Разрабатывают управляемые светом лекарства для будущей точной терапии таких заболеваний, как рак.
Исследователи из Института передовой химии Каталонии (IQAC) Испанского национального исследовательского совета (CSIC) разработали серию фоточувствительных молекулярных препаратов, которые могут быть обратимо активированы внешним светом, достигая, таким образом, гораздо более локализованного и контролируемого биологического эффекта. Это исследование, опубликованное в Journal of Medicinal Chemistry , предполагает, что фотофармакология (лекарства, управляемые светом) прокладывает путь к высокоспецифическим методам лечения, которые могут открыть новые возможности для лечения таких заболеваний, как рак.
Одним из ограничений противораковых препаратов является то, что они часто не в состоянии полностью дифференцировать раковые и здоровые клетки . Отсутствие селективности современной химиотерапии ограничивает ее терапевтическое окно, что снижает эффективность лечения и вызывает нежелательные побочные эффекты.
«Светочувствительные препараты, активность которых можно точно контролировать с помощью внешнего света обратимым образом, могут решить эту проблему, поскольку они обеспечивают отличный контроль над местом действия и в течение желаемого времени, тем самым уменьшая побочные эффекты и повышая их эффективность. — объясняет Лайя Хоса Куллере, исследователь из группы медицинской химии и синтеза IQAC и ведущий автор этого исследования.
Новые достижения в области препаратов, контролируемых светом
Использование света особенно привлекательно в этом исследовании новых направленных противоопухолевых препаратов, поскольку оно позволяет контролировать противоопухолевую активность, регулируя такие параметры, как длина волны, интенсивность и время воздействия.
Таким образом, светочувствительные молекулы изменяют свою структуру при освещении в определенных условиях освещения, так что воздействие на определенные рецепторы-мишени может быть индуцировано под контролем света. Это может позволить внешний контроль терапевтического эффекта препарата с большей точностью.
«На сегодняшний день этот тип препаратов находится в экспериментальной фазе для применения в сетчатке или при болях, но до сих пор не так много исследований с хорошими результатами в онкологии», — объясняет Лайя Хоса Кульере.
Это исследование было сосредоточено на общей мишени в онкологии, ферментах гистондеацетилазы (HDAC). Когда эти ферменты не регулируются, они предотвращают экспрессию определенных генов, таких как супрессоры опухолей, и, следовательно, в этих обстоятельствах клетки с большей вероятностью станут раковыми клетками . По этой причине разрабатывается несколько препаратов, направленных на ингибирование плохо регулируемых HDAC, чтобы замедлить прогрессирование этого заболевания.
В настоящее время существуют традиционные препараты, действующие на эти ферменты, но они обладают низкой селективностью и токсическим действием. По этой причине это исследование было сосредоточено на разработке молекул на основе этих обычных лекарств, которые можно было бы обратимо регулировать светом, позволяя контролировать их активность, изменяя условия освещения.
Первые результаты показали, что когда эти молекулы были активированы светом, они ингибировали HDAC, в отличие от того, когда они были неактивны в темноте. Ограничение этих ранних молекул заключается в том, что для активации им требовался ультрафиолетовый свет , который может быть вреден для клеток и имеет низкую проникающую способность в биологические ткани. Поэтому молекулы были оптимизированы для активации зеленым светом ( видимым светом ), а также получили лучшие результаты при освещении, чем в темноте.
Наконец, активность этих молекул была проверена на четырех линиях раковых клеток: шейки матки, молочной железы, лейкемии и толстой кишки. Результаты показали увеличение гибели раковых клеток после освещения зеленым светом , но не имели эффекта при хранении в темноте. «Одна из сильных сторон исследования заключается в том, что эти молекулы активируются видимым светом (зеленым), в то время как почти все молекулы, описанные против рака, активируются ультрафиолетовым светом, что препятствует развитию подхода к тестам in vivo и у пациентов. », — объясняет Амадеу Лебариа из группы медицинской химии и синтеза IQAC.
Цель: Более конкретные и контролируемые методы лечения
В результате исследования исследователи разработали небольшую библиотеку светочувствительных молекулярных препаратов, которые позволяют контролировать жизнеспособность клеток только посредством освещения видимым светом, который более проницаем и менее повреждает клетки. Считается, что эти результаты проложат путь к возможному изучению действия этих молекул in vivo, у рыбок данио или на мышах путем выборочного освещения области опухоли для активации лекарства, сохраняя при этом его активность в остальной части тела. неактивной форме, что позволяет избежать нежелательных побочных эффектов на здоровые ткани.
«Мы считаем, что изучение этих светочувствительных молекул важно для подтверждения in vivo концепции использования фотофармакологии для более эффективного и безопасного лечения рака», — заключает Хоса Кульере.
