Kalcijeva oluja guši stanice raka do smrti

Ioni kalcija ključni su glasnici u biološkim stanicama i igraju ključnu ulogu u održavanju funkcioniranja mitohondrija koji proizvode energiju. Putuju u stanice i izlaze iz njih kroz kanale koji se otvaraju i zatvaraju preciznim okidačima kako bi održali točnu ravnotežu. Ako ima previše kalcija, stanica se može ugušiti.

Sada su znanstvenici u Južnoj Koreji i Kini osmislil kombinirani lijek koji ubija tumorske stanice modulirajući dotok kalcija u stanicu. Vanjski izvor kalcija nije potreban jer se koriste samo ioni kalcija koji su već prisutni u tumorskom tkivu.

Istraživačka grupa predvođena profesorom Juyoung Yoonom sa sveučilišta Ewha Womans University u Seulu, Južna Koreja, zajedno s timovima iz Kine, sada je iskoristila ovaj proces i razvila sinergistički antitumorski lijek koji može otvoriti kalcijeve kanale i tako pokrenuti smrtonosnu oluju kalcija unutar stanica tumora.

Istraživači su ciljali dva kanala, prvi u vanjskoj membrani, a drugi je bio kalcijev kanal u endoplazmatskom retikulumu, staničnoj organeli koja također pohranjuje ione kalcija. Kanal koji se nalazi u vanjskoj membrani, otvara se kada je izložen velikoj količini reaktivnih kisikovih vrsta (ROS), dok kanal u endoplazmatskom retikulumu aktiviraju molekule dušikovog oksida.

Za generiranje ROS-a koji otvara kalcijev kanal vanjske membrane, istraživači su koristili zeleni indocijanin. Ovo bioaktivno sredstvo može se aktivirati zračenjem svjetlom bliskim infracrvenom, koje ne samo da pokreće reakcije koje dovode do ROS-a, već također zagrijava okoliš. Tim objašnjava da visoka lokalna temperatura aktivira drugi aktivni agens, BNN-6, da otpusti molekule dušikovog oksida koje otvaraju kanal u endoplazmatskom retikulumu.

Nakon uspješnih ispitivanja na tumorskim staničnim linijama, tim je testirao injekcijsku formulaciju na miševima s implantiranim tumorom. Kako bi stvorili biokompatibilni kombinirani lijek, istraživači su stavili aktivne sastojke u sićušna modificirana porozna zrnca silicija koja nisu štetna za tijelo, ali ih tumorske stanice mogu prepoznati i transportirati u stanicu. Nakon ubrizgavanja kuglica u krvotok miševa, istraživači su primijetili da se lijek nakuplja u tumoru. Izlaganje bliskom infracrvenom svjetlu uspješno je pokrenulo mehanizam djelovanja, a tumor je nestao nakon nekoliko dana kod miševa koji su primili pripravak.

Autori naglašavaju da ovaj pristup ionskog priljeva također može biti koristan u srodnim područjima biomedicinskih istraživanja gdje bi sličan mehanizam mogao aktivirati ionske kanale različite od kalcijevih kako bi se pronašli novi terapijski pristupi.

Iako ima još puno posla prije nego što se ovo može isprobati na ljudima, tim kaže da bi se osnovni mehanizam aktivacije ionskih kanala mogao istražiti za niz potencijalnih terapija.

Istraživanje objavljeno u časopisu Angewandte Chemie možete pronaći na ovoj poveznici.