan het verzamelen van XRF-gegevens bij de Diamond synchrotron zeker de moeite waard zijn geweest."

Paul Quinn, Imaging-groepsleider bij Diamond Light Source zegt:"De samenwerking tussen Warwick en de I14-bundellijn is erg opwindend. Ons onderzoek heeft gebruik gemaakt van de geavanceerde nano-imaging-methoden die we bij Diamond hebben ontwikkeld en gebouwd om de locatie van deze medicijnen in kankercellen netjes in beeld te brengen en significant inzicht te krijgen in hoe ze op elkaar inwerken ."