Geneesmiddelen die in het lichaam worden geactiveerd met katalytische hoeveelheden goud, kunnen een nieuwe optie bieden voor de behandeling van kanker en andere ziekten, vier RIKEN-onderzoekers hebben aangetoond.

Het gebruik van metalen om gemaskeerde "prodrugs" om te zetten in hun actieve vormen in het lichaam is een opkomend gebied van biomedisch onderzoek. Deze reacties op het vrijkomen van geneesmiddelen zijn ontworpen om te worden veroorzaakt door metalen die van nature niet in het lichaam aanwezig zijn, een nieuwe manier bieden om medicijnafgifte te activeren die belooft de werkzaamheid te vergroten en de bijwerkingen van een therapie te verminderen.

"Onderzoeksgroepen over de hele wereld hebben veel mooi werk gedaan en hebben aangetoond dat overgangsmetalen zoals ruthenium en palladium in biologische omgevingen kunnen worden gebruikt om het ontmaskeren van medicijnen te katalyseren, " zegt Katsunori Tanaka, die het RIKEN Biofunctional Synthetic Chemistry Laboratory leidt. In veel klinische scenario's, echter, het kan nuttig zijn om meerdere gemaskeerde medicijnen achter elkaar in te zetten, elk geactiveerd met behulp van een ander metaal. "We identificeerden een gebrek aan studies gericht op goud, en dus gingen we deze unieke uitdaging aan, ' zegt Tanaka.

Veel actieve geneesmiddelen bevatten functionele aminegroepen op stikstofbasis, dus Tanaka, Kenward Vong en hun collega's ontwikkelden 2-alkynylbenzamide (Ayba), een aminemaskerende groep die zou worden afgekapt in aanwezigheid van goud. Ayba heeft een drievoudig gebonden koolstof-koolstof alkyngroep die, wanneer geactiveerd door goud, veroorzaakt een cyclisatiereactie die uiteindelijk de binding tussen Ayba en het gemaskeerde stikstofatoom verbreekt, het vrijgeven van het actieve medicijn.

Bij het testen, het team gebruikte Ayba om prodrugs te maken van twee amine-bevattende antikankerverbindingen. Door goud aan deze prodrugs in kankercellen toe te voegen, kwam het actieve medicijn vrij om de cellen te doden, het team liet zien. Andere metalen brachten de ontmaskeringsreactie niet teweeg, en de door Ayba beschermde medicijnen zouden kunnen worden gebruikt in combinatie met prodrugs die vrijkomen door ruthenium en palladium. "Wij geloven dat op Ayba gebaseerde prodrugs met veel belofte presteerden, ' zegt Tanaka.

Een ander voordeel van het Ayba prodrug-platform was dat het gemakkelijk kon worden aangepast. De onderzoekers voegden verschillende chemische zijketens toe aan de Ayba-structuur, waardoor ze de algemene eigenschappen van de prodrug kunnen verfijnen, zoals het onvermogen om celmembranen te passeren. "Het vermogen om derivaten te maken, maakt de Ayba-groep veel functioneler dan andere benaderingen, ' zegt Tanaka.

"We hopen dat dit werk ons ​​de kans geeft om samenwerkingen aan te gaan en op zoek te gaan naar specifieke systemen waar onze chemie het meest van kan profiteren, " Tanaka voegt toe. "Ons einddoel is om te werken aan de ontwikkeling van nieuwe therapeutische toepassingen."