Fyra guldmolekyler pekar på framtiden för cancerbehandling
Nyutvecklade guldbaserade molekyler ser ut att vara säkrare och effektivare för att bekämpa cancer än framstående platinabaserade terapier.
Under de senaste decennierna har platinabaserat cisplatin varit en valfri förening vid behandling av många cancerformer.
Det är särskilt effektivt för att stoppa testikelcancer med en framgångsgrad på mer än 90%.
Användbarheten av cisplatin och andra metallbaserade cancerläkemedel har dock varit begränsad på grund av deras toxicitet, deras resistens mot andra läkemedel i en persons system och brist på långsiktig stabilitet.
Nu, en studie av RMIT University i Melbourne, Australien - vars resultat visas i Kemi: En europeisk tidskrift - tillkännagav konstruktionen av fyra guldbaserade, bioaktiva molekyler för användning vid cancerbehandling.
Prekliniska prövningar har visat att dessa molekyler är upp till 24 gånger så effektiva som cisplatin för att döda vissa cancerceller.
De är också bättre på att stoppa tumörtillväxt, och de är resistenta mot andra mediciner, så att de kan förbli effektiva längre.
"Våra resultat visar att det finns en otrolig potential här för utveckling av nya cancerbekämpande läkemedel som kan leverera varaktig kraft och precision."
Studera medförfattare Neda Mirzadeh
Metallföreningar som medicin
Människor har känt till de terapeutiska fördelarna med metall i tusentals år.
Metaller är trots allt naturligt förekommande element involverade i en rad cellulära aktiviteter, och de är kompatibla med människokroppen - åtminstone upp till en punkt. Att fastställa den optimala säkra dosen har varit utmanande.
Ändå använde de forntida egyptierna och kineserna (bland andra) framgångsrikt guld och koppar för att behandla syfilis. På samma sätt gav läkare i klassiskt Grekland ut cinnabar (kvicksilversulfid) för att behandla ögonsjukdomar, trakom och andra tillstånd.
I mitten av 1960-talet genomförde forskare Barnett Rosenberg experiment med Escherichia coli bakterier när han upptäckte att att driva upp sina platinaelektroder - som han ironiskt nog valt ut för deras förmodade tröghet - orsakade att celldelningen i hans prover plötsligt stannade.
Han hittade snart anledningen: en förening, kallad cisplatin, som elektroderna hade producerat.
Rosenbergs ytterligare undersökning avslöjade cisplatins anmärkningsvärda effekt för att stoppa tillväxten av tumörer hos möss.
Sedan det slutgiltiga godkännandet för mänsklig användning 1978 har cisplatin blivit ett viktigt verktyg för att bekämpa cancer - både på egen hand och i kombination med andra föreningar.
De fyra nya molekylerna
Teamet som konstruerade de nya molekylerna - RMIT: s Molecular Engineering Group - samlar syntetiska kemister och farmakologer som delar årtionden av erfarenhet av att utveckla guldmolekyler för specifika användningsområden.
I det här fallet designade forskarna molekyler som snävt skulle rikta in sig på cancerceller utan att skada friska celler.
Deras molekyler skulle också hämma produktionen av tioredoxinreduktas, ett enzym associerat med både cancertillväxt och läkemedelsresistens.
Dessutom har molekylerna antiinflammatoriska egenskaper som är användbara för att lindra svullnad som ofta förekommer vid tumörställen. Denna förmåga kan också föreslå en roll för molekylerna i utvecklingen av framtida artritterapier.
Forskarna har genomfört prekliniska studier in vitro och in vivo som visade deras molekylers cytoxiska effekt på prostataceller, bröst-, livmoderhals-, melanom- och koloncancerceller. De bromsade också tumörtillväxten hos djur med så mycket som 46,9%, i motsats till cisplatins 29%.
Suresh Bhargava, ledare för forskargruppen, påpekar guldets långvariga status som terapeutiskt medel.
"Vi vet att guld lätt accepteras av människokroppen, och vi vet att det har använts i tusentals år vid behandling av olika tillstånd", säger han. Ändå har "guld testats på marknaden, men inte vetenskapligt validerat."
Lagets kvartett av nya molekyler förändrar det. "Vårt arbete hjälper både att tillhandahålla den bevisbasis som saknas, och att leverera nya familjer av molekyler som är skräddarsydda för att förstärka de naturliga läkande egenskaperna hos guld."
Molecular Engineering Group vill nu skaffa medel för sina nästa steg: kliniska studier på människor och godkännande av lagstiftning.
