Kanker is een complexe ziekte, en als zodanig, er is niet één manier om het aan te pakken. Terwijl kankerbehandelingen evolueren naar gepersonaliseerde procedures, in de meeste gevallen, standaard chemotherapiebehandelingen zijn nog steeds vereist. Bij chemotherapie, platina medicijnen zoals cisplatine (42 jaar geleden goedgekeurd door de FDA) worden gebruikt, zowel kankercellen als gezonde cellen doden en ongewenste bijwerkingen veroorzaken. In dit verband, er is veel ruimte voor verbetering voor klinische behandelingen.

Nieuwe kandidaat-geneesmiddelen op basis van organometaalverbindingen worden momenteel onderzocht om te zien hoe ze kunnen worden geactiveerd (licht, pH) en grijpen specifiek alleen in bij kankercelprocessen (bijvoorbeeld die het metabolisme van kankercellen beïnvloeden).

De Metallodrugs Group bij IMDEA Nanociencia, onder leiding van dr. Ana Pizarro, richt zich op het benutten van de bijzondere aard van overgangsmetalen en de unieke soorten chemische interacties die deze metalen in de cel kunnen uitvoeren. Dit unieke karakter van op metalen gebaseerde medicijnen, in combinatie met de huidige kennis in de moleculaire biologie, maakt de ontwikkeling mogelijk van nieuwe verbindingen voor meer specifieke en gerichte chemotherapieën als een natuurlijke stap voorwaarts.

In hun recente Chemische Wetenschappen publicatie, Pizarro en collega's bestuderen de mogelijkheden van osmium (Os) om de kankercelmachinerie te wijzigen. Deze verbindingen zijn grotendeels onontgonnen vanwege hun schijnbare inertie. De groep zag een kans om deze inertie te benutten om hun reactiviteit in de cel te beheersen. Ze ontdekten de ongekende reactivering van een osmiumverbinding in een waterige oplossing door in de structuur een hangende terminale alcohol te introduceren die het complex een geheel nieuw reactiviteitsprofiel geeft.

Osmiumarenen genereren vaak inactieve soorten vanwege de zuurgraad van het metaal. De Os-OH triggert intramoleculaire herschikking die culmineert in de binding van de hangende zuurstof aan het metaalcentrum (vorming van een gesloten gebonden complex), waardoor het complex wordt beschermd tegen onomkeerbare inactivatie - de anders niet-reactieve osmiumsoort wordt opnieuw geactiveerd dankzij de gebonden alcohol.

"Overgangsmetalen in het algemeen kunnen promiscue zijn; ze proberen elk atoom om hen heen te vangen. We dachten dat we de inherente inertie van osmium konden benutten om de op metaal gebaseerde reactiviteit ervan te verfijnen, ", zegt Dr. Pizarro. "Als we nuttige hulpmiddelen willen creëren om de kankercel te manipuleren, moeten we profiteren van deze fijne balans tussen metaalreactiviteit en inertie, uniek voor organometalen."

De activiteit van osmiumverbindingen werd in vitro getest in borstkankercellen. Er werd gevonden dat deze verbindingen helpen om pyruvaat om te zetten in lactaat, beide zijn essentiële metabolieten in het ingewikkelde metabolisme van de kankercel.

Dit fundamentele onderzoek draagt ​​bij aan de kennis van organometaalverbindingen die celmachines moduleren om kanker te bestrijden. De Pizarro-groep heeft aangetoond dat de osmiumverbindingen kandidaten kunnen zijn voor het moduleren van de lactaat/pyruvaatbalans in menselijke cellen, een cruciaal aspect van kankerprogressie.