Forscher haben einen neuen Weg entwickelt, um Krebs zu bekämpfen: eine ungiftige Dosis von Natriumformiat in Brennnesseln und Ameisen zu verwenden, um eine organische Osmiumverbindung auszulösen.

Die organische Osmium-Verbindung namens JPPC11 zielt auf einen Stoffwechselprozess ab, auf den Krebszellen angewiesen sind, um zu überleben und sich zu vermehren. Dies geschieht durch die Umwandlung einer Schlüsselsubstanz, die von Krebszellen verwendet wird, um die Energie, die sie für die schnelle Teilung benötigen (Pyruvat), in ein unnatürliches Laktat zu überführen, was zur Zerstörung der Zellen führt.

"Dies ist ein bedeutender Schritt im Kampf gegen Krebs. Die Manipulation und Anwendung gut etablierter Chemie in einem biologischen Kontext bietet eine hochselektive Strategie zum Abtöten von Krebszellen ", sagt James Coverdale, ein Forschungsstipendiat der Chemieabteilung der University of Warwick.

"Wir haben entdeckt, dass der Chemokatalysator JPC11 einen einzigartigen Wirkmechanismus hat - und wir hoffen, dass dies in Zukunft zu effektiveren, selektiven und sichereren Behandlungen führt", sagt Coverdale.

Recycling und Wiederverwendung

Einzigartig ist, dass diese Chemokatalysator-Behandlung recycelt und in einer Krebszelle wiederverwendet werden kann, um sie wiederholt anzugreifen.

Diese beispiellose Fähigkeit, das Präparat in Krebszellen zu recyceln und wiederzuverwenden, könnte dazu führen, dass Krebsmedikamente künftig in kleineren, effektiveren und potenziell weniger toxischen Dosen verabreicht werden - wodurch die Nebenwirkungen der Chemotherapie verringert werden.

Die Forscher haben sich auf das Potenzial konzentriert, diese Verbindung bei Eierstock- und Prostatakrebs zu verwenden.

Eierstockkrebs wird zunehmend resistent gegen bestehende Chemotherapeutika (wie das Platin-Medikament, Cisplatin). Da diese neue Forschung auf eine völlig neue und einzigartige Weise funktioniert, kann sie diese erworbene Resistenz überwinden und das Spektrum der Antikrebsaktivität erweitern.

Wichtig ist, dass die Entwicklung eine Möglichkeit für eine selektivere Krebsbehandlung eröffnet, da die Forscher beobachteten, dass JPC11 spezifisch die Biochemie von Krebszellen ins Visier nimmt und gesunde Zellen weitgehend unberührt lässt - eine weitere Verbesserung im Vergleich zu bestehenden platinbasierten Medikamenten, die auch nicht-krebsartig angreifen können Zellen.

"Platinverbindungen sind die am häufigsten verwendeten Medikamente für die Krebs-Chemotherapie, aber wir müssen dringend auf die Herausforderungen der Umgehung von Resistenzen und Nebenwirkungen reagieren", sagt Forschungsleiter Peter Sadler, ein Medizin-Chemiker an der Universität Warwick.

"Unser Labor konzentriert sich auf die Entdeckung wirklich neuartiger Krebsmedikamente, die Zellen auf völlig neue Weise töten können. Chemo-Katalysatoren, vor allem solche mit immunogenen Eigenschaften, könnten einen Durchbruch bringen ", sagt Sadler.

"Obwohl asymmetrische katalytische Hydrierungsverfahren in der Materialindustrie gut entwickelt sind, ist diese Forschung das erste Beispiel dafür, dass sie in Zellen mithilfe eines synthetischen Katalysators erreicht wird", sagt Martin Wills, Katalysatorspezialist an der Universität Warwick.

Die Bedeutung der "Händigkeit"

Händigkeit (molekulare Asymmetrie) ist entscheidend für die Funktion von Biomolekülen im Körper. Proteine, Enzyme und zum Beispiel unsere DNA werden übergeben. Nur die richtige Hand funktioniert, genauso wie eine rechte Hand nicht in einen linken Handschuh passt.

In diesem Fall kann die Osmiumverbindung JPC11 mit Natriumformiat selektiv ein Molekül mit einer spezifischen "Händigkeit" erzeugen, das so manipuliert, wie Krebszellen wachsen.

"Die" Händigkeit "von Molekülen ist im Körper kritisch. Unsere Hände sind fast identisch, aber sind Spiegelbilder voneinander. Dasselbe kann für Moleküle gelten, und in einigen Fällen kann das falsche Molekül schwerwiegende biologische Folgen haben ", erklärt Coverdale.

"Wir glauben, dass die Manipulation der" Händigkeit "von Molekülen in Zellen eine neue Strategie zur Bekämpfung von Krankheiten bieten könnte", sagt er.

Die Forscher berichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Chemistry.

Die Finanzierung der Forschung erfolgte durch den Europäischen Forschungsrat, die Wissenschaftsstadt (Advantage West Midlands und den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung), die Universität Warwick, Bruker Daltonics, den Ingenieur- und Physikalischen Forschungsrat und Cancer Research UK.

Quelle: University of Warwick

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