Los químicos de RIKEN han desarrollado un catalizador altamente activo capaz de sintetizar moléculas de fármacos dentro del cuerpo. En ratones, un fármaco anticancerígeno ensamblado cerca de los tumores utilizando el catalizador inyectado suprimió el crecimiento del tumor.

El artículo se publica en la revista Chemical Science. .

En los medicamentos convencionales administrados mediante inyección o píldora, la molécula activa del fármaco circula por todo el cuerpo, inundando no sólo el sitio objetivo sino también los tejidos sanos. Los efectos secundarios resultantes pueden ser tan graves que pueden causar daños permanentes y obligar a suspender el tratamiento.

El ensamblaje de moléculas de fármacos en sitios objetivo dentro del cuerpo podría hacerlos más efectivos y al mismo tiempo minimizar sus efectos secundarios.

"La síntesis directa de fármacos en el cuerpo permitiría que los fármacos trataran enfermedades sin causar efectos secundarios en los tejidos sanos", afirma Katsunori Tanaka, científico jefe del Laboratorio de Química Sintética Biofuncional de RIKEN. "Es por eso que necesitamos un sistema de biocatálisis biocompatible para realizar la síntesis de fármacos cerca de los sitios objetivo del cuerpo".

El equipo se centró en el ensamblaje de fármacos en el cuerpo mediante una reacción química catalítica llamada metátesis de olefinas. "La metátesis de olefinas es uno de los métodos más eficaces para construir dobles enlaces carbono-carbono para sintetizar fármacos", explica Tanaka. "Si pudiera funcionar en el cuerpo, debería permitirnos sintetizar muchos tipos diferentes de fármacos."

La mayoría de los catalizadores químicos son rápidamente desactivados por biomoléculas en el torrente sanguíneo. Para superar este problema, el equipo envolvió un catalizador de metátesis de olefinas a base de rutenio dentro de una proteína protectora llamada albúmina sérica humana.

El equipo de Tanaka había demostrado previamente que un complejo de cloruro de rutenio incrustado dentro de la albúmina sérica humana (formando un conjunto catalítico llamado metaloenzima artificial) era algo activo en la sangre. Ahora, han demostrado que cambiar a un complejo de yoduro de rutenio produce una metaloenzima artificial muy superior.

En bajas concentraciones de catalizador, el nuevo catalizador de yoduro de rutenio a base de albúmina (AlbRuI) catalizó tres tipos de reacciones de metátesis de olefinas en sangre con un alto rendimiento.

"AlbRuI también mostró una sólida estabilidad durante 24 horas en sangre", dice Tanaka. "Esto amplía la biocompatibilidad de las metaloenzimas artificiales y abre la puerta al desarrollo de metaloenzimas artificiales generales basadas en metales para reacciones catalíticas en la sangre".

El equipo también demostró que una dosis baja de AlbRuI contra el cáncer inhibía significativamente el crecimiento tumoral en ratones mediante la síntesis localizada de un fármaco antitumoral.

El equipo tiene la intención de ampliar el uso de su catalizador. "Esperamos utilizar AlbRuI para sintetizar una variedad de moléculas bioactivas", dice Tanaka. "Entonces podríamos utilizarlo para tratar no sólo el cáncer sino también otras enfermedades sin efectos secundarios".

Más información: Igor Nasibullin et al, Metátesis catalítica de olefinas en sangre, Ciencia química (2023). DOI:10.1039/D3SC03785A

Información de la revista: Ciencias químicas

Proporcionado por RIKEN