CIENCIA. Investigadores de CityU desarrollan una nueva terapia de fotooxidación para el tratamiento contra el cáncer

Investigadores de CityU desarrollan una nueva terapia de fotooxidación para el tratamiento contra el cáncer

 

Un equipo de investigación de CityU logró un avance significativo al inventar una nueva clase de fotooxidantes activados por infrarrojo cercano. Universidad de la ciudad de Hong Kong 

Un equipo de investigación dirigido por científicos de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityU) ha logrado un avance significativo al inventar una nueva clase de fotooxidantes activados por infrarrojo cercano que pueden matar eficazmente las células cancerosas sin necesidad de oxígeno. 

21 septiembre 2023.- Los fotooxidantes inducen una forma única de muerte de las células cancerosas que puede superar la resistencia de las células cancerosas. Los hallazgos ofrecen una nueva estrategia, denominada "terapia de fotooxidación", y proporcionan una dirección prometedora para el desarrollo de fármacos contra el cáncer.

La terapia fotodinámica, un enfoque innovador de tratamiento del cáncer, utiliza fotosensibilizadores para generar especies reactivas de oxígeno (ROS) que, cuando se irradian con luz, matan selectivamente las células cancerosas. Sin embargo, la mayoría de las terapias fotodinámicas existentes dependen de la presencia de oxígeno, mientras que los tumores cancerosos sólidos a menudo presentan un microambiente hipóxico con niveles muy bajos de oxígeno, lo que limita la eficacia terapéutica de este enfoque. 

Para abordar esta limitación, un equipo de investigación dirigido por el profesor Zhu Guangyu , en el Departamento de Química, y el profesor He Mingliang , en el Departamento de Ciencias Biomédicas (BMS) de CityU, descubrió un efecto llamado "fotooxidación mejorada por metales". Al conjugar metales como el platino con ligandos orgánicos fotosensibles, mejoraron significativamente la capacidad de fotooxidación. Este avance los llevó a desarrollar una nueva clase de fotooxidantes de platino (IV) activados en el infrarrojo cercano (fotooxidantes Pt (IV)) que pueden activarse mediante luz del infrarrojo cercano (NIR) para oxidar directamente biomoléculas y matar eficazmente. células cancerosas sin necesidad de oxígeno.

En sus experimentos, el equipo administró fotooxidantes Pt(IV) a ratones con tumores mediante inyección intravenosa. Cuatro horas más tarde, aplicaron radiación infrarroja cercana a los ratones para activar los fotooxidantes para atacar las células cancerosas. Los resultados demostraron una reducción significativa en el volumen y el peso del tumor del 89% y el 76%, respectivamente, lo que indica el potente efecto inhibidor de tumores de los fotooxidantes Pt(IV).

Sus datos experimentales muestran que después de que los fotooxidantes Pt(IV) que se acumularon en el retículo endoplasmático dentro de las células cancerosas fueron activados por radiación infrarroja cercana, oxidaron vigorosamente biomoléculas cruciales dentro de las células cancerosas sin requerir oxígeno, generando ROS, peróxidos lipídicos. y protones. Las ROS y los peróxidos lipídicos desencadenaron intensos estallidos oxidativos, mientras que los protones redujeron el valor del pH intracelular, creando un microambiente ácido desfavorable para las células cancerosas. 

Además, sus experimentos confirmaron que los fotooxidantes de Pt(IV) activan eficazmente el sistema inmunológico tanto en entornos in vitro como in vivo. Los fotooxidantes Pt(IV) desencadenaron la muerte celular inmunogénica, estimulando la proliferación y activación de las células inmunitarias. El número de células T colaboradoras y T asesinas, que son cruciales para desencadenar la respuesta inmune del cuerpo, en los ratones tratados con fotooxidantes Pt(IV) fotoactivados aumentó 7 y 23 veces, respectivamente, en comparación con el grupo de control.

Estos hallazgos sirven como prueba de concepto y sugieren que el desarrollo de fotooxidantes basados ​​en la fotooxidación mejorada con metales es una nueva dirección prometedora para el desarrollo de fármacos anticancerígenos a base de metales.

El equipo de investigación planea realizar estudios preclínicos para caracterizar completamente las propiedades químicas, biológicas y farmacéuticas de los fotooxidantes Pt(IV) recientemente inventados. Su objetivo final es identificar compuestos líderes para pruebas clínicas.

El artículo, titulado Near-infrared-activated anticancer platinum(IV) complexes directly photo-oxidize biomolecules in an oxygen-independent manner , se publicó en la revista científica Nature Chemistry . 

https://www.cityu.edu.hk/research/stories/2023/09/20/cityu-researchers-develop-novel-photo-oxidation-therapy-anticancer-treatment

Fuente: Deng, Z., Li, H., Chen, S. et al. Near-infrared-activated anticancer platinum(IV) complexes directly photooxidize biomolecules in an oxygen-independent manner. Nat. Chem. 15, 930–939 (2023). https://doi.org/10.1038/s41557-023-01242-w

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