O design de fotossensibilizadores à base de tio, à esquerda, por químicos da Rice University mostra uma promessa para a terapia fotodinâmica do câncer, entre outras aplicações. Uma substituição de tiocarbonil - trocando um átomo de oxigênio por um átomo de enxofre - de uma variedade de fluoróforos pode aumentar drasticamente sua capacidade de gerar espécies reativas de oxigênio que matam as células cancerosas. À direita, imagens de esferóides de tumor multicelular tratados com fotossensibilizadores e luz (na linha inferior) mostram como os compostos, quando excitado pela luz, danificar as células. Crédito:Xiao Lab / Rice University
O projeto de um laboratório da Rice University para fazer melhores etiquetas fluorescentes se transformou em um método para matar tumores. Trocar um átomo na tag resolve o problema.
O químico de arroz Han Xiao e seus colegas descobriram que substituir um único átomo de oxigênio por um átomo de enxofre em um fluoróforo comum o transforma em uma molécula fotossensibilizadora. Quando exposto à luz, a molécula gerou espécies reativas de oxigênio (ROS) que destruíram as células do câncer de mama em laboratório.
O estudo liderado pelos co-autores principais Juan Tang e Lushun Wang, ambos pesquisadores de pós-doutorado de Rice, aparece no principal jornal da Royal Society of Chemistry Ciência Química .
Este método de terapia fotodinâmica já está em uso, como moléculas desencadeadas por luz são conhecidas por gerar ROS citotóxicas. A maioria dos fotossensibilizadores atuais requer a incorporação de átomos pesados, mas eles são difíceis e caros de sintetizar e permanecem tóxicos no escuro, potencialmente danificando células saudáveis, Xiao disse.
Os compostos de uma etapa do laboratório Rice não têm átomos pesados, produz uma alta proporção de ROS quando acionado e desligado quando a luz é desligada. Os vários fluoróforos baseados em tio do laboratório absorvem luz em comprimentos de onda do visível ao infravermelho próximo que penetram até 5 milímetros nos tecidos.
"Este trabalho vem através de nosso estudo anterior para fazer melhores corantes fluorogênicos, "Xiao disse." Essa foi uma descoberta totalmente nova, mas uma vez que nos aprofundamos no mecanismo, descobrimos que nossos fluoróforos baseados em tio podem levar a uma geração dramática de oxigênio singlete quando excitados com luz. Este é o verdadeiro mediador. "
Para teste, os pesquisadores combinaram seus fotossensibilizadores com trastuzumab, um anticorpo usado para direcionar e tratar o câncer de mama em estágio inicial e avançado. A combinação mostrou "citotoxicidade robusta" contra linhas de células HER2-positivas (cancerosas), mas quase nenhuma atividade contra células HER2-negativas.
Xiao disse que os experimentos mostraram que seus fotossensibilizadores têm como alvo células cancerosas de monocamada e esferóides de tumor multicelular. "Achamos que uma grande aplicação para este fotossensibilizador serão os cânceres de pele, Ele disse. "Deve ser fácil para a luz penetrar nos carcinomas basocelulares na superfície."
Os pesquisadores observaram as células solares, aplicações fotocatalíticas e química orgânica podem se beneficiar de seus fotossensibilizadores.
