Archiv
13. Oktober 2008
Forscher an der University of Washington haben eine traditionelle chinesische Medizin aktualisiert, um eine Verbindung zu schaffen, die mehr als 1.200 mal spezifischer bei der Abtötung bestimmter Arten von Krebszellen ist als derzeit verfügbare Medikamente, was die Möglichkeit eines wirksameren Chemotherapeutikums mit minimalen Nebenwirkungen ankündigt.
Die neue Verbindung bringt eine neuartige Wendung auf die gemeinsame Anti-Malaria-Medikament Artemisinin, die aus der süßen Wermut Pflanze (Artemisia annua L) abgeleitet ist. Süßer Wermut wird seit mindestens 2.000 Jahren in der chinesischen Kräutermedizin verwendet und wird in einigen asiatischen Ländern in Salaten gegessen.
Die Wissenschaftler befestigten ein chemisches Zielsuchgerät an Artemisinin, das das Medikament selektiv auf Krebszellen abzielt und gesunde Zellen schont. Die Ergebnisse wurden online veröffentlicht Oktober. 5 in der Zeitschrift Cancer Letters.“Die Verbindung ist wie ein Spezialagent, der eine Bombe in die Zelle pflanzt“, sagte Tomikazu Sasaki, Chemieprofessor an der UW und leitender Autor der Studie.
In der Studie testeten die UW-Forscher ihre Artemisinin-basierte Verbindung an menschlichen Leukämiezellen. Es war sehr selektiv bei der Abtötung der Krebszellen. Die Forscher haben auch vorläufige Ergebnisse, die zeigen, dass die Verbindung ähnlich selektiv und wirksam für menschliche Brust- und Prostatakrebszellen ist und dass sie Brustkrebs bei Ratten effektiv und sicher abtötet, sagte Sasaki.Die Entwickler von Krebsmedikamenten stehen vor der einzigartigen Herausforderung, dass sich Krebszellen aus unseren eigenen normalen Zellen entwickeln, was bedeutet, dass die meisten Möglichkeiten, Krebszellen zu vergiften, auch gesunde Zellen töten. Die meisten verfügbaren Chemotherapien sind sehr giftig und zerstören eine normale Zelle für alle fünf bis 10 getöteten Krebszellen, sagte Sasaki. Deshalb seien die Nebenwirkungen der Chemotherapie so verheerend, sagte er.“Nebenwirkungen sind eine große Einschränkung für aktuelle Chemotherapien“, sagte Sasaki. „Einige Patienten sterben sogar an ihnen.“Die Verbindung, die Sasaki und seine Kollegen entwickelten, tötet 12.000 Krebszellen für jede gesunde Zelle ab, was bedeutet, dass sie in ein Medikament mit minimalen Nebenwirkungen umgewandelt werden könnte. Ein Krebsmedikament mit geringen Nebenwirkungen wäre wirksamer als derzeit verfügbare Medikamente, da es in höheren Mengen sicher eingenommen werden könnte.
Die Artemisinin-Verbindung nutzt den hohen Eisengehalt der Krebszelle. Artemisinin ist in Gegenwart von Eisen hochgiftig, ansonsten aber harmlos. Krebszellen benötigen viel Eisen, um die für das Tumorwachstum notwendige schnelle Teilung aufrechtzuerhalten.
Da zu viel frei schwebendes Eisen giftig ist, bauen Zellen, wenn sie Eisen benötigen, ein spezielles Proteinsignal auf ihren Oberflächen auf. Die körpereigene Maschinerie liefert dann Eisen, abgeschirmt mit einem Proteinpaket, an diese Signalproteine. Die Zelle schluckt dann dieses Bündel von Eisen und Proteinen.
Artemisinin allein ist ziemlich effektiv bei der Abtötung von Krebszellen. Es tötet etwa 100 Krebszellen für jede gesunde Zelle, etwa zehnmal besser als aktuelle Chemotherapien. Um diese Chancen zu verbessern, fügten die Forscher Artemisinin ein kleines chemisches Etikett hinzu, das an dem Proteinsignal „Eisen, das hier benötigt wird“ haftet. Die Krebszelle, die sich der toxischen Verbindung, die auf ihrer Oberfläche lauert, nicht bewusst ist, wartet darauf, dass die Proteinmaschinerie Eisenmoleküle liefert und verschlingt alles — Eisen, Proteine und toxische Verbindung.
Im Inneren der Zelle reagiert das Eisen mit Artemisinin und setzt giftige Moleküle frei, die als freie Radikale bezeichnet werden. Wenn sich genug dieser freien Radikale ansammeln, stirbt die Zelle.“Die Verbindung ist wie ein kleiner bombentragender Affe, der auf dem Rücken eines trojanischen Pferdes reitet“, sagte Henry Lai, UW Bioengineering Professor und Co-Autor der Studie.Die Verbindung ist so selektiv für Krebszellen, zum Teil aufgrund ihrer schnellen Vermehrung, die hohe Mengen an Eisen erfordert, und zum Teil, weil Krebszellen nicht so gut wie gesunde Zellen bei der Reinigung von frei schwebendem Eisen sind.“Krebszellen werden schlampig bei der Aufrechterhaltung des freien Eisens, so dass sie empfindlicher auf Artemisinin reagieren“, sagte Sasaki.Krebszellen stehen bereits unter erheblichem Stress durch ihren hohen Eisengehalt und andere Ungleichgewichte, sagte Sasaki. Artemisinin kippt sie über den Rand. Der Modus operandi der Verbindung bedeutet auch, dass es für fast jeden Krebs allgemein sein sollte, sagten die Forscher.“Die meisten derzeit verfügbaren Medikamente sind auf bestimmte Krebsarten ausgerichtet“, sagte Lai. „Diese Verbindung wirkt auf eine allgemeine Eigenschaft von Krebszellen, ihren hohen Eisengehalt.“
Die Verbindung wird derzeit von der University of Washington an Artemisia Biomedical Inc. lizenziert., ein Unternehmen Lai, Sasaki und Narendra Singh, UW Associate Professor für Bioengineering, in Newcastle gegründet, Waschen. für Entwicklung und Kommerzialisierung. Versuche am Menschen sind mindestens mehrere Jahre entfernt. Artemisinin ist leicht verfügbar, sagte Sasaki, und er hofft, dass ihre Verbindung schließlich billig hergestellt werden kann, um Krebspatienten in Entwicklungsländern zu helfen.
Andere Autoren der Studie sind Steve Oh, UW Medizinstudent; Byung Ju Kim, UW Chemielehrer; und Singh.
Das Washington Technology Center und die Witmer Foundation finanzierten die Studie.
###
Für weitere Informationen kontaktieren Sie Sasaki unter (206) 543-6590 oder [email protected] .