Zelforganiserende anti-kankermoleculen in de maak

Zelforganiserende anti-kankermoleculen in de maak

Moleculen zo ontwerpen dat ze uit zichzelf grotere moleculen vormen die giftig zijn voor kankercellen. Dat is het recente werk van chemici van de Universiteit van Warwick.

De structuur van de moleculen is vergelijkbaar met die van peptiden die in ons lichaam kanker en infecties bestrijden, zoals het bekende eiwit p53 dat onbeperkte celdeling voorkomt. De chemici die de anti-kankermoleculen ontwikkelden werken bij de Universiteit van Warwick uit het Verenigd Koninkrijk; hoogleraar Peter Scott leidde het onderzoek. Uit de eerste resultaten blijkt dat de kunstmatige peptiden menselijke kankercellen van de dikke darm konden uitschakelen. Althans, in tests in het laboratorium. De resultaten stonden deze week in het vakblad Nature Chemistry.

Zelfassemblage

Peptiden, moleculen bestaande uit een klein aantal aminozuren, zijn in opkomst als medicijn tegen kanker en infecties. Het maken van peptiden bleek niet altijd even makkelijk, maar het zijn vooral de kosten die de ontwikkeling van grote hoeveelheden remmen. Traditionele peptiden zijn al ingezet als medicijn, maar ook dat ging niet zonder problemen. De biochemische verdedigingslinie van het lichaam neutraliseert de peptiden vaak al voor ze hun werk kunnen doen.

Het Britse team komt nu met een simpele, praktische manier om kunstmatig peptiden te maken. Hun methode berust op chemische zelfassemblage: moleculen die zich spontaan organiseren tot een groter geheel, een peptide in dit geval. Om dat voor elkaar te krijgen worden de losse moleculen op de computer op een bepaalde manier ontworpen. Hierdoor liggen de instructies voor de assemblage tot peptide gecodeerd in de ontworpen moleculen.

De zelfassemblage werkt dan als volgt. De onderzoekers mixten een aantal organische chemische stoffen, nodig voor het vormen van een peptide, met ijzerchloride in een oplosmiddel. Dat oplosmiddel is bijvoorbeeld water of methanol. In water vormen de losse, organische moleculen sterke bindingen met elkaar en vouwen zichzelf samen tot een helix: de 3D-structuur van de meeste natuurlijke peptiden. Verwijder het oplosmiddel en voilà: wat overblijft zijn kunstmatige peptiden in de vorm van kristallen. Het proces neemt slecht een paar minuten in beslag. Dure apparaten zijn niet nodig.

Kankercellen

“De hierbij betrokken chemie is net als Legostenen in een zak stoppen, even schudden, en dan zien dat je een model van de Death Star hebt gemaakt”, zegt Scott in een persbericht (je weet wel, dat ruimtestation uit Star Wars [red.]). “Het ontwerp om dat te bereiken vergt nadenken en computerkracht, maar zodra je het hebt uitgewerkt kan de methode gebruikt worden om een hoop ingewikkelde moleculaire objecten te maken.”

“We hoeven geen ingewikkelde scheidingsmethoden toe te passen, en in tegenstelling tot een model bouwen met een legokist blijven er hier geen mysterieuze stukjes over. Het mooie is dat deze grote moleculen zichzelf assembleren. De natuur gebruikt deze manier constant om ingewikkelde assymetrische moleculen als eiwitten te maken, maar het kunstmatig nadoen is een grote uitdaging”, aldus Scott.

Tot zover testte het team hun peptiden in het laboratorium met succes op dikke darmkankercellen, waarvan de celcyclus verstoord raakte. Voor menselijke borstkankercellen bleken de peptiden wat minder giftig te zijn; ze werken blijkbaar erg selectief. In verder onderzoek gaat het team de peptiden en hun anti-kankerwerking verder onder de loep nemen. Dat blijft voorlopig gebonden aan het lab; klinische studies zijn nog niet in zicht.

Bron:

Alan D. Faulkner e.a., ‘Asymmetric triplex metallohelices with high and selective activity against cancer cells’, Nature Chemistry, online publicatie op 3 augustus 2014.

Dit nieuwsbericht verscheen 7 augustus 2014 op Kennislink

Reageer