Arkiv
oktober 13, 2008
forskare vid University of Washington har uppdaterat en traditionell kinesisk medicin för att skapa en förening som är mer än 1200 gånger mer specifik för att döda vissa typer av cancerceller än för närvarande tillgängliga läkemedel, vilket tyder på möjligheten till ett effektivare kemoterapi läkemedel med minimala biverkningar.
den nya föreningen sätter en ny twist på det vanliga anti-malariala läkemedlet artemisinin, som härrör från den söta malurtväxten (Artemisia annua L). Söt malurt har använts i växtbaserad kinesisk medicin i minst 2000 år och äts i sallader i vissa asiatiska länder.
forskarna kopplade en kemisk homing-enhet till artemisinin som riktar läkemedlet selektivt mot cancerceller, vilket sparar friska celler. Resultaten publicerades online okt. 5 i tidskriften Cancer Letters.
”föreningen är som en specialagent som planterar en bomb inuti cellen”, säger Tomikazu Sasaki, kemiprofessor vid UW och seniorförfattare till studien.
i studien testade uw-forskarna sin artemisininbaserade förening på humana leukemiceller. Det var mycket selektivt att döda cancercellerna. Forskarna har också preliminära resultat som visar att föreningen är på samma sätt selektiv och effektiv för humana bröst-och prostatacancerceller, och att den effektivt och säkert dödar bröstcancer hos råttor, sa Sasaki.
cancerläkemedelsdesigners står inför den unika utmaningen att cancerceller utvecklas från våra egna normala celler, vilket innebär att de flesta sätt att förgifta cancerceller också dödar friska celler. De flesta tillgängliga kemoterapier är mycket giftiga och förstör en normal cell för varje fem till 10 cancerceller dödade, sa Sasaki. Det är därför kemoterapiens biverkningar är så förödande, sa han.
”biverkningar är en stor begränsning till nuvarande kemoterapier”, sa Sasaki. ”Vissa patienter dör till och med av dem.”föreningen Sasaki och hans kollegor utvecklade dödar 12 000 cancerceller för varje frisk cell, vilket betyder att det kan omvandlas till ett läkemedel med minimala biverkningar. Ett cancerläkemedel med låga biverkningar skulle vara effektivare än för närvarande tillgängliga läkemedel, eftersom det säkert kan tas i högre mängder.
artemisininföreningen utnyttjar cancercellens höga järnnivåer. Artemisinin är mycket giftigt i närvaro av järn, men ofarligt annars. Cancerceller behöver mycket järn för att upprätthålla den snabba uppdelningen som är nödvändig för tumörtillväxt.
eftersom för mycket fritt flytande järn är giftigt, när celler behöver järn konstruerar de en speciell proteinsignal på sina ytor. Kroppens maskiner levererar sedan järn, avskärmad med ett proteinpaket, till dessa signalproteiner. Cellen sväljer sedan denna bunt av järn och proteiner.
Artemisinin ensam är ganska effektivt för att döda cancerceller. Det dödar cirka 100 cancerceller för varje frisk cell, ungefär tio gånger bättre än nuvarande kemoterapier. För att förbättra dessa odds, forskarna lagt till en liten kemisk tagg till artemisinin som fastnar på ”järn behövs här” protein signal. Cancercellen, omedveten om den giftiga föreningen som lurar på dess yta, väntar på att proteinmaskineriet levererar järnmolekyler och uppslukar allt — järn, proteiner och giftig förening.
en gång inuti cellen reagerar järnet med artemisinin för att frigöra giftiga molekyler som kallas fria radikaler. När tillräckligt med dessa fria radikaler ackumuleras dör cellen.
”föreningen är som en liten bombbärande apa som rider på baksidan av en trojansk häst”, säger Henry Lai, uw bioengineering professor och medförfattare till studien.
föreningen är så selektiv för cancerceller delvis på grund av deras snabba multiplikation, vilket kräver stora mängder järn, och delvis för att cancerceller inte är lika bra som friska celler vid rengöring av fritt flytande järn.
”cancerceller blir slarviga vid upprätthållande av fritt järn, så de är mer känsliga för artemisinin”, sa Sasaki.
cancerceller är redan under betydande stress från deras höga järninnehåll och andra obalanser, sa Sasaki. Artemisinin tipsar dem över kanten. Föreningens modus operandi betyder också att det borde vara generellt för nästan vilken cancer som helst, sa forskarna.
”de flesta tillgängliga läkemedel är riktade mot specifika cancerformer”, sa Lai. ”Denna förening fungerar på en allmän egenskap hos cancerceller, deras höga järninnehåll.”föreningen licensieras för närvarande av University of Washington till Artemisia Biomedical Inc., ett företag Lai, Sasaki och Narendra Singh, uw docent i bioengineering, grundad i Newcastle, tvätta. för utveckling och kommersialisering. Mänskliga försök är åtminstone flera år borta. Artemisinin är lättillgängligt, sa Sasaki, och han hoppas att deras förening så småningom kan tillverkas billigt för att hjälpa cancerpatienter i utvecklingsländer.
andra författare till studien är Steve Oh, uw medicinsk student; Byung ju Kim, uw Kemi instruktör; och Singh.
Washington Technology Center och Witmer Foundation gav finansiering för studien.
###
För mer information, kontakta Sasaki på (206) 543-6590 eller [email protected].