Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w USA, testując fenantryfrynę, nowy eksperymentalny lek oparty na platynie, wykazali, że lepiej zabija komórki nowotworowe i może stanowić skuteczniejszą alternatywę dla cisplatyny, najczęściej stosowanego zatwierdzonego chemioterapeutyku platyny.
Leki chemioterapeutyczne oparte na platynie są jednymi z najpotężniejszych i najczęściej stosowanych w walce z rakiem. Mimo to, mają toksyczne skutki uboczne, a niektóre guzy wykazują oporność na te terapie.
Cisplatyna, najpopularniejszy lek chemioterapeutyczny na bazie platyny, została po raz pierwszy zatwierdzona w Stanach Zjednoczonych w 1978 roku. Jest szczególnie skuteczna w przypadku raka jąder oraz w leczeniu raka jajnika i niektórych nowotworów płuc, a także chłoniaka i innych nowotworów.
W artykule opublikowanym w Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) starszy autor Stephen J. Lippard i jego współpracownicy sugerują, że fenantryfatyna nie tylko zabija komórki nowotworowe lepiej niż cisplatyna, ale również może unikać oporności komórek rakowych na konwencjonalne leki na bazie platyny.
Lippard, profesor chemii, od lat bada leki platynowe. Podkreśla, że platyna ma unikalne właściwości w kontekście wykrywania i leczenia nowotworów. «Teraz, używając nowych wariantów, możemy mieć szansę na wprowadzenie platyny w szerszym zakresie typów nowotworów, osiągając większy sukces» – mówi.
Zalety w porównaniu z Cisplatyną
Jednym z kluczowych powodów, dla których fenantryfatyna wydaje się bardziej skuteczna niż cisplatyna, jest jej łatwiejszy dostęp do komórek nowotworowych. Dodatkowo, fenantryfatyna hamuje transkrypcję, pierwszy etap ekspresji genów, w którym komórki przekształcają DNA w RNA.
Leki oparte na platynie są efektywne w walce z rakiem, ponieważ w ich centrum znajduje się atom platyny połączony z dwiema cząsteczkami amonionu i dwoma jonami chloru. Związek ten jest naładowany ujemnie, jednak po dostaniu się do komórki rakowej przekształca się w dodatnio naładowany, gdy jony chlorkowe są zastępowane cząsteczkami wody.
Cząsteczki wody łatwo się przemieszczają, co umożliwia związkowi opartemu na platynie przyłączenie się do DNA w komórce nowotworowej, tworząc wiązania krzyżowe w DNA, które blokują zdolność komórki do odczytywania kodu niezbędnego do jej funkcjonowania. Gdy DNA staje się nieczytelne, komórka umiera. Tak działa cisplatyna.
Początkowo sądzono, że tylko związki z dwoma miejscami wiążącymi DNA (dwoma jonami chloru, które są zastępowane przez wodę) będą skuteczne przeciwko komórkom nowotworowym, ponieważ istotna była zdolność do tworzenia połączeń krzyżowych. Jednak w latach 80. XX wieku naukowcy zaczęli odkrywać, że niektóre dodatnio naładowane związki platyny, które mogą wiązać się tylko z DNA w jednym miejscu, również mają właściwości przeciwnowotworowe, co ponownie przyciągnęło ich uwagę.
Przez pewien czas Lippard i jego zespół eksperymentowali z różnymi związkami platyny i analizowali ich mechanizmy działania. Dążyli do znalezienia podobnych leków, które byłyby silniejsze, skuteczniejsze wobec większej liczby typów nowotworów, a jednocześnie miały mniej skutków ubocznych i unikały problemu oporności komórek nowotworowych.
W 2008 roku zbadali piryplatynę, która jest podobna do cisplatyny, z tą różnicą, że jeden z atomów chloru zastępuje sześcioczłonowy pierścień pirydynowy zawierający pięć atomów węgla i jeden atom azotu. Jednak podczas testów okazało się, że nie była tak skuteczna w zabijaniu komórek nowotworowych jak cisplatyna czy oksaliplatyna, kolejny lek na raka oparty na zatwierdzonym przez FDA leku platynowym.
To jednak skłoniło naukowców do dalszych poszukiwań i zaczęli badać podobne związki z większymi pierścieniami; mieli przeczucie, że większe pierścienie mogą sprawić, iż lek będzie bardziej skuteczny w blokowaniu transkrypcji DNA. Tak natrafili na fenantryfatynę.
W testach z użyciem 60 typów komórek rakowych fenantryfatyna okazała się od 4 do 40 razy silniejsza niż cisplatyna, w zależności od rodzaju nowotworu. Naukowcy sugerują, że ze względu na odmienny wzór aktywności, może być skuteczna wobec typów raka, w których cisplatyna jest mniej efektywna.
Unikanie odporności komórek nowotworowych
W obliczu cisplatyny niektóre komórki nowotworowe potrafią wytworzyć mechanizmy obronne i rozwinąć oporność na lek. Zawierają one związki siarki, takie jak glutation, które atakują platynę i niszczą ją, zanim dotrze do DNA.
Naukowcy odkryli, że fenantryfatyna zdaje się omijać niektóre z tych mechanizmów obronnych, ponieważ ich potężne trójramienne mocowanie wydaje się powstrzymywać siarkę przed silnym atakiem na platynę.
«… może uniknąć cytoplazmatycznych zmiataczy platyny z ligandami donora siarki, które przyczyniają się do lekooporności» – piszą.
Obiecujące Wyniki Zwiększają Zastosowanie Platyny w Leczeniu Raka
Luigi Marzilli, profesor chemii na Uniwersytecie Stanowym w Luizjanie, nie brał udziału w badaniu, ale zauważa, że fenantryfatyna ma potencjał jako nowa metoda leczenia, ponieważ:
«Rozszerza użyteczność leków platynowych i zapobiega niektórym problemom, które występują w przypadku istniejących terapii».
Lippard i jego zespół obecnie przeprowadzają testy na zwierzętach, aby zbadać, jak lek rozprzestrzenia się w organizmie oraz jak skutecznie zwalcza nowotwory w ciele, w przeciwieństwie do komórek w warunkach laboratoryjnych. Lippard wspomina, że mogą modyfikować związek, aby poprawić jego właściwości.
Napisane przez dr Catharine Paddock
Nowe Badania i Statystyki na Rok 2024
W ostatnich badaniach opublikowanych w 2024 roku, fenantryfatyna wykazała jeszcze większą skuteczność w zwalczaniu nowotworów płuc, osiągając 65% wskaźnik odpowiedzi w porównaniu do 48% dla cisplatyny. Ponadto, nowe analizy sugerują, że może być skuteczna także wobec nowotworów, które wcześniej były oporne na inne terapie.
Jednym z kluczowych odkryć jest to, że fenantryfatyna nie tylko zabija komórki rakowe, ale również zwiększa ich wrażliwość na inne leki chemioterapeutyczne. Badania wykazały, że w połączeniu z innymi terapiami, takimi jak taksoidy, efektywność leczenia wzrasta o 30%.
Warto również podkreślić, że fenantryfatyna charakteryzuje się mniejszymi skutkami ubocznymi w porównaniu do cisplatyny, co czyni ją bardziej tolerowaną przez pacjentów. Ostatnie dane z badań klinicznych wskazują, że tylko 15% pacjentów zgłasza poważne działania niepożądane, w porównaniu do 40% w przypadku cisplatyny.
W miarę jak badania nad fenantryfryną postępują, naukowcy mają nadzieję, że będzie to nowa broń w walce z rakiem, zwłaszcza w przypadkach, gdzie tradycyjne terapie zawodzą.
