Δύο νέες επιστημονικές εξελίξεις στον τομέα της χημείας ανοίγουν τον δρόμο για ασφαλέστερα και αποτελεσματικότερα αντικαρκινικά φάρμακα. Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Χονγκ Κονγκ (HKUST) και το Κέντρο Καρκίνου Moffitt στις ΗΠΑ παρουσίασαν ανεξάρτητες χημικές μεθόδους που επιτρέπουν την ακριβή ενεργοποίηση των θεραπειών απευθείας στα καρκινικά κύτταρα. Οι τεχνικές αυτές αντιμετωπίζουν ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια της ογκολογίας: τις ανεπιθύμητες αλληλεπιδράσεις με τους υγιείς ιστούς που προκαλούν σοβαρές παρενέργειες στους ασθενείς.
- Ερευνητές του HKUST ανέπτυξαν αντίδραση με καταλύτη χρυσού για την ταχεία ενεργοποίηση προφαρμάκων σε κύτταρα καρκίνου του μαστού.
- Επιστήμονες στο Moffitt σχεδίασαν νέα μοριακή δομή με βάση το δικυκλοβουτάνιο που βελτιώνει τη στοχευμένη δράση φαρμάκων για τον καρκίνο του πνεύμονα.
- Οι μέθοδοι επιτρέπουν τη μετατροπή υπαρχουσών θεραπειών σε πιο ασφαλείς μορφές χωρίς να απαιτείται σχεδιασμός από το μηδέν.
Οι προκλήσεις και τα εμπόδια των συμβατικών στοχευμένων θεραπειών
Στη σύγχρονη ογκολογία, τα προφάρμακα και οι ομοιοπολικοί αναστολείς αποτελούν ισχυρά εργαλεία. Τα προφάρμακα παραμένουν αδρανή μέσα στον οργανισμό μέχρι να φτάσουν στον όγκο, όπου ενεργοποιούνται. Παράλληλα, οι ομοιοπολικοί αναστολείς συνδέονται μόνιμα με τις πρωτεΐνες που οδηγούν την ανάπτυξη του καρκίνου, αναστέλλοντας τη δράση τους για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Ωστόσο, η εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών συναντούσε σημαντικά εμπόδια. Στην περίπτωση των προφαρμάκων, η διάσπαση των ισχυρών αμιδικών δεσμών μέσα στο περίπλοκο βιολογικό περιβάλλον του σώματος ήταν εξαιρετικά αργή. Όσον αφορά τους ομοιοπολικούς αναστολείς, οι δραστικές χημικές ομάδες που χρησιμοποιούνταν συχνά αντιδρούσαν και με υγιείς πρωτεΐνες. Αυτή η παράπλευρη τοξικότητα περιόριζε τη ευρεία χρήση πολλών εγκεκριμένων φαρμάκων.
Οι νέες χημικές ανακαλύψεις και οι επιτυχείς δοκιμές
Για την αντιμετώπιση αυτών των ζητημάτων, η ομάδα του επίκουρου καθηγητή Κένγουαρντ Βονγκ στο HKUST ανέπτυξε μια νέα βιοορθογονική αντίδραση με καταλύτη χρυσού. Χρησιμοποιώντας την ομάδα ethynylated biarylbutanamide (EBB), οι ερευνητές πέτυχαν ταχεία διάσπαση των αμιδικών δεσμών υπό βιολογικές συνθήκες. Η μέθοδος δοκιμάστηκε με επιτυχία σε ένα προφάρμακο που ενεργοποιήθηκε επιλεκτικά σε επιθετικά καρκινικά κύτταρα του μαστού, όπως δημοσιεύθηκε στο Journal of the American Chemical Society.
Ταυτόχρονα, ερευνητές στο Moffitt Cancer Center με επικεφαλής τον Τζάστιν Μ. Λόπτσουκ σχεδίασαν μια νέα χημική «κεφαλή» βασισμένη στη μοριακή δομή του δικυκλοβουτανίου, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science.
Η δομή αυτή συνδέεται στοχευμένα με το αμινοξύ κυστεΐνη. Οι επιστήμονες τροποποίησαν το ήδη εγκεκριμένο φάρμακο dacomitinib για τον καρκίνο του πνεύμονα και το δοκίμασαν σε ποντίκια με ανθρώπινους όγκους. Το ανασχεδιασμένο φάρμακο περιόρισε την ανάπτυξη του όγκου εξίσου αποτελεσματικά με το αρχικό, παρουσιάζοντας όμως σημαντικά λιγότερες αλληλεπιδράσεις με ανεπιθύμητες πρωτεΐνες και καμία ένδειξη τοξικότητας.
Τα επόμενα βήματα προς την κλινική εφαρμογή
Η σημασία αυτών των ανακαλύψεων έγκειται στην πρακτική τους εφαρμογή. Η δυνατότητα προσθήκης των νέων χημικών ομάδων σε προχωρημένο στάδιο ανάπτυξης σημαίνει ότι οι φαρμακευτικές εταιρείες μπορούν να βελτιώσουν ήδη γνωστά φάρμακα χωρίς να ξεκινήσουν τη διαδικασία από την αρχή. Αυτό συνεπάγεται ταχύτερη και πιο οικονομική ανάπτυξη ασφαλέστερων θεραπειών.
Πριν από την έναρξη δοκιμών σε ανθρώπους, απαιτούνται πρόσθετες εργαστηριακές μελέτες. Ωστόσο, οι ερευνητικές ομάδες συνεχίζουν να προσαρμόζουν τις τεχνικές αυτές, φιλοδοξώντας να επεκτείνουν τη χρήση της βιοορθογονικής χημείας και σε άλλες τομείς της βιοϊατρικής.
