Klastery boru – niezwykłe cząsteczki w walce z nowotworami

W Instytucie Immunologii i Terapii Doświadczalnej PAN im. Ludwika Hirszfelda we Wrocławiu trwają prace nad wykorzystaniem pochodnych klasterów boru jako potencjalnych leków przeciwnowotworowych.

Prace są prowadzone w Zintegrowanym Laboratorium Neolek – Doświadczalnej Onkologii i Innowacyjnych Technologii.

Badania nad związkami boru zapoczątkował Alfred Stock w 1912 r. Ich intensywny rozwój rozpoczął się pod koniec lat 40. XX w., gdy rozpatrywano militarne zastosowanie tych związków. Obecnie bogata grupa stabilnych, wielościennych klasterów boru znajduje coraz liczniejsze niemilitarne zastosowania.

Klastery boru są związkami o nietypowej, klatkowej strukturze przestrzennej oraz unikalnych właściwościach chemicznych i biologicznych. Jako cząsteczki nieorganiczne wykazują wiele charakterystycznych cech nieobecnych w ich organicznych, węglowych odpowiednikach. W efekcie syntezy cząsteczek hybrydowych, zawierających oba typy struktur – organiczne biocząsteczki i nieorganiczne klastery boru – można otrzymać molekuły o dotychczas niespotykanych właściwościach oraz potencjalnie nowych zastosowaniach.

– W projekcie proponujemy zastosowanie klasterów boru jako czynników modyfikujących właściwości stosowanych klinicznie leków, w tym przeciwnowotworowych. Dzięki takiemu podejściu możemy śledzić wpływ klastera na aktywność leków oraz ich mechanizm działania. Pozwoli to na formułowanie ogólnych wniosków dotyczących wpływu klastera boru na określone systemy biologiczne. Dodatkowo cząsteczka o charakterze leku sprzężona z klasterem boru może w wyniku tego połączenia uzyskać nowe, niespotykane właściwości terapeutyczne – wyjaśnia kierownik projektu dr Tomasz Goszczyński. – Tego typu doświadczenia przeprowadziliśmy z zastosowaniem terapeutycznego peptydu – tymozyny beta 4. W medycynie znajduje on zastosowanie m.in. w leczeniu trudno gojących się ran oraz regeneracji tkanek. Chemiczne przyłączenie klastera boru do tymozyny powoduje korzystną zmianę jego dystrybucji w organizmie oraz znaczne nasilenie efektu terapeutycznego – dodaje naukowiec.

Ponadto klastery boru są strukturami abiotycznymi – w organizmach żywych nie ma enzymów mogących transportować czy metabolizować te struktury. W konsekwencji oporność na działanie związków zawierających w swojej strukturze klaster boru może zostać ograniczona lub nawet wyeliminowana. Zjawisko lekooporności, czyli braku lub utraty wrażliwości komórek na leki, należy do najważniejszych przyczyn niepowodzeń terapii wielu chorób.

Tego typu badania mogą się przyczynić do odkrycia nowych substancji aktywnych biologicznie oraz innowacyjnych leków w niedalekiej przyszłości. Projekt „Nowe strategie w terapii nowotworów – bionieorganiczne koniugaty cytostatyków i klasterów boru” jest realizowany z grantu Narodowego Centrum Nauki. (2016/23/D/NZ1/02611)

Joanna Laskowska