С конца 1970-х врачи использовали цисплатин для лечения рака. При раке легких и раке яичек препарат способствует заживлению; однако он не работает при всех типах рака. Цисплатин также является одним из противораковых препаратов, которые чаще всего вызывают тошноту, рвоту и диарею. «Поэтому мы хотели разработать альтернативный агент, который работал бы иначе, имел бы меньше побочных эффектов и лечил бы также другие типы рака», — говорит Торстен Глейзер, профессор неорганической химии в Университете Билефельда.
Кроме того, нам нужен был агент, который лечил бы рак, который стал невосприимчивым к цисплатину в результате его использования в более ранних методах лечения.Глейзер и его команда используют химические методы для создания новых молекул, не встречающихся в природе, и для придания им определенных свойств.
Цисплатин атакует ДНК раковых клеток.
ДНК состоит из азотистых оснований, фосфатов и сахара. В то время как цисплатин связывается с азотистыми основаниями, новая молекула, разработанная исследователями, атакует фосфат в ДНК. «Мы сделали это, интегрировав в нашу молекулу два металлических иона меди, которые преимущественно связываются с фосфатами.«Как только ионы связываются с фосфатом, ДНК раковой клетки изменяется.
Это нарушает клеточные процессы, препятствует размножению клетки и приводит к разрушению патологической клетки.
«Так же, как ключ работает только в одном конкретном замке, наша молекула подходит только для фосфатов и блокирует их», — говорит Глейзер.
Немного похоже на конец подковы, из новой молекулы выступают два металлических иона меди. Зазор между двумя концами подковы точно соответствует промежутку между фосфатами в ДНК, так что они могут стыковаться друг с другом и образовывать идеальное совпадение. ‘Поскольку два фосфата связываются одновременно, сила связывания выше.
И это увеличивает эффективность.’
Ученые из Университета Билефельда разработали процедуру производства новой молекулы. Они доказали, что их медный агент может связываться с ДНК и изменять ее.
И они изучили, предотвращает ли и насколько хорошо их агент распространение ДНК и, следовательно, клеток. Репликация генома в клетках происходит аналогично полимеразной цепной реакции (ПЦР). Исследователи подтвердили, что комплекс меди останавливает эту цепную реакцию.
Наконец, ученые применили средство к раковым клеткам.
Они вводили вещество в культуру клеток с раковыми клетками. В результате «медный комплекс более эффективен, чем цисплатин», — говорит Глейзер. ‘Наибольшее количество раковых клеток погибло при концентрации 10 мкмоль. С цисплатином вам нужно 20 мкмоль.’
При проведении исследования нового агента профессор Глейзер и его команда сотрудничали с исследовательскими группами профессора Доктора. Дарио Ансельметти (биофизика и нанонаука) и профессор д-р. Габриэле Фишер фон Моллард (биохимия) — обе также в Билефельдском университете.
Коллеги Дарио Ансельметти использовали атомно-силовую микроскопию, чтобы получить изображения, подтверждающие, что комплекс меди связывается с ДНК. Команда Габриэле Фишер фон Моллард проверила, как культура раковых клеток отреагировала на агент.