Une représentation schématique du mécanisme d'action des nœuds de trèfle métal-organique. Internalisé via un mécanisme actif, dans l'environnement acide des cellules cancéreuses, les nœuds se désagrègent et déclenchent une toxicité via la formation d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). Crédit :Jumaanah Alhashemi
Des chercheurs du programme de chimie de NYU Abu Dhabi (NYUAD) et des collègues du programme de biologie de l'Université ont développé et étudié l'activité biologique de cinq nouveaux, molécules nouées hybrides métal-organiques, appelés nœuds trilobés métallo-organiques (M-TK). Ces molécules peuvent efficacement livrer des métaux aux cellules cancéreuses, démontrant le potentiel d'agir comme une nouvelle catégorie d'agents anticancéreux.
Dans une étude publiée dans la revue Sciences chimiques , Les chercheurs de NYUAD Farah Benyettou et Thirumurugan Prakasam du groupe de recherche Trabolsi, dirigé par le professeur agrégé de chimie NYUAD Ali Trabolsi, rapportent que ces nanométriques, Les M-TK hydrosolubles ont montré une puissance élevée in vitro contre six lignées cellulaires cancéreuses et in vivo dans des embryons de poisson zèbre. Des études liées au poisson-zèbre ont été réalisées par l'associée postdoctorale de la NYUAD, Anjana Ramdas Nair, du Sadler Lab.
Les M-TK, généré par auto-assemblage sur matrice métallique d'une simple paire de ligands chélatants, étaient bien tolérés in vitro par les cellules non cancéreuses mais étaient significativement plus puissants que le cisplatine, un médicament de chimiothérapie courant, dans les cellules cancéreuses humaines, y compris celles qui étaient résistantes au cisplatine, et dans les embryons de poisson zèbre. Dans les cellules cultivées, Les M-TK introduisent des espèces réactives de l'oxygène (ROS) qui endommagent les mitochondries des cellules cancéreuses, mais pas l'ADN nucléaire ou la membrane plasmique.
"La cytotoxicité et la large portée de la variation structurelle des M-TK indiquent le potentiel des nœuds métal-organiques synthétiques en tant que nouveau domaine de l'espace chimique pour la conception et le développement pharmaceutiques, " a déclaré Trabolsi. " Il y a des promesses importantes pour le développement de nouvelles thérapies contre le cancer qui peuvent compléter les options de chimiothérapie existantes qui sont actuellement utilisées pour traiter près de la moitié de tous les patients cancéreux subissant une chimiothérapie. "
Une illustration de la façon dont ces molécules organo-métalliques nouées sont internalisées par une cellule cancéreuse, déclencher une activité biologique que la cellule cancéreuse ne peut pas gérer et résister, provoquant sa mort (la cellule cancéreuse). Crédit :Jumaanah Alhashemi
Les M-TK synthétisés par le chercheur scientifique de la NYUAD Thirumurugan Prakasam du groupe de recherche Trabolsi ont été trouvés, dans de nombreux cas, avoir une plus grande puissance que ce qui a été précédemment rapporté dans le cisplatine et d'autres complexes métalliques, explique NYUAD Research
La scientifique Farah Benyettou. Les principales voies d'administration étaient la macropinocytose et l'endocytose médiée par la cavéoline et la clathrine, qui sont toutes plus actives dans les cellules cancéreuses que dans les cellules normales. Le cisplatine et d'autres petites molécules pénètrent les cellules par diffusion, qui est moins sélectif du cancer in vitro. Les chercheurs émettent l'hypothèse que les molécules qu'ils ont développées sont moins toxiques pour les cellules saines car elles sont moins internalisées.
Dans la prochaine étape de développement des M-TK, les efforts de recherche se concentreront sur le mécanisme d'action des M-TK pour déterminer si leur toxicité induite par les ROS implique des cibles intracellulaires spécifiques.
Ces résultats confirment la viabilité de l'étude des effets de ces composés sur des vertébrés entiers, car les M-TK étaient bien tolérées par le poisson zèbre et semblaient attaquer sélectivement les cellules en division.
