Come parte dei loro sforzi per escogitare modi per ridurre al minimo gli effetti collaterali dei farmaci per il trattamento del cancro, quattro chimici RIKEN hanno trovato un modo biocompatibile per convertire i composti a bassa attività biologica in farmaci antitumorali nei tumori1.

La chemioterapia è una delle tante strategie per curare il cancro. Però, molti farmaci chemioterapici producono effetti collaterali indesiderati perché oltre ad attaccare le cellule cancerose, causano danni collaterali alle cellule sane. Una strategia per ridurre al minimo gli effetti collaterali consiste nell'utilizzare un profarmaco, un composto inattivo che viene convertito in un farmaco attivo quando subisce una reazione chimica nel sito bersaglio. Per uso clinico, profarmaci e la reazione per sintetizzare il farmaco libero devono essere biocompatibili e avvenire nel sito desiderato.

Ora, Katsunori Tanaka, Tsung Che Chang, Kenward Vong e Tomoya Yamamoto, tutto presso il Laboratorio di Chimica Sintetica Biofunzionale RIKEN, hanno ideato un percorso biocompatibile per produrre farmaci a base di fenantridinio.

Il team RIKEN inizialmente ha utilizzato un complesso di oro(I) come catalizzatore per formare i farmaci, che erano efficaci nell'uccidere le cellule tumorali in laboratorio. Però, in condizioni fisiologiche, il complesso dell'oro(I) e il metabolita, glutatione, subì una reazione che fece perdere al catalizzatore d'oro la sua attività catalitica.

Per rendere biocompatibile questa strategia di profarmaco, Tanaka e collaboratori hanno protetto il catalizzatore d'oro dal glutatione racchiudendo il catalizzatore all'interno della proteina albumina sierica umana.

"Il metalloenzima artificiale dell'oro agisce come un innesco per attivare il profarmaco in modo che il farmaco attivo venga sintetizzato tramite idroamminazione, " spiega Tanaka. "L'idroaminazione non è catalizzata da alcun enzima naturale conosciuto, e quindi il profarmaco dovrebbe diventare attivo solo in condizioni fisiologiche quando catalizzato dal metalloenzima artificiale dell'oro."

I ricercatori hanno scoperto che il metalloenzima artificiale a base di oro a base di albumina protegge l'attività catalitica del catalizzatore d'oro legato da biomolecole come glutatione e lisati cellulari, e riduce la citotossicità del catalizzatore d'oro. Quando racchiuso nell'albumina, la sintesi del farmaco mediata dall'oro è avvenuta in vitro anche in presenza di livelli relativamente elevati di glutatione. "Il metalloenzima artificiale dell'oro consente a una reazione organica di sintetizzare farmaci in un ambiente biologico, "dice Tanaka.

Al fine di tradurre questa strategia di profarmaco nella clinica, i ricercatori prevedono di combinare il metalloenzima artificiale con un sistema di somministrazione di farmaci basato sulla glicoalbumina che è stato precedentemente sviluppato dal team RIKEN.

"Speriamo che questo metalloenzima artificiale d'oro glicosilato sarà in grado di ottenere la sintesi di farmaci localmente all'interno dei tessuti tumorali, riducendo al minimo le interazioni farmacologiche non necessarie con i tessuti sani, "dice Tanaka.