Archiwum
październik 13, 2008
naukowcy z Uniwersytetu w Waszyngtonie zaktualizowali tradycyjną medycynę chińską, aby stworzyć związek, który jest ponad 1200 razy bardziej specyficzny w zabijaniu niektórych rodzajów komórek nowotworowych niż obecnie dostępne leki, zapowiadając możliwość skuteczniejszego chemioterapii przy minimalnych skutkach ubocznych.
nowy związek wprowadza nowy zwrot w sprawie wspólnego leku przeciwmalarycznego artemisinin, który pochodzi ze słodkiej rośliny piołunu (Artemisia annua L). Słodki piołun jest stosowany w ziołowej medycynie chińskiej od co najmniej 2000 lat i jest spożywany w sałatkach w niektórych krajach azjatyckich.
naukowcy podłączyli do artemizyniny chemiczne urządzenie naprowadzające, które selektywnie celuje w komórki nowotworowe, oszczędzając zdrowe komórki. Wyniki zostały opublikowane w Internecie. 5 w czasopiśmie Cancer Letters.
„związek jest jak agent specjalny podkładający bombę wewnątrz komórki” – powiedział Tomikazu Sasaki, profesor chemii na UW i starszy autor badania.
w badaniu naukowcy z UW testowali swój związek oparty na artemizynie na ludzkich komórkach białaczkowych. Był wysoce selektywny w zabijaniu komórek nowotworowych. Naukowcy mają również wstępne wyniki pokazujące, że związek jest podobnie selektywny i skuteczny dla ludzkich komórek raka piersi i prostaty oraz że skutecznie i bezpiecznie zabija raka piersi u szczurów, powiedział Sasaki.
projektanci leków przeciwnowotworowych stają przed wyjątkowym wyzwaniem, które komórki nowotworowe rozwijają z naszych własnych normalnych komórek, co oznacza, że większość sposobów zatrucia komórek nowotworowych zabija również zdrowe komórki. Większość dostępnych chemioterapii jest bardzo toksyczna, niszcząc jedną normalną komórkę na każde 5 do 10 zabitych komórek nowotworowych, powiedział Sasaki. Dlatego skutki uboczne chemioterapii są tak druzgocące.
„skutki uboczne są głównym ograniczeniem obecnych chemioterapii”, powiedział Sasaki. „Niektórzy pacjenci nawet umierają od nich.”
związek opracowany przez Sasakiego i jego współpracowników zabija 12 000 komórek nowotworowych na każdą zdrową komórkę, co oznacza, że można go przekształcić w lek z minimalnymi skutkami ubocznymi. Lek na raka o niskich skutkach ubocznych byłby skuteczniejszy niż obecnie dostępne leki, ponieważ można go bezpiecznie przyjmować w większych ilościach.
związek artemizyniny wykorzystuje wysoki poziom żelaza w komórkach nowotworowych. Artemizynina jest wysoce toksyczna w obecności żelaza, ale nieszkodliwa w przeciwnym razie. Komórki nowotworowe potrzebują dużo żelaza, aby utrzymać szybki podział niezbędny do wzrostu guza.
ponieważ zbyt dużo wolnego żelaza jest toksyczne, gdy komórki potrzebują żelaza, konstruują specjalny sygnał białkowy na swoich powierzchniach. Maszyna ciała następnie dostarcza żelazo, osłonięte pakietem białkowym, do tych białek sygnałowych. Następnie komórka połyka tę wiązkę żelaza i białek.
sama Artemizynina jest dość skuteczna w zabijaniu komórek nowotworowych. Zabija około 100 komórek nowotworowych na każdą zdrową komórkę, około dziesięć razy lepiej niż obecne chemioterapie. Aby poprawić te szanse, naukowcy dodali mały znacznik chemiczny do artemizyniny, który przykleja się do sygnału białkowego „żelazo potrzebne tutaj”. Komórka nowotworowa, nieświadoma toksycznego związku czającego się na jej powierzchni, czeka, aż maszyna białkowa dostarczy cząsteczki żelaza i pochłonie wszystko — żelazo, białka i toksyczny związek.
Po wejściu do komórki żelazo reaguje z artemizyniną, uwalniając trujące cząsteczki zwane wolnymi rodnikami. Gdy zgromadzi się wystarczająco dużo wolnych rodników, komórka umiera.
„związek jest jak mała małpa niosąca bombę jadąca na grzbiecie konia trojańskiego”-powiedział Henry Lai, profesor bioinżynierii UW i współautor badania.
związek jest tak selektywny dla komórek nowotworowych, częściowo ze względu na ich szybkie namnażanie, które wymaga dużych ilości żelaza, a częściowo dlatego, że komórki nowotworowe nie są tak dobre jak zdrowe komórki w oczyszczaniu swobodnie pływającego żelaza.
„komórki nowotworowe stają się niechlujne w utrzymaniu wolnego żelaza, więc są bardziej wrażliwe na artemizyninę”, powiedział Sasaki.
komórki nowotworowe są już w znacznym stresie z powodu wysokiej zawartości żelaza i innych zaburzeń równowagi, powiedział Sasaki. Artemizynina przechyla ich na krawędź. Sposób działania związku oznacza również, że powinien być ogólny dla prawie każdego raka, powiedzieli naukowcy.
„większość obecnie dostępnych leków jest ukierunkowana na specyficzne nowotwory” – powiedział Lai. „Związek ten działa na ogólną właściwość komórek nowotworowych, ich wysoką zawartość żelaza.”
związek jest obecnie licencjonowany przez University of Washington do Artemisia Biomedical Inc., firma Lai, Sasaki i Narendra Singh, profesor nadzwyczajny bioinżynierii UW, założona w Newcastle, Wash. do rozwoju i komercjalizacji. Badania na ludziach trwają co najmniej kilka lat. Artemizynina jest łatwo dostępna, powiedział Sasaki i ma nadzieję, że ich związek może być ostatecznie tanio produkowany, aby pomóc pacjentom z rakiem w krajach rozwijających się.
inni autorzy badania to Steve Oh, student medycyny UW; Byung Ju Kim, instruktor Chemii UW; oraz Singh.
Washington Technology Center i Witmer Foundation zapewniły finansowanie badania .
###
aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z Sasaki pod numerem (206) 543-6590 lub [email protected].