Sposób na zminimalizowanie toksyczności leków przeciwnowotworowych

Naukowcy opracowali metodę aktywacji proleków w organizmie za pomocą katalizy metali przejściowych. Celem jest zminimalizowanie toksyczności preparatów przeciwnowotworowych. Metoda pozwoli również ponownie rozważyć użycie związków, które wcześniej były zbyt toksyczne dla organizmu – informuje pismo „Nature Communications”.

Leki przeciwnowotworowe powinny skutecznie niszczyć patologiczne komórki, ale nie mogą działać zbyt agresywnie, ponieważ inaczej lekarstwo w zbyt dużym stopniu uszkadzałoby zdrowe komórki i narządy. Łagodzenie toksycznych skutków ubocznych jest dużym wyzwaniem dla chemioterapii.

Aby zmniejszyć skutki uboczne, selektywnie dostarcza się leki do tkanki nowotworowej lub przekształca się nietoksyczne substancje (proleki) w toksyczne związki w pobliżu guza.

Katsunori Tanaka z RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR), który kierował nowym badaniem, opracował metodę aktywacji proleków za pomocą katalizy metali przejściowych w organizmie.

Kiedy katalizator jest wprowadzany do organizmu, zwykle nie działa, ponieważ jest niszczony przez antyoksydanty, takie jak glutation. Umieszczając katalizatory z metali przejściowych w specjalnych kieszeniach w białku, Tanaka i jego zespół byli w stanie uniknąć tego problemu – reakcja chemiczna mogła przebiegać wydajnie.

Aby ta technika zadziałała właściwie, katalizator musi selektywnie trafić do nowotworu. Podobnie jak w poprzednich badaniach, do powierzchni białka nośnikowego dołączono łańcuchy cząsteczek cukru wiążących się z nowotworem. Korzystając z tych technik, grupie Tanaki udało się zahamować wzrost raka i przerzuty, a także ograniczyć skutki uboczne.

Zauważając, że podstawowy szkielet większości leków przeciwnowotworowych zawiera pierścień benzenowy, naukowcy rozpoczęli tworzenie pierścieni benzenowych wewnątrz ciała za pomocą katalizatorów z metali przejściowych. – Nikt nie wierzył, że sztuczna synteza pierścieni benzenowych wewnątrz ciała jest możliwa, ale byłem przekonany, że możemy to zrobić w oparciu o nasze wcześniejsze osiągnięcia – mówi Tanaka.

Używając kompleksu katalizowanego metalem przejściowym, zaprojektowanego do selektywnego dostarczania do tkanek nowotworowych, udało im się skutecznie stworzyć pierścienie benzenowe potrzebne lekom przeciwnowotworowym. Używając nietoksycznych substancji i łącząc je tylko w celu utworzenia aktywnych leków przeciwnowotworowych w miejscu guza, zaobserwowali 1000-krotny wzrost aktywności leków hamujących raka. Zwykłe dożylne podawanie składników potrzebnych do syntezy leku wraz z katalizatorem z metalu przejściowego zahamowało wzrost nowotworu bez skutków ubocznych, takich jak utrata masy ciała. Oczekuje się, że oprócz benzenu metodologia opracowana w tym badaniu umożliwi syntezę w organizmie wielu innych cząsteczek.

– W przeszłości stosowaliśmy podobne metody do dołączania leków przeciwnowotworowych do guzów, ale tutaj byliśmy w stanie w ogóle uniknąć wprowadzania do organizmu jakichkolwiek toksycznych leków – wyjaśnia Tanaka.

To pierwsze doniesienie o zastosowaniu terapeutycznej chemii syntetycznej in vivo do wytwarzania substancji przeciwnowotworowych tam, gdzie są one potrzebne, po prostu poprzez dożylne wstrzykiwanie ich składników. Ponieważ technika ta pozwala uniknąć masowych uszkodzeń tkanek, oczekuje się, że będzie miała znaczący wpływ na leczenie raka.

– Wielu pacjentów z rakiem umiera z powodu skutków ubocznych leczenia. Wierzymy, że nasza technologia, która bardzo skutecznie atakuje komórki nowotworowe bez skutków ubocznych, będzie w stanie uratować życie. Metoda pozwoli nam również ponownie rozważyć użycie związków, które nie były wcześniej stosowane, ponieważ były zbyt toksyczne po dostarczeniu do całego organizmu. Teraz można je syntetyzować w miejscu guza bez wpływu na zdrową tkankę. Uważamy, że jest to zmiana paradygmatu dla farmaceutyków i odkrywania leków – twierdzi Tanaka.