Medicamentele controlate de lumină ar putea oferi terapii precise împotriva cancerului

Cercetătorii de la Institutul de Chimie Avansată din Catalonia (IQAC) al Consiliului Național de Cercetare Spaniol (CSIC) au dezvoltat medicamentele controlate de lumină, care pot fi activate reversibil prin intermediul luminii externe, obținându-se astfel un efect biologic mult mai localizat și controlat.

Această cercetare, publicată în Journal of Medicinal Chemistry, sugerează că fotofarmacologia deschide calea pentru terapii foarte specifice care ar putea duce la noi tratamente pentru boli precum cancerul.

• De ce azbestul încă apare în unele produse cosmetice?
• Oamenii de știință au creat cele mai subțiri spaghete din lume

O limitare a medicamentelor împotriva cancerului este că adesea nu reușesc să facă pe deplin diferența dintre celulele canceroase și cele sănătoase. Această lipsă de selectivitate a chimioterapiei actuale îi limitează fereastra terapeutică, ceea ce scade eficacitatea tratamentului și provoacă efecte secundare nedorite.

De ce au fost create medicamentele controlate de lumină?

„Medicamentele controlate de lumină, a căror activitate poate fi controlată cu precizie folosind o lumină externă într-o manieră reversibilă, pot rezolva această problemă, deoarece asigură un control mare al locului de acțiune și al timpului dorit, scăzând astfel efectele secundare și crescând eficacitatea”, explică Laia Josa Culleré, cercetătoare din cadrul grupului de Chimie și Sinteză Medicinală al IQAC și autoare principală a acestui studiu.

Utilizarea luminii este deosebit de atractivă în această cercetare a noilor medicamente antitumorale țintite, deoarece permite un control al activității antitumorale prin ajustarea unor parametri precum lungimea de undă, intensitatea și timpul de expunere.

Prin urmare, moleculele fotosensibile își schimbă structura atunci când sunt iluminate în condiții speciale, astfel încât un efect asupra receptorilor țintă specifici poate fi indus sub controlul luminii. Acest lucru poate permite controlul extern al efectului terapeutic al medicamentului cu o mai mare precizie, scrie Phys.org.

„Până în prezent, acest tip de medicamente se află în fază experimentală pentru aplicații în retină sau pentru durere, dar până în prezent nu sunt foarte multe studii cu rezultate bune în oncologie”, explică Laia Josa Culleré.

Tratamente pentru cancer

Acest studiu s-a concentrat pe o țintă comună în oncologie, enzimele histon deacetilază (HDAC). Atunci când aceste enzime sunt dereglate, ele împiedică exprimarea anumitor gene, cum ar fi supresoarele tumorale și, prin urmare, în aceste circumstanțe, celulele sunt mai predispuse să devină celule canceroase.

Din acest motiv, sunt dezvoltate mai multe medicamente care vizează inhibarea HDAC-urilor slab reglate pentru a încetini progresia bolii.

În prezent există medicamente convenționale care acționează asupra acestor enzime, dar acestea au o selectivitate scăzută și efecte toxice. Din acest motiv, această cercetare s-a concentrat pe proiectarea de molecule pe baza acestor medicamente convenționale, dar care ar putea fi reglate reversibil prin intermediul luminii, permițând controlul activității lor prin schimbarea condițiilor de iluminare.

Primele rezultate au arătat că atunci când aceste molecule au fost activate de lumină, au inhibat HDAC-urile, spre deosebire de momentul în care erau în întuneric și rămâneau inactive.

Ce problemă de abordare rezolvă medicamentele controlate de lumină nou create?

Limitarea acestor molecule timpurii este că au necesitat lumină ultravioletă pentru activare, lumină care poate fi dăunătoare pentru celule și are o penetrare scăzută în țesuturile biologice. Prin urmare, moleculele au fost optimizate pentru a fi activate cu lumină verde (lumină vizibilă) și, de asemenea, au obținut rezultate mai bune la iluminare decât în întuneric.

În cele din urmă, activitatea acestor molecule a fost verificată în patru linii de celule canceroase: de col uterin, de sân, de leucemie și de colon. Rezultatele au arătat o creștere a morții celulelor canceroase după iluminarea cu lumină verde, dar nu au prezentat niciun efect atunci când moleculele au fost ținute în întuneric.

„Unul dintre punctele forte ale studiului este că aceste molecule sunt activate cu lumină vizibilă (verde), în timp ce aproape toate moleculele descrise împotriva cancerului sunt activate cu lumină ultravioletă, ceea ce împiedică abordarea să avanseze la testele in vivo și la pacienți”, explică Amadeu Llebaria, de la grupul de Chimie și Sinteză Medicinală din cadrul IQAC.

Abordarea este pe cale de a fi testată pe animale

Ca rezultat al studiului, cercetătorii au dezvoltat o mică bibliotecă de medicamente cu molecule fotosensibile care permit controlul viabilității celulelor doar prin iluminarea cu lumină vizibilă, care este mai permeabilă și mai puțin dăunătoare pentru celule.

Se crede că aceste rezultate vor deschide calea către studiul fezabil al efectului acestor molecule in vivo, la peștele-zebră sau la șoareci, prin iluminarea selectivă a zonei tumorale pentru a activa medicamentul, menținându-l în același timp în restul corpului în formă inactivă, evitându-se astfel efectele secundare nedorite asupra țesuturilor sănătoase.

Vă recomandăm să citiți și:

O alimentație bogată în grăsimi distruge abilitatea creierului de a regla caloriile

O aplicație pentru smartphone poate identifica în timp real simptomele accidentului vascular cerebral

Nanoparticulele de argint, promițătoare în combaterea bacteriilor rezistente

Test de cultură generală. Ce parte a corpului ne ajută să ne menținem echilibrul?