Gli scienziati trasformano il monossido di carbonio prodotto dalle stesse cellule tumorali in un'arma che genera farmaci antitumorali all'interno dei tumori
I ricercatori del RIKEN utilizzano il monossido di carbonio prodotto dalle cellule tumorali per attivare un catalizzatore al palladio che costruisce farmaci tossici all'interno delle cellule cancerose, risparmiando quelle sane.
Riepilogo
Il trattamento del cancro deve affrontare un problema di fondo: i farmaci che uccidono le cellule tumorali spesso danneggiano anche i tessuti sani. I ricercatori del RIKEN Pioneering Research Institute in Giappone, guidati da Katsunori Tanaka, hanno sperimentato un approccio diverso. Molte cellule tumorali rilasciano quantità insolitamente elevate di monossido di carbonio. Il team ha usato questo gas come innesco. Hanno racchiuso un composto a base di palladio, chiamato palladaciclo, all'interno dell'albumina, una proteina del sangue, per proteggerlo dalla disattivazione da parte del glutatione. All'interno delle cellule tumorali, l'eccesso di monossido di carbonio innesca una reazione che produce fenantridinone, una molecola i cui derivati sono tossici per le cellule e compaiono già in alcuni farmaci antitumorali. Negli esperimenti di laboratorio, il composto ha prodotto il farmaco all'interno delle cellule tumorali senza generare gli stessi prodotti tossici nelle cellule sane. Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications. Si tratta ancora di una ricerca preliminare, condotta su cellule, quindi non è ancora un trattamento per i pazienti. Indica però una strada verso alternative chemioterapiche più sicure e selettive.
Riepilogo Dettagliato
La chemioterapia convenzionale uccide le cellule che si dividono rapidamente in tutto il corpo, ed è per questo che causa caduta dei capelli, nausea, immunosoppressione e danni agli organi. Il rischio di cancro aumenta rapidamente con l'età e gli adulti più anziani spesso tollerano male questi effetti collaterali. I trattamenti che agiscono solo all'interno dei tumori sono quindi un obiettivo importante dell'oncologia, e questo studio propone una nuova strategia chimica per raggiungerlo.
Il team del RIKEN, guidato da Katsunori Tanaka del Pioneering Research Institute, si è basato su una caratteristica peculiare della biologia tumorale. Molte cellule tumorali producono quantità insolitamente elevate di monossido di carbonio. Anziché considerarlo solo un sottoprodotto, i ricercatori lo hanno usato come innesco. Hanno progettato un palladaciclo, un composto contenente un metallo che reagisce con il monossido di carbonio formando fenantridinone. Alcuni derivati del fenantridinone sono tossici per le cellule e fanno già parte di farmaci antitumorali.
L'ostacolo principale era che il glutatione presente all'interno delle cellule disattiva rapidamente il catalizzatore al palladio, bloccando la reazione. Il team ha risolto il problema racchiudendo il palladaciclo nell'albumina, una proteina abbondante nel sangue. Questa proteina trasportatrice ha protetto il catalizzatore abbastanza a lungo da permettergli di agire all'interno delle cellule tumorali.
Negli esperimenti di laboratorio, il composto progettato ad hoc ha prodotto il farmaco tossico nelle cellule tumorali senza generare le stesse sostanze tossiche nelle cellule sane. Il risultato supporta l'idea che precursori relativamente innocui possano essere attivati solo dove i tumori producono abbastanza monossido di carbonio.
L'implicazione pratica è di più lungo termine. Nessun paziente può usare oggi questo approccio, e non ci si deve aspettare che arrivi presto nelle cliniche. Si tratta di una prova di concetto per la produzione di farmaci selettiva per il tumore, che potrebbe in futuro ridurre i danni collaterali della chemioterapia.
Valgono diverse avvertenze. I dati provengono da esperimenti iniziali su cellule. Sono ancora necessari studi sugli animali, test di sicurezza, la somministrazione ai tumori in un organismo vivente e la verifica che i livelli di monossido di carbonio differiscano in modo affidabile tra i vari tipi di tumore. Anche la tossicità del palladio e la stabilità in vivo del trasportatore a base di albumina restano questioni aperte. I lettori dovrebbero considerarla una chimica promettente, non un progresso clinico.
Risultati Principali
- Palladacycle compounds react with carbon monoxide to form phenanthridinone, a molecule whose derivatives are toxic to cells.
- Many tumors make unusually high carbon monoxide, which the approach uses as a cancer-selective trigger.
- Glutathione normally deactivates the palladium catalyst, but wrapping it in albumin protected it inside cells.
- In lab experiments, drug production occurred in cancer cells without the same toxic products appearing in healthy cells.
- The work is early-stage and cell-based, with animal and safety testing still needed before any clinical use.
Metodologia
Questa è una notizia di ScienceDaily che riassume un comunicato stampa di RIKEN su uno studio pubblicato su Nature Communications. La fonte e la rivista sono attendibili. Le evidenze provengono da un lavoro di laboratorio preclinico su cellule, e l'estratto è troncato.
Limitazioni dello Studio
I risultati derivano da esperimenti iniziali condotti su cellule e potrebbero non essere trasferibili agli animali o all'essere umano. L'articolo non specifica i tipi di cellule testate, i dati di efficacia o quelli di sicurezza, e l'estratto si interrompe a metà frase. Per conoscere i metodi e i risultati quantitativi, consulta l'articolo originale pubblicato su Nature Communications.
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