開拓性的紅光激活抗腫瘤前藥可減少副作用
目前,用于化療的大多數(shù)臨床抗腫瘤藥物在攝入后會在患者血液中四處移動,無法精確定位目標(biāo)腫瘤。結(jié)果,在殺死腫瘤細胞的同時,健康細胞也可能作為“附帶損害”而被殺死,從而導(dǎo)致不良副作用。為了解決這個問題,香港城市大學(xué)化學(xué)系副教授朱光宇博士及其研究小組最近開發(fā)了一種可通過紅光可控制地激活的抗癌前藥phorbiplatin。憑借其獨特的“現(xiàn)場”激活特性,它將有效殺死癌細胞并將對正常組織的損害降至最低。
Phorbiplatin是一種小分子鉑(IV)抗癌前藥。前藥是一種在體內(nèi)激活后才具有藥理活性的化合物。已顯示苯丙鉑在黑暗中是惰性的,但可以在低功率紅光照射下被活化。“在短時間的低強度紅光照射下(650 nm,7 mW / cm 2),在沒有任何外部催化劑的情況下,phorbiplatin被還原為奧沙利鉑,這是一線臨床化學(xué)治療藥物以及焦脫鎂葉綠酸a(PPA)兩種物質(zhì)均能有效殺死腫瘤細胞,”朱博士解釋說。
他補充說:“ Phorbiplatin是第一種可以被紅光激活的小分子鉑(IV)前藥。”
首次發(fā)現(xiàn)獨特的光還原機理
此前,研究利用紫外光激活的小分子抗鉑腫瘤的藥物。但是,紫外線的穿透深度較差,還會損壞細胞。因此,尚未在體內(nèi)進行相關(guān)實驗。相反,朱博士解釋說:“紅光不會傷害正常細胞,并且具有更高的穿透皮膚穿透深度到達皮下腫瘤的能力。”
該團隊花了大約3年的時間來研究和研究佛比雙鉑,它是奧沙利鉑的分子結(jié)構(gòu)的支架,奧沙利鉑是一種廣泛用于治療不同癌癥(例如大腸癌,胃癌和卵巢癌)的一線抗腫瘤藥物癌癥。該團隊將具有光動力學(xué)治療作用且對紅光高度敏感的PPA功能化的奧沙利鉑與PPA用作光敏配體,從而獲得了佛比鉑。在低強度的紅光照射下,PPA充當(dāng)“光致氧化還原繼電器”,將電子從還原劑轉(zhuǎn)移到鉑(IV)中心,以促進還原過程,并因此釋放奧沙利鉑。
朱博士援引這項研究的統(tǒng)計數(shù)據(jù)說,只有很短的照射時間才會觸發(fā)光還原機制。在短短10分鐘內(nèi),81%的佛比??鉑迅速還原為奧沙利鉑和PPA。磷鉑在時空上被紅光可控地激活,并有望將非特異性激活引起的副作用降到最低。
Phorbiplatin(紅線)顯示出出色的殺死小鼠乳腺癌細胞的能力,結(jié)果顯示,與奧沙利鉑(綠線)相比,光細胞毒性更高。圖片來源:Wang等人,Phorbiplatin,一種可被RedLight可控激活的高強度Pt(IV)抗腫瘤前藥,Chem(2019),10.1016 / j.chempr.2019.08.021
顯著提高抗腫瘤活性
研究小組還研究了佛比鉑對不同腫瘤細胞的細胞毒性。他們發(fā)現(xiàn),在紅光照射下用佛比鉑治療的對鉑敏感的(A2780)人卵巢癌細胞顯示出高比例的死亡細胞(68.0%)。與奧沙利鉑相比,佛比鉑具有殺死人乳腺癌細胞(MCF-7)的顯著能力,其光細胞毒性增加了1,786倍,而對鉑耐藥(A2780cisR)的人卵巢癌細胞則增加了974倍。
此外,與用奧沙利鉑,PPA甚至是奧沙利鉑和PPA的混合物治療的小鼠相比,帶有輻射的佛比鉑顯著抑制了小鼠的腫瘤生長,腫瘤體積減少了67%,腫瘤重量減少了62%。用佛比鉑治療的小鼠的體重沒有明顯變化,突出了其安全性。
朱博士強調(diào),佛比鉑在黑暗中具有動力學(xué)穩(wěn)定性。在他們的毒性測試中,它表明在黑暗中對正常人肺成纖維細胞(MRC-5)的毒性低。對于用佛比鉑治療的小鼠,其心臟,肝臟,脾臟,肺和腎臟等器官均處于良好狀態(tài),進一步證實了佛比鉑的安全性,而直接用奧沙利鉑和奧沙利鉑混合物治療的小鼠則存在肝損傷。PPA在輻照下。
光活化前藥開發(fā)的窗口
朱博士認(rèn)為,佛比鉑的可控活化特性和優(yōu)異的抗腫瘤活性極大地促進了可光活化的抗癌前藥的發(fā)展,特別是可以被紅光活化的鉑(IV)前藥,以減少不良反應(yīng)和征服。傳統(tǒng)鉑化學(xué)療法的耐藥性。該小組將進行臨床前研究,并進行更多的毒性測試以及功效測試。他認(rèn)為,由于分子結(jié)構(gòu)的改善,“磷鉑更容易進入腫瘤并蓄積,造成DNA損傷,最終殺死腫瘤”,從而克服了耐藥性問題。
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