p As gaiolas moleculares criadas pelos pesquisadores do Imperial podem levar a uma distribuição mais direcionada de medicamentos contra o câncer, causando maior eficiência e menos efeitos colaterais. p Muitas drogas, incluindo terapias de câncer, pode quebrar no corpo, o que reduz sua eficácia e pode significar a necessidade de mais doses. Eles também podem causar efeitos colaterais quando danificam tecidos saudáveis.

p Os pesquisadores estão, portanto, procurando maneiras de tornar as drogas mais direcionadas, então eles só começam a agir quando alcançam a parte certa do corpo, como o local de um tumor cancerígeno.

p Agora, pesquisadores do Departamento de Química do Imperial College London criaram um novo tipo de 'gaiola' para uma molécula com propriedades anticâncer. A liberação da molécula da gaiola pode ser controlada por estímulos externos, como luz. O estudo é publicado hoje em Angewandte Chemie .

p Ph.D. O estudante Timothy Kench disse:"Estamos muito entusiasmados com a abordagem. Ao regular a atividade biológica de pequenas moléculas, podemos projetar terapias aprimoradas ou estudar processos celulares específicos. "

p Captura de moléculas de drogas

p A nova gaiola funciona 'prendendo' as moléculas da droga dentro de um carreador não tóxico que pode transportar a droga para o local necessário antes de ser liberada. A gaiola consiste em grupos moleculares volumosos que envolvem a droga, bloqueando sua atividade biológica até que sejam destacados por meio da aplicação de um gatilho.

p Para fazer a gaiola, a equipe usou um tipo específico de molécula chamada rotaxano. Os rotaxanos têm um anel molecular preso em um componente em forma de haltere, chamado de eixo, que tem grupos de bloqueio em cada extremidade para evitar que o anel escorregue. O anel atua como um escudo molecular, bloqueando o acesso ao eixo e impedindo-o de interagir com outras moléculas.

p Os pesquisadores projetaram um rotaxano com um eixo que inclui uma molécula biologicamente ativa que normalmente mata as células cancerosas ao interagir com seu DNA. Enquanto o anel está presente, a molécula ativa não pode se ligar ao DNA, fechando sua toxicidade.

p Contudo, quando exposto à luz ou a uma enzima específica, uma extremidade do eixo quebra, liberar o anel e permitir que a molécula ativa se ligue ao DNA nas células cancerosas.

p Focalizando o câncer

p A molécula ativa incorporada ao rotaxano é particularmente boa em interagir com um tipo especial de estrutura de DNA chamada G-quadruplex (G4). Devido aos papéis biológicos que essas estruturas de DNA desempenham nas células, eles foram propostos como potenciais alvos de drogas para o câncer, dando aos cientistas esperança de que compostos que podem interagir com G4s possam ser usados ​​no futuro como novos medicamentos anticâncer.

p Os pesquisadores primeiro testaram seu novo transportador de rotaxano usando fitas de DNA extraídas de células e não encontraram nenhuma interação. confirmando que o anel do rotaxano estava bloqueando o acesso ao composto ativo.

p Próximo, eles testaram seu rotaxano em células cancerosas vivas, mostrando pela primeira vez que o rotaxano carregado com o composto ativo não era tóxico para essas células em condições normais. Quando exposto à luz, Contudo, quase todas as células cancerosas morreram em poucas horas, demonstrar que o composto ativo pode ser liberado dentro das células cancerosas direcionadas de uma maneira altamente controlada.

p Rastrear o rotaxano nas células cancerosas usando microscopia confocal mostrou que antes de brilhar a luz, ele permanecia nas partes externas da célula, que não contêm DNA. Depois que a luz brilhou nas células, Contudo, a molécula ativa liberada moveu-se para o núcleo, onde a maioria do DNA nas células é armazenada. Esses experimentos sugeriram que foi a ligação desencadeada ao DNA que causou a morte das células cancerosas.

p O professor Ramon Vilar disse:"Ser capaz de administrar medicamentos no lugar certo e na hora certa é um desafio importante na química medicinal. Nossa pesquisa mostra que é possível conseguir isso engaiolando moléculas ativas em rotaxanos."

p Química do clique

p Embora a luz seja um bom gatilho em termos de quão bem sua localização e intensidade podem ser controladas, em uso prático, seria limitado a cânceres de pele ou potencialmente aqueles que podem ser alcançados dentro do corpo com um endoscópio. The researchers are therefore also testing the possibility of releasing the rotaxane ring with specific enzymes, such as those found in abundance only in cancer cells. Dr. Jamie Lewis said:

p "'Click reactions, " which were used to prepare these rotaxanes, are easy and modular reactions that join up building blocks, like a molecular Lego kit. This is great because you can 'click' all sorts of different molecules together, making our approach very general and adaptable."

p The modularity of their approach would allow researchers to use a different anti-cancer molecule or introduce an alternative mechanism for activation. Effectively, researchers could just choose the components they want and click them together using the same process.