Uma representação esquemática do mecanismo de ação dos nós trevo metal-orgânicos. Internalizado por meio de mecanismo ativo, no ambiente ácido das células cancerosas, os nós se desfazem e provocam toxicidade por meio da formação de espécies reativas de oxigênio (ROS). Crédito:Jumaanah Alhashemi
Pesquisadores do programa de química da NYU Abu Dhabi (NYUAD) e colegas do programa de biologia da Universidade desenvolveram e estudaram a atividade biológica de cinco novos, moléculas com nós híbridos metal-orgânicos, denominados nós trevo metal-orgânicos (M-TKs). Essas moléculas podem efetivamente entregar metais às células cancerosas, demonstrando o potencial para atuar como uma nova categoria de agentes anticâncer.
Em um estudo publicado na revista Ciência Química , Os cientistas da NYUAD Research Farah Benyettou e Thirumurugan Prakasam do Trabolsi Research Group, liderado pelo Professor Associado de Química da NYUAD Ali Trabolsi, relatam que essas nanoescala, M-TKs solúveis em água mostraram alta potência in vitro contra seis linhas de células cancerosas e in vivo em embriões de peixe-zebra. Estudos relacionados ao peixe-zebra foram realizados por NYUAD Postdoctoral Associate Anjana Ramdas Nair do Laboratório Sadler.
Os M-TKs, gerado por automontagem com modelo de metal de um par simples de ligantes quelantes, foram bem tolerados in vitro por células não cancerosas, mas foram significativamente mais potentes do que a cisplatina, um medicamento comum para quimioterapia, em ambas as células cancerosas humanas - incluindo aquelas que eram resistentes à cisplatina - e em embriões de peixe-zebra. Em células cultivadas, Os M-TKs introduzem espécies reativas de oxigênio (ROS) que danificam as mitocôndrias das células cancerosas, mas não o DNA nuclear ou a membrana plasmática.
"A citotoxicidade e o amplo escopo para variação estrutural de M-TKs indicam o potencial dos nós metal-orgânicos sintéticos como um novo campo do espaço químico para design e desenvolvimento farmacêutico, "disse Trabolsi." Há uma promessa significativa para o desenvolvimento de novas terapias contra o câncer que podem complementar as opções de quimioterapia existentes que são usadas atualmente para tratar quase metade de todos os pacientes com câncer submetidos à quimioterapia ".
Uma ilustração de como essas moléculas orgânicas metálicas com nós são internalizadas por uma célula cancerosa, desencadear uma atividade biológica que a célula cancerosa não pode controlar e resistir, fazendo com que (a célula cancerosa) morra. Crédito:Jumaanah Alhashemi
Os M-TKs sintetizados pelo cientista pesquisador da NYUAD Thirumurugan Prakasam do Trabolsi Research Group foram encontrados, em muitos casos, ter maior potência do que foi relatado anteriormente na cisplatina e outros complexos metálicos, explica a NYUAD Research
Cientista Farah Benyettou. As principais vias de entrega foram macropinocitose e endocitose mediada por caveolina e clatrina, que são todos mais ativos nas células cancerosas do que nas células normais. A cisplatina e outras moléculas pequenas penetram nas células por difusão, que é menos seletivo para o câncer in vitro. Os pesquisadores levantam a hipótese de que as moléculas que desenvolveram são menos tóxicas para as células saudáveis porque são menos internalizadas.
No próximo estágio de desenvolvimento de M-TKs, os esforços de pesquisa se concentrarão no mecanismo de ação dos M-TKs para determinar se sua toxicidade mediada por ROS envolve alvos intracelulares específicos.
Esses achados confirmam a viabilidade de estudar os efeitos desses compostos em vertebrados inteiros, como os M-TKs foram bem tolerados pelo peixe-zebra e pareceram atacar seletivamente as células em divisão.
