Onderzoekers in Japan zijn erin geslaagd de groei van kankercellen te remmen met behulp van pyrrolizidine-alkaloïde, een bestanddeel van plantaardige oorsprong waarvan eerder werd gedacht dat het te giftig was om toe te dienen.

Pyrrolizidine-alkaloïden worden aangetroffen in ongeveer 6000 plantensoorten, waaronder de madeliefjes- en bonenfamilies. In planten beschermen ze planten tegen roofdieren; bij mensen hebben ze echter antibacteriële en antitumor eigenschappen, waardoor ze bruikbaar zijn voor kruidengeneeskunde. Vroege studies meldden dat pyrrolizidine-alkaloïden kankercellen konden doden, maar het onderzoek werd stopgezet omdat ze ook leverschade veroorzaakten.

"Het probleem van giftig zijn voor de lever is onlosmakelijk verbonden met het werkingsmechanisme van pyrrolizidine-alkaloïden", legt hoofdauteur professor Satoshi Yokoshima uit. "Pyrrolizidine-alkaloïden vertonen alleen toxiciteit wanneer ze in het lichaam worden gemetaboliseerd en worden omgezet in hun 'actieve vorm' die de pyrroolstructuur bevat. De actieve vorm beschadigt het DNA van de kankercel, waardoor het niet kan worden gereproduceerd, maar het maakt ze ook schadelijk voor nucleïnezuren en eiwitten in de lever."

Professor Yokoshima van de Graduate School of Pharmaceutical Science, Nagoya University, onderzocht samen met professor Katsunori Tanaka van het Tokyo Institute of Technology en RIKEN de mogelijkheid om de proliferatie van kankercellen te remmen zonder toxiciteit. De onderzoekers dienden een moleculaire voorloper van pyrrolizidine-alkaloïde toe met een andere structuur. Vervolgens hebben ze het omgezet in het actieve lichaam dat de pyrroolstructuur bevat in de buurt van kankercellen om schade te minimaliseren. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Angewandte Chemie International Edition .

"Ik ben geïnteresseerd in de structuur van natuurlijke producten", legt professor Yokoshima uit. "Het is leuk om ze te synthetiseren. Misschien zien we iets nieuws in de organische chemie of ontwikkelen we een nieuwe methode. In dit experiment hebben we een nieuwe verbinding ontworpen met een andere structuur als voorloper van de actieve vorm. Omdat het het lichaam niet schaadde , hebben we het geïntroduceerd en vervolgens omgezet in de actieve vorm met behulp van een goudkatalysator in de aanwezigheid van kanker."

Om goudkatalysatoren in het lichaam te introduceren, wendde het team zich tot professor Tanaka van RIKEN die een goudkatalysator had ondersteund op albumine, een eiwit dat in bloed wordt aangetroffen. Ze introduceerden ook meerdere suikerketens op het oppervlak van albumine, gebruikmakend van het feit dat suikerketens het oppervlak van kankercellen herkennen. Het albumine bond aan de kankercellen en de reactie vond plaats in de buurt van kankercellen, waardoor de schade aan andere cellen werd beperkt.

Het team bevestigde de conversie naar de actieve vorm die de pyrroolstructuur bevat. Dit was het bewijs van 'synthese ter plaatse', wat betekent dat de actieve vorm in de buurt van kankercellen is gemaakt om schade aan het lichaam te beperken. Ze bevestigden ook een opmerkelijke groeiremming van de beoogde kankercellen.

"Pyrrolizidine-alkaloïden zijn giftig voor de lever, maar deze methode kan toxiciteit voorkomen", zegt professor Yokoshima. "Als we dit in vivo kunnen toepassen, zou het een nieuwe methode voor kankerbehandeling kunnen zijn. We hopen dat andere potentiële behandelingen tegen kanker die werden stopgezet vanwege toxiciteitsproblemen, opnieuw kunnen worden getest als mogelijke behandelingen met behulp van de on-site synthesemethode. Ik hoop dat deze methode biedt inzichten die anderen kunnen gebruiken om hun eigen medicijnen te maken." + Verder verkennen

Activering van prodrug met behulp van in eiwit omhulde goudkatalysator