Поиск эффективных противоопухолевых препаратов, превосходящих существующие, такие как цисплатин, продолжается. Особое внимание уделяется золоту из-за его уникальной электронной структуры, позволяющей вступать в тонкие взаимодействия с биологическими молекулами. Однако до недавнего времени было мало информации о биологическом поведении, стабильности и клеточных мишенях противоопухолевых комплексов золота (III).
Французская исследовательская группа впервые изучила распределение и химические превращения (специацию) специфического типа органозолотых (III) комплексов внутри раковых клеток. Целью работы, опубликованной в журнале Angewandte Chemie International Edition, было выяснить, как специально разработанные органозолотые соединения могут открыть новые пути в лечении рака.
В исследовании участвовали ученые Бенуа Бертран, Мишель Сальмен, Сильвен Боик и Жан-Луи Аземанн, представляющие Университет Сорбонна, Университет Гренобль Альпы, Национальный центр научных исследований Франции (CNRS), Национальный институт здравоохранения и медицинских исследований (INSERM) и Европейский центр синхротронного излучения (ESRF).
Для изучения реакционной способности комплексов, их активности и локализации внутри клеток использовались передовые методы, основанные на синхротронном рентгеновском излучении. Синхротронная крио-рентгеновская наноаналитика позволила картировать элементы, включая золото, в замороженных клетках рака легких с нанометровым разрешением. Этот метод не требует маркировки, что позволяет изучать клетки в состоянии, близком к естественному.
Дополнительно применялись методы рентгеновской абсорбционной спектроскопии. Они предоставили информацию о валентности, геометрии и степени окисления атома золота внутри комплекса непосредственно в клеточной среде. Это позволило точно определить, в какой химической форме золото существует внутри раковых клеток.
Исследователи сосредоточились на катионных бифенильных комплексах золота (III) определенной структуры, общей формулой [(C^C)Au(P^P)]+, где атом золота связан с двумя атомами углерода (первый лиганд) и двумя атомами фосфора (второй лиганд). В качестве вспомогательных лигандов использовались арильные, алкильные и дифосфиновые группы.
Наиболее активным среди изученных соединений оказался бифенильный комплекс золота (III) с лигандом 1,2-дифенилфосфиноэтаном, известный как "dppe комплекс». Было установлено, что эти комплексы золота (III) стабильны как в бесклеточной среде, так и внутри клеток рака легких. Они не восстанавливались до золота (I) или металлического золота и не теряли свои лиганды для образования новых связей.
Все изученные комплексы продемонстрировали токсичность по отношению к опухолевым клеткам, причем dppe комплекс показал наивысшую активность. Ключевым открытием стало то, что этот наиболее активный комплекс избирательно накапливается в митохондриях – энергетических станциях клетки. Локализация была точно определена именно в клетках рака легких.
Полученные данные указывают, что противоопухолевый эффект обусловлен взаимодействием интактного катионного комплекса [(C^C)Au(P^P)]+ с биологическими молекулами в митохондриях, что приводит к нарушению их функций. Это отличает механизм действия данных соединений от других комплексов золота, которые часто действуют через прямое координирование атома золота после потери лигандов или восстановления.
Таким образом, исследование устанавливает прямую связь между химической структурой, реакционной способностью, клеточным поведением (специацией) и цитотоксичностью этих органозолотых (III) комплексов. Результаты показывают, что целенаправленный дизайн таких соединений открывает перспективные возможности для разработки новых стратегий борьбы с раком легких путем воздействия на митохондрии.
Изображение носит иллюстративный характер
Французская исследовательская группа впервые изучила распределение и химические превращения (специацию) специфического типа органозолотых (III) комплексов внутри раковых клеток. Целью работы, опубликованной в журнале Angewandte Chemie International Edition, было выяснить, как специально разработанные органозолотые соединения могут открыть новые пути в лечении рака.
В исследовании участвовали ученые Бенуа Бертран, Мишель Сальмен, Сильвен Боик и Жан-Луи Аземанн, представляющие Университет Сорбонна, Университет Гренобль Альпы, Национальный центр научных исследований Франции (CNRS), Национальный институт здравоохранения и медицинских исследований (INSERM) и Европейский центр синхротронного излучения (ESRF).
Для изучения реакционной способности комплексов, их активности и локализации внутри клеток использовались передовые методы, основанные на синхротронном рентгеновском излучении. Синхротронная крио-рентгеновская наноаналитика позволила картировать элементы, включая золото, в замороженных клетках рака легких с нанометровым разрешением. Этот метод не требует маркировки, что позволяет изучать клетки в состоянии, близком к естественному.
Дополнительно применялись методы рентгеновской абсорбционной спектроскопии. Они предоставили информацию о валентности, геометрии и степени окисления атома золота внутри комплекса непосредственно в клеточной среде. Это позволило точно определить, в какой химической форме золото существует внутри раковых клеток.
Исследователи сосредоточились на катионных бифенильных комплексах золота (III) определенной структуры, общей формулой [(C^C)Au(P^P)]+, где атом золота связан с двумя атомами углерода (первый лиганд) и двумя атомами фосфора (второй лиганд). В качестве вспомогательных лигандов использовались арильные, алкильные и дифосфиновые группы.
Наиболее активным среди изученных соединений оказался бифенильный комплекс золота (III) с лигандом 1,2-дифенилфосфиноэтаном, известный как "dppe комплекс». Было установлено, что эти комплексы золота (III) стабильны как в бесклеточной среде, так и внутри клеток рака легких. Они не восстанавливались до золота (I) или металлического золота и не теряли свои лиганды для образования новых связей.
Все изученные комплексы продемонстрировали токсичность по отношению к опухолевым клеткам, причем dppe комплекс показал наивысшую активность. Ключевым открытием стало то, что этот наиболее активный комплекс избирательно накапливается в митохондриях – энергетических станциях клетки. Локализация была точно определена именно в клетках рака легких.
Полученные данные указывают, что противоопухолевый эффект обусловлен взаимодействием интактного катионного комплекса [(C^C)Au(P^P)]+ с биологическими молекулами в митохондриях, что приводит к нарушению их функций. Это отличает механизм действия данных соединений от других комплексов золота, которые часто действуют через прямое координирование атома золота после потери лигандов или восстановления.
Таким образом, исследование устанавливает прямую связь между химической структурой, реакционной способностью, клеточным поведением (специацией) и цитотоксичностью этих органозолотых (III) комплексов. Результаты показывают, что целенаправленный дизайн таких соединений открывает перспективные возможности для разработки новых стратегий борьбы с раком легких путем воздействия на митохондрии.
