Una representación esquemática del mecanismo de acción de los nudos de trébol organometálicos. Internalizado a través de un mecanismo activo, en el ambiente ácido de las células cancerosas, los nudos se deshacen y desencadenan toxicidad a través de la formación de especies reactivas de oxígeno (ROS). Crédito:Jumaanah Alhashemi
Investigadores del programa de química de NYU Abu Dhabi (NYUAD) y colegas del programa de biología de la Universidad han desarrollado y estudiado la actividad biológica de cinco nuevos, moléculas anudadas híbridas metal-orgánicas, denominados nudos de trébol organometálicos (M-TK). Estas moléculas pueden transportar metales de forma eficaz a las células cancerosas, demostrando el potencial para actuar como una nueva categoría de agentes contra el cáncer.
En un estudio publicado en la revista Ciencia química , Los científicos de investigación de NYUAD Farah Benyettou y Thirumurugan Prakasam del Grupo de Investigación Trabolsi, dirigido por el profesor asociado de química de NYUAD Ali Trabolsi, informan que estas nanoescala, Los M-TK solubles en agua mostraron una alta potencia in vitro contra seis líneas de células cancerosas e in vivo en embriones de pez cebra. Los estudios relacionados con el pez cebra fueron realizados por la asociada postdoctoral de NYUAD, Anjana Ramdas Nair del Sadler Lab.
Los M-TK, generado por el autoensamblaje con plantilla metálica de un simple par de ligandos quelantes, fueron bien tolerados in vitro por células no cancerosas, pero fueron significativamente más potentes que el cisplatino, un medicamento de quimioterapia común, tanto en células cancerosas humanas, incluidas aquellas que eran resistentes al cisplatino, como en embriones de pez cebra. En células cultivadas, Los M-TK introducen especies reactivas de oxígeno (ROS) que dañan las mitocondrias de las células cancerosas, pero no el ADN nuclear o la membrana plasmática.
"La citotoxicidad y el amplio margen de variación estructural de los M-TK indican el potencial de los nudos organometálicos sintéticos como un nuevo campo de espacio químico para el diseño y desarrollo farmacéutico, ", dijo Trabolsi." Hay una promesa significativa para el desarrollo de nuevas terapias contra el cáncer que puedan complementar las opciones de quimioterapia existentes que se utilizan actualmente para tratar casi la mitad de todos los pacientes con cáncer que se someten a quimioterapia ".
Una ilustración de cómo estas moléculas organometálicas anudadas son internalizadas por una célula cancerosa, desencadenando una actividad biológica que la célula cancerosa no puede manejar y resistir, causando que (la célula cancerosa) muera. Crédito:Jumaanah Alhashemi
Se encontraron los M-TK sintetizados por el científico investigador de NYUAD Thirumurugan Prakasam del Grupo de Investigación Trabolsi, en muchos casos, tener una potencia mayor que la que se ha informado previamente en cisplatino y otros complejos metálicos, explica NYUAD Research
La científica Farah Benyettou. Las principales vías de administración fueron la macropinocitosis y la endocitosis mediada por caveolina y clatrina. que son más activos en las células cancerosas que en las células normales. El cisplatino y otras moléculas pequeñas penetran en las células por difusión, que es menos selectivo para el cáncer in vitro. Los investigadores plantean la hipótesis de que las moléculas que han desarrollado son menos tóxicas para las células sanas porque se internalizan menos.
En la siguiente etapa del desarrollo de M-TK, Los esfuerzos de investigación se centrarán en el mecanismo de acción de las M-TK para determinar si su toxicidad mediada por ROS implica dianas intracelulares específicas.
Estos hallazgos confirman la viabilidad de estudiar los efectos de estos compuestos en vertebrados completos, ya que los M-TK fueron bien tolerados por el pez cebra y parecieron atacar selectivamente a las células en división.
