pH-gevoelige iridiumcomplexen als katalytische antikankerverbindingen

Chemotherapie wordt gedefinieerd als het gebruik van chemicaliën om kankercellen te bereiken en te beschadigen. Op weg naar de tumor kunnen de medicijnen ook gezonde cellen aantasten. Zo is cisplatine, een veelgebruikt geneesmiddel dat bij klinische behandelingen wordt gebruikt, niet selectief en veroorzaakt het ongewenste neveneffecten zoals onder andere braken, koorts en verlies van gevoeligheid. Door deze effecten wordt de behandeling vaak stopgezet. Het is van groot belang om nieuwe medicijnen te vinden die selectief in de tumor kunnen worden geactiveerd voor effectievere behandelingen. Inzicht in het interactiemechanisme van nieuwe kandidaat-geneesmiddelen in de cel-nano-omgeving is de eerste stap om de kliniek te bereiken.

De groep van Ana Pizarro van IMDEA Nanociencia onderzoekt de werking van iridiumcomplexen als antikankerverbindingen. Deze potentiële metallodrugs kunnen 100 keer effectiever zijn dan cisplatine, misschien vanwege een nauwkeurige targeting van de cel mitochondriën, waardoor de effectieve dosis wordt verlaagd. De dodelijke werking van iridiumcomplexen is radicaal anders. Terwijl cisplatine nucleair DNA aanvalt, de structuur verandert en verhindert dat het repliceert, lijken iridium-metallodrugs transferhydrogeneringsreacties te katalyseren – dat wil zeggen, ze vergemakkelijken de overdracht van waterstofatomen tussen bepaalde moleculen, waardoor de redoxbalans in de kankercellen wordt verbroken en aangestuurd tot een zekere dood.

In hun studie, gepubliceerd in het ACS-tijdschrift Anorganische scheikundeSynthetiseerde de groep van Pizarro vier nieuwe iridiumcomplexen die stabiel waren bij pH 7. Voor twee van deze complexen blijkt de waterstofoverdracht in de cel aannemelijk te zijn, zoals blijkt uit cytotoxiciteitsexperimenten waarbij cellen samen worden geïncubeerd met onschadelijke hoeveelheden van een triggermolecuul voor de iridium katalytische reactie.

Deze katalytische reactie lijkt de overleving van de cel in gevaar te brengen. Bovendien tonen de auteurs aan dat efficiënte zure pH-activering ook mogelijk is. De resultaten openen de mogelijkheid om krachtige prodrugs te ontwerpen die activeerbaar zijn in de micro-omgeving van kankercellen, geneesmiddelen die hun werking op een katalytische manier kunnen uitoefenen, wat het grote potentieel van het “kettingontwerp” op iridium (III) halfsandwich-verbindingen benadrukt.