Международная исследовательская группа RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) успешно лечила рак у мышей с помощью металлических катализаторов, которые собирают противораковые препараты вместе внутри тела. Опубликованное в научном журнале Nature Communications исследование является первым отчетом о терапевтической синтетической химии in vivo, используемой для производства противораковых веществ там, где они необходимы, путем простого введения их ингредиентов через вену. Поскольку этот метод позволяет избежать неизбирательного повреждения тканей, ожидается, что он окажет значительное влияние на лечение рака.
Помимо эффективности уничтожения раковых клеток , основная проблема химиотерапии рака заключается в том, как смягчить токсические побочные эффекты на организм . Лекарства, которые могут повредить раковые клетки, могут повредить и нераковые клетки, а негативные побочные эффекты химиотерапии могут привести к необратимым и изнурительным повреждениям. Современные методы уменьшения этих побочных эффектов включают селективную доставку противоопухолевых препаратов в раковую ткань ( доставку лекарств ) и превращение нетоксичных соединений (пролекарств) в токсичные соединения рядом с раковой тканью.
Кацунори Танака из RIKEN CPR, руководивший новым исследованием, разработал метод активации пролекарств с использованием катализа переходными металлами внутри организма. Когда катализаторвводится в организм, обычно не оказывает никакого действия, поскольку разрушается антиоксидантами, такими как глутатион. Поместив катализаторы на основе переходных металлов в специальные карманы внутри белка, Танака и его коллеги смогли избежать этой проблемы и стабилизировать каталитическую функцию in vivo, тем самым обеспечив эффективное протекание химической реакции в организме. Чтобы этот метод работал, катализатор должен избирательно находить путь к раку. Как и в своих предыдущих исследованиях, команда нацелила катализатор на рак, прикрепив цепи молекул сахара, связывающих рак, к поверхности белка-носителя. Используя эти методы, группе Танаки удалось подавить рост и метастазирование рака, а также уменьшить побочные эффекты.противораковые препараты внутри тела рядом с раковыми клетками. «В прошлом мы использовали аналогичные методы для прикрепления противораковых препаратов к опухолям, — говорит Танака, — но здесь мы смогли вообще избежать введения каких-либо токсичных препаратов в организм».
Отметив, что основной скелет большинства противоопухолевых препаратов содержит бензольное кольцо , исследователи начали с создания бензольных колец внутри организма с использованием катализаторов на основе переходных металлов .. «Никто не верил, что искусственный синтез бензольных колец внутри тела возможен, но я был уверен, что мы сможем это сделать, основываясь на наших предыдущих достижениях», — говорит Танака. Используя катализируемый переходными металлами комплекс, предназначенный для селективной доставки в раковые ткани, им удалось эффективно создать бензольные кольца, необходимые для противораковых препаратов, вблизи раковых клеток. Используя нетоксичные вещества и соединяя их вместе, чтобы сформировать активные противораковые препараты в месте опухоли, они добились 1000-кратного увеличения ингибирующей рак активности препаратов. Простое введение ингредиентов, необходимых для препарата, вместе с катализатором на основе переходного металла через вену подавляло рост рака без побочных эффектов, таких как потеря веса.
