Dolar 9,2934
Euro 10,8291
Altın 531,11
BİST 1.426
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 17 °C
Çok Bulutlu

Kanser ilaçları, ışıkla açılan moleküler kafeslerde verilebilir

20.04.2021
122
Kanser ilaçları, ışıkla açılan moleküler kafeslerde verilebilir

Imperial araştırmacıları tarafından oluşturulan moleküler kafesler, daha fazla hedefe yönelik kanser ilacı dağıtımına yol açarak daha fazla verime ve daha az yan etkiye neden olabilir.

Kanser tedavileri dahil birçok ilaç vücutta parçalanabilir, bu da etkinliklerini azaltır ve daha fazla doza ihtiyaç duyulduğu anlamına gelebilir. Sağlıklı dokulara zarar verdiklerinde de yan etkilere neden olabilirler.

Araştırmacılar bu nedenle ilaçları daha hedefli hale getirmenin yollarını arıyorlar, bu yüzden harekete geçmeye sadece bir kanser tümörü bölgesi gibi vücudun doğru kısmına ulaştıklarında başlıyorlar.

Şimdi, Imperial College London Kimya Bölümü’nden araştırmacılar, antikanser özelliklere sahip bir molekül için yeni bir tür ‘kafes’ yarattılar. Molekülün kafesten salınması daha sonra ışık gibi dış uyaranlarla kontrol edilebilir.

Doktora Öğrenci Timothy Kench: “Yaklaşım bizi gerçekten heyecanlandırıyor. Küçük moleküllerin biyolojik aktivitesini düzenleyerek, iyileştirilmiş tedaviler tasarlayabilir veya belirli hücresel süreçleri inceleyebiliriz.” dedi.

İlaç moleküllerini yakalamak

Yeni kafes, ilaç moleküllerini, ilacı serbest bırakılmadan önce gerekli bölgeye taşıyabilen toksik olmayan bir taşıyıcı içinde “yakalayarak” çalışır. Kafes, ilacın etrafını saran ve bir tetikleyici uygulanarak ayrılana kadar biyolojik aktivitesini bloke eden hacimli moleküler gruplardan oluşur.

Ekip, kafesi yapmak için rotaksan adı verilen belirli bir molekül türü kullandı. Rotaksanlar, halkanın kaymasını önlemek için her iki ucunda durdurucu gruplara sahip, dingil şeklinde bir bileşen üzerinde sıkışmış bir moleküler halkaya sahiptir. Halka, aksa erişimi engelleyen ve diğer moleküllerle etkileşimini önleyen moleküler bir kalkan görevi görür.

Araştırmacılar, normalde kanser hücrelerini DNA’ları ile etkileşime girerek öldüren biyolojik olarak aktif bir molekül içeren bir aksa sahip bir rotaksan tasarladılar. Halka mevcutken, aktif molekül DNA’ya bağlanamaz ve toksisitesini durdurur.

Bununla birlikte, ışığa veya belirli bir enzime maruz kaldığında, aksın bir ucu kırılarak halkayı serbest bırakır ve aktif molekülün kanser hücrelerinde DNA’ya bağlanmasına izin verir.

Işık, aktif molekülü (mavi) moleküler kafesten salar ve kanser hücresine (gri) bağlanmasına izin verir. Kredi: Imperial College London

Kanseri hedeflemek

Rotaksana dahil edilen aktif molekül, G-quadruplex (G4) adı verilen özel bir DNA yapısı tipiyle etkileşimde özellikle iyidir. Bu DNA yapılarının hücrelerde oynadığı biyolojik roller nedeniyle, bunlar kanser için potansiyel ilaç hedefleri olarak önerildi ve bilim insanlarına, G4’lerle etkileşime girebilen bileşiklerin gelecekte yeni antikanser ilaçlar olarak kullanılabileceğini umuyorlar.

Araştırmacılar ilk olarak yeni rotaksan ilaç taşıyıcılarını hücrelerden çıkarılan DNA ipliklerini kullanarak test ettiler ve hiçbir etkileşim bulamadılar, rotaksan halkasının aktif bileşiğe erişimi engellediğini doğruladılar.

Daha sonra, rotaksanlarını canlı kanser hücrelerinde test ettiler, ilk önce aktif bileşik ile yüklü rotaksanın normal koşullar altında bu hücreler için toksik olmadığını gösterdi. Bununla birlikte, ışığa maruz bırakıldığında, neredeyse tüm kanser hücreleri birkaç saat içinde öldü ve bu da, aktif bileşiğin, hedeflenen kanser hücreleri içinde oldukça kontrollü bir şekilde salınabileceğini gösterdi.

Konfokal mikroskopi kullanılarak kanser hücrelerinde rotaksanın izlenmesi, ışığın parlamadan önce hücrenin DNA içermeyen dış kısımlarında kaldığını gösterdi. Hücrelerde ışık tutulduktan sonra, serbest bırakılan aktif molekül, hücrelerdeki DNA’nın çoğunun depolandığı çekirdeğe taşındı. Bu deneyler, kanser hücrelerinin ölmesine neden olan şeyin DNA’ya tetiklenmiş bağlanma olduğunu ileri sürdü.

Profesör Ramon Vilar, “İlaçları doğru yerde ve doğru zamanda verebilmek tıbbi kimyada önemli bir zorluktur. Araştırmalarımız bunu rotaksanlardaki aktif molekülleri kafesleyerek elde etmenin mümkün olduğunu gösteriyor.” Dedi.

Kimya

Işık, konumu ve yoğunluğunun ne kadar iyi kontrol edilebileceği açısından iyi bir tetikleyici olsa da, pratik kullanımda cilt kanserleriyle veya potansiyel olarak endoskopla vücuttan ulaşılabilenlerle sınırlı olacaktır. Araştırmacılar bu nedenle rotaksan halkasını, yalnızca kanser hücrelerinde bol miktarda bulunanlar gibi spesifik enzimlerle salma olasılığını da test ediyorlar. Jamie Lewis şunları söyledi:

Bu rotaksanları hazırlamak için kullanılan “” tıklama reaksiyonları “, moleküler bir Lego kiti gibi yapı taşlarını birleştiren kolay ve modüler reaksiyonlardır. Bu harika çünkü her türden farklı molekülü bir arada ‘tıklayabilirsiniz’, bu da yaklaşımımızı çok genel ve uyarlanabilir hale getiriyor. ”

Yaklaşımlarının modülerliği, araştırmacıların farklı bir anti-kanser molekülü kullanmasına veya aktivasyon için alternatif bir mekanizma sunmasına izin verecektir. Etkili bir şekilde, araştırmacılar sadece istedikleri bileşenleri seçebilir ve aynı işlemi kullanarak bunları bir araya getirebilirler.


Daha fazla bilgi:
Angewandte Chemie Uluslararası Sürümü (2021). DOI: 10.1002 / anie.202100151