EVERYTHING
Як повідомляє Today, дослідники з лабораторії професора хімії та біохімії Neal K. Devaraj із Університету Каліфорнії Сан-Дієго розробили метод TRACE (tetrazine release and activation by cellular enzymes). Цей інноваційний підхід спрямований на вирішення однієї з найбільших проблем сучасної медицини: неспецифічності дії лікарських засобів. Багато потужних препаратів, необхідних для лікування раку, є надто агресивними і можуть завдавати шкоди як злоякісним, так і здоровим клітинам.
Принцип біоортогональної хімії
Біоортогональна хімія — це процес, що дозволяє вводити хімічні реакції у живі системи для відстеження та маніпулювання клітинами в реальному часі без порушення природних біохімічних процесів. У цьому процесі дві спеціально розроблені молекули взаємодіють і «клікають» одна з одної, виконуючи хімічну реакцію. Одним із ключових інструментів у цій галузі є тетразин, який швидко реагує з партнерами.
Однак традиційні тетразинові реакції можуть бути неселективними, тобто вони можуть відбуватися в різних типах клітин. Щоб підвищити ефективність та забезпечити вишуканий просторовий контроль — коли реакція відбувається лише у клітині А, а не у клітині Б — лабораторія Devaraj створила молекулярні «клітки». Ці клітини інкапсулюють тетразин і запобігають його ранній активації.
«Програмування» хімії для цільової дії
Тетразин активується лише тоді, коли потрапляє на специфічний фермент, який надмірно експресується в клітинах-мішенях, наприклад, у ракових. Після активації тетразин швидко ініціює хімічну реакцію всередині цільової клітини. Дослідники вивчили різні структури тетразину, щоб визначити найшвидші темпи декапсуляції та реакційні часи.
Для подальшого покращення точності вони також використали конкуруючий скавенджер — молекулу, яка реагує з тетразином поза межами цільових клітин. Це фактично дозволяє «програмувати» хімію так, щоб вона працювала лише в одному типі клітини. За словами Neal K. Devaraj, це означає: «Ви можете, по суті, запрограмувати хімію у специфічних типах клітин».
Після підтвердження концепції дослідники застосували реальні ферменти, які надмірно експресуються при певних захворюваннях, разом із доксорубіцином (DOX) — потужним препаратом для лікування раку.
Цей метод відкриває шлях до створення наступного покоління цільових терапевтичних агентів та діагностичних інструментів, що забезпечить значно кращі результати для пацієнтів при мінімізації побічного впливу на здорові тканини.