Dans le cadre de leurs efforts pour trouver des moyens de minimiser les effets secondaires des médicaments pour le traitement du cancer, quatre chimistes de RIKEN ont trouvé un moyen biocompatible de convertir des composés à faible activité biologique en médicaments anticancéreux au niveau des tumeurs1.

La chimiothérapie est l'une des nombreuses stratégies de traitement du cancer. Cependant, de nombreux médicaments de chimiothérapie produisent des effets secondaires indésirables, car en plus d'attaquer les cellules cancéreuses, ils causent des dommages collatéraux aux cellules saines. Une stratégie pour minimiser les effets secondaires consiste à utiliser un promédicament, un composé inactif qui est converti en un médicament actif lors d'une réaction chimique sur le site cible. Pour usage clinique, les promédicaments et la réaction pour synthétiser le médicament libre doivent être biocompatibles et se produire au site souhaité.

Maintenant, Katsunori Tanaka, Tsung-Che Chang, Kenward Vong et Tomoya Yamamoto, le tout au Laboratoire de chimie synthétique biofonctionnelle RIKEN, ont mis au point une voie biocompatible pour produire des médicaments à base de phénanthridinium.

L'équipe RIKEN a initialement utilisé un complexe d'or (I) comme catalyseur pour former les médicaments, qui ont été efficaces pour tuer les cellules cancéreuses en laboratoire. Cependant, dans des conditions physiologiques, le complexe d'or(I) et le métabolite, glutathion, a subi une réaction qui a fait perdre au catalyseur d'or son activité catalytique.

Pour rendre cette stratégie de prodrogue biocompatible, Tanaka et ses collègues ont protégé le catalyseur d'or du glutathion en enfermant le catalyseur dans la protéine albumine sérique humaine.

"La métalloenzyme artificielle d'or agit comme un déclencheur pour activer le promédicament afin que le médicament actif soit synthétisé par hydroamination, " explique Tanaka. " L'hydromination n'est catalysée par aucune enzyme naturelle connue, et ainsi le promédicament ne devrait devenir actif que dans des conditions physiologiques lorsqu'il est catalysé par la métalloenzyme artificielle d'or."

Les chercheurs ont découvert que la métalloenzyme artificielle d'or à base d'albumine protège l'activité catalytique du catalyseur d'or lié des biomolécules telles que le glutathion et les lysats cellulaires, et réduit la cytotoxicité du catalyseur à l'or. Lorsqu'il est enfermé dans de l'albumine, la synthèse du médicament médiée par l'or s'est produite in vitro même en présence de niveaux relativement élevés de glutathion. "La métalloenzyme artificielle d'or permet à une réaction organique de synthétiser des médicaments dans un environnement biologique, " dit Tanaka.

Afin de traduire cette stratégie de prodrogue à la clinique, les chercheurs envisagent de combiner la métalloenzyme artificielle avec un système d'administration de médicaments basé sur la glycoalbumine qui a été précédemment développé par l'équipe RIKEN.

"Nous espérons que cette métalloenzyme artificielle d'or glycosylée sera capable de réaliser la synthèse de médicaments localement dans les tissus tumoraux, tout en minimisant les interactions médicamenteuses inutiles avec les tissus sains, " dit Tanaka.