Немецкие химики из Института исследования полимеров Общества Макса Планка разработали новый метод разрушения раковых опухолей за счет лишения их доступа к меди. Исследование опубликовано в научном журнале Angewandte Chemie International Edition (ACIE).
Медь служит важным кофактором для множества ферментов клеточного развития. Например, ионы меди участвуют в антиоксидантной защите. Клетки очень строго регулируют концентрацию и доступность этих ионов.
Внеклеточные, двухзарядные ионы меди восстанавливаются до однозарядной формы, транспортируются в клетку, хранятся в пулах и переносятся к биомолекулам, которым они требуются по требованию.
Поскольку раковые клетки растут и размножаются гораздо быстрее, у них значительно более высокая потребность в ионах меди.
В новом исследовании команда испытала систему, лишающую опухоли важного микроэлемента. В ее основе лежат домены связывания шаперона (пептида, помогающего сложным белкам правильно сворачиваться) меди Atox1.
Исследователи прикрепила к этому пептиду компонент, который способствует его поглощению опухолевыми клетками.
Добавка обеспечила агрегацию отдельных молекул пептида в нановолокна, как только они оказываются внутри опухолевых клеток. В этой форме поверхности волокон имеют множество участков связывания меди в правильной пространственной ориентации, чтобы иметь возможность захватывать ионы меди с трех сторон.
Внедрение волокон истощило запасы меди и дезактивировало биомолекулы, запустив реакцию окислительного стресса, которая уничтожила раковую ткань.
В экспериментах более 85% культуры клеток рака молочной железы отмерли через 72 часа. При этом здоровые клетки не пострадали.
Исследовательская группа надеется, что через несколько лет эти фундаментальные эксперименты, возможно, приведут к разработке полезных методов лечения рака.
Ранее ученые выяснили, что избыток меди в организме стимулирует рост раковых опухолей.