Le projet d'un laboratoire de l'Université Rice de fabriquer de meilleures étiquettes fluorescentes s'est transformé en une méthode pour tuer les tumeurs. Changer un atome dans la balise fait l'affaire.
Le chimiste du riz Han Xiao et ses collègues ont découvert que le remplacement d'un seul atome d'oxygène par un atome de soufre dans un fluorophore commun le transformait en une molécule photosensibilisante. Lorsqu'elle est exposée à la lumière, la molécule génère des espèces d'oxygène réactif (ROS) qui détruisent les cellules cancéreuses du sein en laboratoire.
L'étude menée par les co-auteurs principaux Juan Tang et Lushun Wang, tous deux chercheurs postdoctoraux de Rice, apparaît dans la revue phare de la Royal Society of Chemistry Science chimique.
Cette méthode de thérapie photodynamique est déjà utilisée, car les molécules déclenchées par la lumière sont connues pour générer des ROS cytotoxiques. La plupart des photosensibilisateurs actuels nécessitent l'incorporation d'atomes lourds, mais ils sont difficiles et coûteux à synthétiser et restent toxiques dans l'obscurité, endommageant potentiellement les cellules saines, a déclaré Xiao.
Les composés en une étape du laboratoire Rice n'ont pas d'atomes lourds, produisent un rapport élevé de ROS lorsqu'ils sont déclenchés et s'éteignent lorsque la lumière est éteinte. Les divers fluorophores à base de thio du laboratoire absorbent la lumière dans les longueurs d'onde visibles dans le proche infrarouge qui pénètrent jusqu'à 5 millimètres dans les tissus.
Ce travail vient de notre étude précédente pour faire de meilleurs colorants fluorogènes. C'était une découverte totalement nouvelle, mais une fois que nous avons approfondi le mécanisme, nous avons constaté que nos fluorophores à base de thio peuvent conduire à une génération spectaculaire d'oxygène singulet lorsqu'ils sont excités par la lumière. C'est le vrai médiateur. «
Han Xiao, chimiste du riz
Pour les tests, les chercheurs ont combiné leurs photosensibilisateurs avec le trastuzumab, un anticorps utilisé pour cibler et traiter le cancer du sein précoce et avancé. La combinaison a montré une « cytotoxicité robuste » contre les lignées cellulaires HER2 positives (cancéreuses) mais presque aucune activité contre les cellules HER2 négatives.
Xiao a déclaré que les expériences ont montré que leurs photosensibilisateurs ciblaient à la fois les cellules cancéreuses monocouches et les sphéroïdes tumoraux multicellulaires. « Nous pensons qu'une grande application de ce photosensibilisateur sera les cancers de la peau », a-t-il déclaré. « Il devrait être facile pour la lumière de pénétrer les carcinomes basocellulaires à la surface. »
Les chercheurs ont noté que les cellules solaires, les applications photocatalytiques et la chimie organique pourraient bénéficier de leurs photosensibilisateurs.
La source:
Référence de la revue:
Tang, J., et al. (2020) Le remplacement d'un seul atome comme approche générale vers les photosensibilisateurs sans lumière visible / proche infrarouge sans atomes lourds pour la thérapie photodynamique. Science chimique. doi.org/10.1039/d0sc02286a.
