Wetenschappers hebben een nieuw antitumormedicijn ontwikkeld dat een dodelijke instroom van calciumionen in tumorcellen induceert door zich op specifieke kanalen te richten. Deze innovatieve aanpak maakt gebruik van bestaande calciumionen in tumoren en werd met succes getest bij muizen, wat een potentiële nieuwe aanpak voor de behandeling van kanker oplevert.
Calciumionen spelen een cruciale rol in de celfunctie, maar als de niveaus te hoog zijn, kunnen ze schadelijk zijn voor cellen. Onderzoekers hebben onlangs een verbinding ontwikkeld die tumorcellen kan targeten en vernietigen door de instroom van calciumionen in cellen te reguleren. Deze innovatieve aanpak maakt gebruik van calciumionen die zich al in het tumorweefsel bevinden, waardoor er geen externe calciumbron meer nodig is. Een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Angewandte Chemie beschrijft de bevindingen.
Biologische cellen hebben calciumionen nodig om de normale werking van de mitochondriën, de krachtcentrales van de cel, te behouden. Als er echter te veel calciumionen zijn, raken de mitochondriale processen uit balans en stikt de cel. Een onderzoeksteam onder leiding van Juyoung Yoon van de Ewha Womans Universiteit in Seoul, Zuid-Korea, gebruikte dit proces samen met een team uit China om een synergetisch antitumormedicijn te ontwikkelen dat calciumionkanalen opent om een dodelijke calciumionenstorm in tumorcellen te veroorzaken.
De onderzoekers richtten zich op twee kanalen: het eerste in het buitenmembraan en het andere op een calciumkanaal in het endoplasmatisch reticulum, een organel dat ook calciumionen opslaat. Kanalen in het buitenmembraan openen zich bij blootstelling aan grote hoeveelheden reactieve zuurstofsoorten (ROS), terwijl kanalen in het endoplasmatisch reticulum worden geactiveerd door stikstofoxidemoleculen.
Om ROS te genereren die calciumkanalen in het buitenmembraan openen, gebruikten de onderzoekers de kleurstof indocyaninegroen. Dit bioactieve middel kan worden geactiveerd door nabij-infraroodstraling, die niet alleen reacties uitlokt die tot ROS leiden, maar ook de omgeving verwarmt. Het team legt uit dat lokale hoge temperaturen een ander actief middel, BNN-6, activeren om stikstofmonoxidemoleculen vrij te geven, die kanalen in het endoplasmatisch reticulum openen.
Na succesvolle proeven met tumorcellijnen testte het team een injecteerbare formulering bij muizen met geïmplanteerde tumoren. Om een biocompatibele medicijncombinatie te creëren, verpakten de onderzoekers de actieve ingrediënten in kleine gemodificeerde poreuze silicakorrels die onschadelijk zijn voor het lichaam, maar door tumorcellen kunnen worden herkend en naar de cellen kunnen worden getransporteerd. Nadat ze de kralen in de bloedbaan van muizen hadden geïnjecteerd, observeerden de onderzoekers dat het medicijn zich ophoopte in de tumoren. Bestraling met nabij-infraroodlicht bracht met succes het werkingsmechanisme in werking, en tumoren bij muizen die dit preparaat kregen, verdwenen na een paar dagen.
De auteurs benadrukken dat deze ioneninstroommethode ook toepasbaar kan zijn op verwante biomedische onderzoeksgebieden, omdat vergelijkbare mechanismen ionkanalen kunnen activeren die verschillen van calciumionkanalen, waardoor nieuwe behandelingen kunnen worden gevonden.
Samengestelde bron: ScitechDaily