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光活化金属催化剂破坏癌细胞的重要能源

形成破坏小行星的小行星的一部分的太空时代金属可以提供一种使用光选择性治疗癌症的新方法。

华威大学的科学家与中国,法国,瑞士和赫瑞瓦特大学的同事合作开发了一种技术,该技术利用光激活铱的一种杀死癌症的化合物,该化合物首次攻击了铱的重要能源。即使在低氧状态下,癌细胞也会显着开放使用该技术可以治疗的癌症范围。

该技术已在今天(2019年9月23日)在《自然化学》上发表的一篇论文中进行了详细介绍,并可能为临床医生提供另一种工具来对抗癌症,甚至可能为患者接种预防未来癌症的疫苗。

光动力疗法(PDT)使用光通过激活一种称为光敏剂的化学物质杀死体内的癌症肿瘤,该化合物可在存在光的情况下产生可攻击癌细胞的物种。使用这种方法,临床医生可以将光引导至癌症肿瘤的特定区域,并使正常组织免受损伤。

当前的方法主要依靠氧气的存在,许多肿瘤是“低氧的”,这意味着它们通常由于血液供应不足而缺乏正常的氧气。国际科学家团队现已开发出一种金属铱化合物,即使氧浓度低,该化合物也能杀死培养中的癌细胞。

该技术可以治疗任何可以照射光的肿瘤,特别适合治疗膀胱癌,肺癌,食道癌,脑癌和皮肤癌。英国每年约有10,000例膀胱癌病例,其中约5,000例可能从这种治疗中受益。

华威大学化学系的彼得·萨德勒(Peter Sadler)教授说:“在癌症治疗中,临床医生一直在努力抗药性。药物最初可以杀死癌细胞,但经过反复治疗,细胞会产生抗药性,他们学会了化学方法。研究人员正在寻找新的癌细胞死亡方式,如果它们已经对其他癌细胞产生抗药性,那么它们可能不会对这种治疗产生抗药性,因为它杀死癌细胞的方式是不同的。

“越来越多的人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药物都可以帮助解决这一问题。我们开发的化合物根本不会具有很高的毒性,我们会给予将其吸收到癌细胞上,留出一点时间吸收,然后我们将用光照射并激活这些细胞。与目前的方法相比,我们希望杀死这些癌细胞的速度非常快。”

一旦被光激活,铱化合物就会攻击癌细胞中的能量产生机制-一种称为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)的重要辅酶-并催化破坏该辅酶或将其转化为氧化形式。这使癌细胞中的能量产生机制不安,并有效切断了肿瘤的动力来源。

我们的身体需要辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)来产生能量。癌细胞对NADH的需求非常高,因为它们需要大量能量才能分裂并快速繁殖。

研究人员甚至发现,该化合物通过将其转化为能杀死癌细胞的“有毒”氧气,仍然可以在氧气存在下起作用。

科学家小组还指出,随着癌细胞的死亡,它们改变化学反应的方式会在体内产生免疫反应,这就是所谓的免疫治疗反应。这表明用这种技术治疗的那些人可能会被免疫抵抗该癌症的攻击,并将在未来的研究中进一步研究。

沃里克大学的Vas Stavros教授评论说:“现在可以利用光的力量在千分之一秒内显着改变化学分子的反应性,以治疗耐药性癌症。”

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