Zespół z Bochum opracował związek, który powoduje śmierć komórek nowotworowych poprzez ferroptozę, co jest obiecujące w przypadku nowych terapii przeciwnowotworowych, ale wymaga dalszego rozwoju w celu ukierunkowania wyłącznie na komórki nowotworowe.
Po raz pierwszy zespół z Bochum stworzył substancję, która może wywołać ferroptozę, specyficzny rodzaj śmierci komórek w komórkach nowotworowych. Ten przełom może doprowadzić do opracowania nowych leków.
Badania przeprowadzono w grupie Medicinal Inorganic Chemistry dr Johannesa Kargesa we współpracy z doktorantem Nicolásem Montesdeoca i dwoma studentami studiów licencjackich, Lukasem Johannknechtem i Elizavetą Efanovą, a także przy wsparciu dr Jaqueline Heinen-Weiler z Centrum Obrazowania Medycznego przy ul. Uniwersytet Ruhry w Bochum.
Dwa rodzaje programowanej śmierci komórki
W programowanej śmierci komórki pewne cząsteczki sygnalizacyjne inicjują rodzaj programu samobójczego, mającego na celu spowodowanie śmierci komórek w kontrolowany sposób. Jest to niezbędny krok, aby na przykład wyeliminować uszkodzone komórki lub kontrolować liczbę komórek w niektórych tkankach.
Apoptoza jest od dawna znana jako mechanizm programowanej śmierci komórki. Ferroptoza to kolejny niedawno odkryty mechanizm, który w odróżnieniu od innych mechanizmów śmierci komórkowej charakteryzuje się akumulacją nadtlenków lipidów. Proces ten jest zazwyczaj katalizowany przez żelazo – po łacinie żelazo – stąd wywodzi się nazwa ferroptoza.
„Poszukując alternatywy dla mechanizmu działania konwencjonalnych środków chemioterapeutycznych, w szczególności poszukiwaliśmy substancji zdolnej wywołać ferroptozę” – wyjaśnia Johannes Karges. Jego grupa zsyntetyzowała kompleks metali zawierający kobalt, który gromadzi się w mitochondriach komórek i wytwarza reaktywny tlen gatuneka dokładniej rodniki wodorotlenkowe. Rodniki te atakują wielonienasycone kwasy tłuszczowe, w wyniku czego powstają duże ilości nadtlenków lipidów, które z kolei wywołują ferroptozę. Zespół był zatem pierwszym, który wyprodukował kompleks kobaltu zaprojektowany tak, aby specyficznie wywoływać ferroptozę.
Skuteczność wykazano na sztucznych mikroguzach
Naukowcy z Bochum wykorzystali różne linie komórek nowotworowych, aby wykazać, że kompleks kobaltu indukuje ferroptozę w komórkach nowotworowych. Ponadto substancja spowalnia rozwój sztucznie wytworzonych mikroguzów.
„Jesteśmy przekonani, że opracowanie kompleksów metali wywołujących ferroptozę jest obiecującym nowym podejściem do leczenia raka”, Johannes Karges podsumowuje badania, dodając: „Jednakże pozostaje jeszcze długa droga przed nami, zanim nasze badania zaowocują lekiem .” Kompleks metalu musi najpierw wykazać skuteczność w badaniach na zwierzętach i próbach klinicznych. Co więcej, substancja obecnie nie atakuje selektywnie komórek nowotworowych, ale atakuje także zdrowe komórki. Oznacza to, że badacze muszą najpierw znaleźć sposób na zapakowanie kompleksu kobaltu w taki sposób, aby uszkadzał jedynie komórki nowotworowe.
Odniesienie: „Ferroptosis Inducing Co(III) Polypyridine Sulfasalazyna Complex for Therapeutical Enhanced Anticancer Therapy” autorstwa Nicolása Montesdeoca, Lukasa Johannknechta, Elizavety Efanovej, Jacqueline Heinen-Weiler i Johannesa Kargesa, 13 sierpnia 2024 r., Wydanie międzynarodowe Angewandte Chemie.
DOI: 10.1002/anie.202412585
Johannes Karges jest finansowany ze stypendium Liebiga od Fonds der Chemischen Industrie, a także z nagrody Life Sciences Bridge Award od fundacji Aventis oraz nagrody Paul Ehrlich & Ludwig Darmstaedter Early Career Award 2024.
