Studiu de laborator: chimiști japonezi folosesc monoxidul de carbon al celulelor canceroase ca să fabrice un medicament chiar în ele
Cercetători de la RIKEN și de la Institute of Science Tokyo au creat un compus de paladiu, transportat în interiorul albuminei, o proteină din sânge, care reacționează cu monoxidul de carbon produs în exces de celulele canceroase și fabrică pe loc o moleculă toxică pentru ele. Metoda a fost testată deocamdată doar pe celule crescute în laborator, iar autorii spun că efectul asupra celulelor e modest. Este o demonstrație de principiu, nu un tratament.
Multe celule canceroase produc mai mult monoxid de carbon (CO) decât celulele sănătoase, pentru că o enzimă numită hem-oxigenaza-1 este mai activă în ele. O echipă condusă de Katsunori Tanaka, de la RIKEN Pioneering Research Institute din Wako, lângă Tokio, și de la Institute of Science Tokyo, a încercat să întoarcă acest produs secundar împotriva tumorii: în loc să administreze un medicament gata făcut, cercetătorii trimit un precursor inofensiv, care devine toxic doar când întâlnește excesul de CO din celula canceroasă. Studiul, semnat de Masayuki Kawai, Tsung-Che Chang, Ambara R. Pradipta și Tanaka, a apărut pe 17 septembrie în revista cu acces liber Nature Communications. RIKEN a prezentat rezultatele pe 23 octombrie.
Chimia se bazează pe paladacicluri, compuși ai paladiului care pot capta CO și îl pot transforma în fenantridinonă, o structură moleculară întâlnită în unele medicamente care blochează enzimele PARP și topoizomerază. Problema e că, în interiorul celulei, paladiul este scos repede din funcțiune de glutation și de alte molecule care conțin sulf. Cercetătorii au rezolvat asta ascunzând compusul de paladiu într-un buzunar al albuminei serice umane, o proteină obișnuită din sânge, cu ajutorul unei „ancore” de cumarină. Albumina protejează metalul și ajută totodată pachetul să intre în celule.
Într-un prim test, echipa a folosit o variantă fluorescentă a sistemului pe patru linii de celule canceroase umane, de ficat (HepG2), col uterin (HeLa S3), sân (MCF7) și plămân (A549), precum și pe fibroblaste normale TIG3. După 48 de ore, produsul se formase în toate celulele canceroase, între 59 și 136 de picomoli la un milion de celule (77 în celulele de cancer hepatic), față de doar 15 în celulele normale.
Apoi echipa a construit o variantă care eliberează un tip cunoscut de moleculă anticanceroasă, o fenantridinonă înrudită cu compusul natural oxinitidină, care inhibă enzima topoizomeraza I. În celulele de cancer hepatic HepG2, medicamentul a fost detectat în interiorul celulelor, iar tratamentul le-a încetinit creșterea. A fost de aproximativ trei ori mai toxic pentru celulele canceroase decât pentru fibroblastele normale, iar blocarea enzimei care produce CO a slăbit efectul, ceea ce susține ideea că declanșatorul este chiar monoxidul de carbon al celulelor. Într-un test de 12 zile, sistemul a redus și creșterea coloniilor de celule de cancer mamar.
Un risc posibil este ca medicamentul să se formeze prea devreme, în sânge, care conține și el CO. Într-un test pe sânge proaspăt de șoarece, ținut patru ore la 37°C, cercetătorii nu au detectat niciun produs, probabil pentru că monoxidul de carbon din sânge este legat strâns de hemoglobină. A fost o verificare în eprubetă a unor probe de sânge, nu un experiment pe animale vii.
Autorii sunt prudenți. Ei scriu că efectul toxic este „modest”, că diferența dintre celulele canceroase și cele normale reprezintă o „fereastră terapeutică modestă” și descriu lucrarea ca pe o demonstrație de principiu. Toate experimentele pe cancer s-au făcut pe culturi de celule; metoda nu a fost testată ca tratament pe animale sau pe oameni. Potrivit RIKEN, următorul pas este trecerea de la liniile celulare la modele animale. „Această lucrare reprezintă un progres important în chimia sintetică terapeutică in vivo”, a declarat Tanaka în comunicatul institutului.