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新型光活化金属化合物能够杀死癌症能量源

发布:laserpulse    |    2019-10-29 20:41    阅读:306
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由华威大学研究人员领导的研究小组正在利用光来激活一种杀死癌症的化合物,该化合物会攻击癌细胞中的重要能源。该技术不仅可以用于治疗癌症,还可以帮助减少治疗的副作用,并可能在将来针对这种疾病进行免疫接种。沃里克化学教授彼得•萨德勒(Peter Sadler)说:“人们越来越希望尽可能减少癌症治疗的副作用,任何针对其目标的选择性治疗都可以帮助实现这一目标。” “如果[癌细胞]已经对其他癌细胞产生了抗药性,那么它们对这种治疗方法可能不会产生抗药性,因为杀死癌细胞的方式不同。”

可见光可以激活带有特殊涂层(灰色球)的铱催化剂(大紫色球),该涂层驻留在癌细胞中的辅酶NADH(底部的红色/灰色/紫色球)上,并从中去除电子,从而将其破坏 切断重要的能源并产生有毒的氧气(在蓝色气泡中)。由中山大学黄怀毅提供。

在当前的癌症治疗方法中,光动力疗法(PDT)通过激活光敏剂化学化合物杀死体内的癌性肿瘤,该化合物会在存在光的情况下产生可攻击癌细胞的成分。这使临床医生可以将光引导至肿瘤的特定区域,并在此过程中保留健康的组织。现有技术主要依赖于氧气的存在,因为许多肿瘤都是低氧的-由于血液供应不足而缺乏正常的氧气。

沃里克大学物理化学教授瓦斯•斯塔夫罗斯说:“现在可以利用光的力量在千分之一秒内急剧改变化学分子的反应性。”这项新技术使用了铱金属化合物,即使氧浓度很低,该化合物也会杀死培养中的癌细胞。研究小组发现,这种化合物一旦被光激活,就会攻击癌细胞中产生能量的机制-一种称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的重要辅酶。癌细胞对NADH的需求非常高,因为它们需要大量能量才能快速分裂和繁殖。新方法“催化破坏该辅酶或将其转变为氧化形式。”这使癌细胞中的能量产生机制不稳定,并有效切断了肿瘤的动力。

“我们开发的化合物根本不会具有很高的毒性。我们会把它交给癌细胞,让它吸收一点时间,然后再用光照射并激活它们。”萨德勒说。“我们希望与现有方法相比,杀死这些癌细胞的速度会更快。”根据研究人员的说法,这项新技术可以治疗任何可以接受光治疗的肿瘤,即膀胱癌、肺癌、食道癌、脑癌和皮肤癌。另外,该技术可能会用于免疫患者以抵抗未来的癌症,因为随着此类细胞的死亡,它们会改变化学反应,从而在体内产生免疫治疗反应。研究小组计划继续研究他们技术的免疫潜力。“这项突破性进展说明了现代计算技术能够理解光对化学分子的影响,从而为未来的药物提供真正独特的作用机理,”苏格兰赫瑞瓦特大学教授,学校化学科学研究所负责人Martin Paterson说。

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