Bezpieczniejsze środki kontrastowe i leki: Odkrycie naukowców z IOCB Prague

Grupa naukowców z IOCB Prague, kierowana przez dr Miloslava Poláška, stworzyła związki, które są nawet milion razy bardziej stabilne niż podobne substancje stosowane we współczesnej medycynie do leczenia nowotworów lub jako środki kontrastowe do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego. Znaleźli oni nowy sposób na bezpieczne wiązanie pierwiastków metalicznych, znanych jako lantanowce, wewnątrz cząsteczek leków medycznych. Ich badania zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie Nature Communications.

“Lantanowce są niezbędne w medycynie, ale nieustannie istnieje wyzwanie, aby zwiększyć ich siłę wiązania w cząsteczkach farmaceutycznych. Postęp w tej dziedzinie uległ stagnacji w ciągu ostatnich trzydziestu lat. Stabilność ma kluczowe znaczenie, szczególnie w przypadku środków kontrastowych zawierających gadolin, stosowanych w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego. Jest to ważne, ponieważ gadolin może powodować uszkodzenia ciała, jeśli wydostanie się z cząsteczki leku„ – podkreśla dr Polášek, dodając, że ”nasza nowa syntetyczna zasada zwana ‘ClickZip’ włącza te metale do cząsteczek praktycznie nieodwracalnie, czyniąc je znacznie bezpieczniejszymi w użyciu”.

„ClickZip działa jak pułapka. Początkowo cząsteczka jest otwarta, umożliwiając metalowi łatwe wejście do przygotowanego miejsca wiązania. Gdy już się tam znajdzie, „drzwi pułapki” nieodwracalnie zamykają się za nim w wyniku reakcji chemicznej, zapewniając, że metal nie może uciec. To elegancka i piękna chemia „ – opisuje dr Tomáš David z IOCB Prague, pierwszy autor publikacji: “Milion razy większa stabilność oznacza, że związek działa milion razy dłużej. To tak, jakby porównać długość jednego odcinka serialu telewizyjnego z długością ludzkiego życia”.

Oczekuje się, że nowe związki przyniosą korzyści na przykład osobom z zaburzeniami czynności nerek, które nie mogą poddawać się niektórym badaniom rezonansu magnetycznego. Wynika to z faktu, że ich ciała wydalają środki kontrastowe tylko powoli, zwiększając w ten sposób ryzyko uwolnienia toksycznego pierwiastka gadolinu. Na tym jednak potencjalne zastosowania się nie kończą. Cząsteczki ClickZip są tak stabilne, że można je dosłownie gotować w stężonym kwasie bez rozkładu. Dzięki tym związkom możliwe jest znakowanie, na przykład, cząsteczek leku peptydowego do testowania w modelu zwierzęcym. Dzięki takim specyficznym znacznikom możliwe jest precyzyjne i czułe określenie, do których tkanek dotarł lek i w jakiej ilości. “Możemy nawet używać kilku znaczników jednocześnie i w ten sposób badać wiele parametrów w jednym organizmie. Pozwala nam to zebrać więcej danych i oszczędzić wiele zwierząt doświadczalnych” – mówi Miloslav Polášek, podkreślając etyczne implikacje badań. Wykonalność tego multipleksowania in vivo została zademonstrowana przez naukowców we współpracy z dr Lenką Maletínską, która prowadzi badania nad lekami przeciw otyłości opartymi na peptydach w IOCB Praga.

To przełomowe odkrycie dokonane w IOCB Praga poszerza horyzonty nie tylko medycyny, ale także nowoczesnych gałęzi przemysłu. Autorzy opatentowali technologię i obecnie poszukują partnera, który pomógłby im wprowadzić ją na rynek. Badania zostały przeprowadzone dzięki projektowi CarDia (LX22NPO5104) w ramach finansowanego przez UE programu EXCELES, którego celem jest wzmocnienie odporności społecznej na skutki poważnych chorób.

Źródło: Nature Communications (Ultra-inert lanthanide chelates as mass tags for multiplexed bioanalysis)
DOI: 10.1038/s41467-024-53867-1