Mezinárodní tým pod vedením vědců z CEITEC Masarykovy univerzity udělal objev v oblasti supramolekulární chemie, který by mohl zásadně zlepšit léčbu rakoviny. Vědci a vědkyně vyvinuli nové molekulární útvary, které mohou pomoci lépe zacílit léčivé látky na rakovinné buňky, čímž zvýší účinnost léčby. Tento výzkum má potenciál změnit přístup k léčbě rakoviny a dalších závažných nemocí, a to díky materiálům, které dokáží napodobit přírodní procesy v těle.

Výzkumný tým vytvořil takzvané „supramolekulární nanoklícky“ – molekulární struktury, které dokáží přenášet léčivé látky přímo do rakovinných buněk. Inspirací pro tento výzkum byly přirozené transportní procesy, které probíhají v lidském těle. „Tyto struktury jsme vytvořili za použití molekul běžně se vyskytujících v trávicím traktu – žlučových kyselin, které jsme mírně modifikovali do podoby takzvaných organických ligandů a spojili s kovovými ionty palladia. Dokáží pronikat buněčnými membránami do jaterních rakovinných buněk a uvolnit toxickou látku, čímž potlačují životaschopnost patogenních buněk,“ uvádí Ondřej Jurček, vedoucí výzkumného týmu, který v době výzkumu působil na CEITEC MUNI.

Překvapivě jednoduchý proces výroby těchto útvarů spočívá v tom, že jednotlivé složky samy vytvoří stabilní strukturu. Tento proces, který vědci nazývají „samoskládání“, je rychlý a efektivní – jednotlivé stavební bloky vědci rozpustí, mírně zahřejí a za pouhou hodinu se molekuly samy uspořádají do struktury nanoklícky.

„Nejnáročnější částí této práce je strukturní analýza uspořádání schránky, tedy jak jsou jednotlivé stavební bloky propojeny. Museli jsme kombinovat analytické metody a vytvářet modely prostřednictvím výpočetní chemie, dokud počítačový model neodpovídal produktu ve zkumavce. Je to zdlouhavá a náročná detektivní práce,“ říká Subhasis Chattopadhyay, student, který se na výzkumu v CEITEC podílel v průběhu svého doktorátu na Masarykově univerzitě.

Další klíčovou součástí tohoto výzkumu bylo zkoumání toho, jak změny podmínek mohou ovlivnit velikost a strukturu klícek. Tým zjistil, že i drobné změny mohou přepínat mezi dvěma velikostmi klícek – větší a menší (poloviční). Tento proces má zásadní význam pro zajištění optimální prostupnosti přes buněčnou membránu a pro dosažení maximální účinnosti při cílení na rakovinné buňky.

Vytvořené struktury byly podrobeny testování v biologických studiích ve spolupráci s vědci z výzkumného centra Masarykovy univerzity RECETOX, což přineslo další překvapivé výsledky – kombinace organického ligandu a kovového iontu palladia vedla k téměř 60násobnému nárůstu vstupu toxického palladia do rakovinných buněk, což způsobilo jejich zmenšení a potlačení životaschopnosti na polovinu. Výsledky ukázaly, že srovnatelná dávka palladia bez nanoklícky neměla žádný významný efekt.

Tento výzkum, na kterém se podíleli i vědci a vědkyně z Estonska a Finska, má pro společnost velký potenciál. Pokud budou tyto nové molekulární útvary využity v praxi, mohou přinést efektivnější způsoby léčby rakoviny, které by byly cílenější a šetrnější k zdravým tkáním. To by mohlo znamenat menší vedlejší účinky pro pacienty a rychlejší regeneraci po léčbě. Kromě toho mohou tyto molekuly inspirovat i nové terapeutické přístupy v dalších oblastech medicíny.

Tento objev byl publikován v prestižním vědeckém časopise Angewandte Chemie International Edition.