Purdue "Ste alth Compounds" greifen Krebszellen an

Purdue "Ste alth Compounds" greifen Krebszellen an
Purdue "Ste alth Compounds" greifen Krebszellen an
Anonim

WEST LAFAYETTE, Indiana - Stellen Sie sich vor, Sie bestellen ein Teil, um Ihr Auto zu reparieren, und bekommen das neue Teil in Einzelteilen geliefert, die Sie zuerst zusammenbauen müssen.

Eine ähnliche Situation tritt häufig bei der Behandlung von Krebs auf, weil die Komponenten, die benötigt werden, um das abnormale Wachstum der Zellen zu bremsen, leicht durch die Zellmembran transportiert werden können, nur in Stücken, die dann von der Zelle zusammengesetzt werden müssen.

Wissenschaftler der Purdue University haben eine Methode entwickelt, um diese Verbindungen, Nukleotide genannt, in bereits zusammengesetzte Tumorzellen einzubringen.

Die Methode könnte zur Entwicklung neuer, wirksamerer Behandlungen führen, die weniger Nebenwirkungen haben und weniger wahrscheinlich zu Arzneimittelresistenzen bei Patienten führen, die gegen Krebs und bestimmte Viren wie HIV behandelt werden, sagt Richard Borch, Hauptforscher der Studie, der Lilly Distinguished Professor of Medicinal Chemistry and Molecular Pharmacology in Purdue ist.

"Möglicherweise wird dieses System bei allen Krebsarten funktionieren, und es könnte sich bei der Behandlung von Krebsarten als nützlich erweisen, die gegenüber anderen Behandlungen resistent waren, wie z. B. Bauchspeicheldrüsenkrebs", sagt Borch.

Nukleotide, die als Bausteine ​​für die Moleküle fungieren, aus denen DNA und RNA bestehen, führen auch mehrere wesentliche Funktionen aus, die für die Zellreplikation erforderlich sind. Durch die Abgabe spezifischer Nukleotidformen an eine Zelle können Wissenschaftler einen chemischen Schraubenschlüssel in die Zellmaschinerie werfen, um die Replikation von Viren und Krebszellen zu blockieren.

"Nukleotide können auf verschiedene Weise verwendet werden, um einen bestimmten kritischen Signalweg zu hemmen, den eine Zelle benötigt, um sich zu vermehren", sagt Borch. "Das Problem war, dass wir Nukleotide nicht direkt in eine Zelle transportieren konnten, weil sie eine negative Ladung tragen, die sie daran hindert, die Zellmembran zu passieren."

Viele aktuelle Therapien liefern stattdessen Vorläuferverbindungen, die die Zelle dann verwendet, um Nukleotide zu "bauen".

Borch und seine Gruppe haben einen Weg entwickelt, um die negative Ladung zu verbergen, indem sie eine "Ste alth-Verbindung" mit speziell entwickelten Nukleotiden geschaffen haben, die die Zellmembran unentdeckt passieren können. Das Verfahren funktioniert, indem dem geladenen Phosphat des Nukleotids eine weitere chemische Komponente hinzugefügt wird. Sobald die Verbindung in eine Zelle eindringt, brechen Enzyme sie auf und setzen die Nukleotide in der Zelle frei.

Da die Enzyme, die zum Aufbrechen der Verbindung benötigt werden, nur in Krebszellen zu finden sind, könnte die neue Methode es Forschern ermöglichen, Arzneimitteltherapien mit weniger Nebenwirkungen zu entwickeln, sagt Borch.

"Obwohl eine Ste alth-Verbindung in normale Zellen eindringen kann, ohne die speziellen Enzyme, die zu ihrem Abbau benötigt werden, kann die Verbindung ihre Nukleotide nicht freisetzen und sollte die Funktionsfähigkeit der Zelle kaum beeinflussen", sagt er.

Die Methode, die auf dem jüngsten Treffen der American Association for Cancer Research in San Francisco ausführlich beschrieben wurde, wird es Wissenschaftlern ermöglichen, auf vielen aktuellen Behandlungen aufzubauen, die jetzt einen zeitaufwändigen Prozess zur Bildung von Nukleotiden aus Vorläuferverbindungen, sogenannten Nukleosiden, erfordern.

"Das Problem bei der Verwendung von Nukleosiden ist, dass Viren und Krebsarten "intelligent" werden und die zur Entwicklung der Nukleotide notwendige Umwandlung einstellen", sagt Borch. "Wenn das passiert, entwickelt der Patient eine Resistenz."

Bisher wurde die neue Methode mit einem etablierten Bioassay und einem Mechanismus-basierten Assay getestet, der von Borch und seiner Forschungsgruppe am Purdue's Cancer Center entwickelt wurde. Die Forscher planen nun, Tierversuche mit im Zentrum entwickelten Anti-Krebs-Verbindungen durchzuführen.

Obwohl Pharmaunternehmen derzeit mehrere Technologien zur Verfügung haben, um Nukleotide in Zellen zu transportieren, sind diese bestehenden Methoden in mehrfacher Hinsicht unzureichend, sagt Borch.

"Mit aktuellen Technologien findet der Aktivierungsprozess im Blutkreislauf statt innerhalb der Zelle. Dies bedeutet, dass Sie viel von dem Medikament verlieren, was es schwierig macht, ausreichende Mengen des Medikaments an die Zelle zu liefern, " sagt er.

"Außerdem ist der Aktivierungsprozess sehr langsam. Die Verwendung dieser Nukleotide erfordert einen zweistufigen Prozess, und die bestehenden Technologien sind so langsam, dass die Zelle nicht viel Nukleotid ansammeln kann, weil sie die Komponenten abbaut fast so schnell wie sie verarbeitet werden."

Borch sagt, die neue Methode seiner Gruppe habe den Vorteil, dass es zu keinem vorzeitigen Zusammenbruch des Blutkreislaufs komme und der Prozess sehr schnell vonstatten gehe.

Purdue hat die neue Technologie zum Patent angemeldet.

Borch sagt, er sei bereits von mehreren Pharmaunternehmen kontaktiert worden, die an der neuen Methode interessiert seien.

"Unternehmen sind an der neuen Technologie interessiert, weil sie bereits über potenzielle Verbindungen verfügen, die mit diesem System geliefert werden könnten", sagt er.

Borchs Studien in Purdue werden vom National Cancer Institute unterstützt.

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