常规癌症治疗通常通过诱导细胞凋亡，即癌细胞的程序性死亡来发挥作用。然而，许多肿瘤细胞可以发展出逃避凋亡的机制，从而使这些治疗效果降低。一个研究团队现在引入了一种新的方法，通过一种被称为铁死亡的过程导致癌细胞死亡。
在一个突破性的成就中，博胡姆的一个团队创造了一种能够在癌细胞中诱导铁死亡的化合物，这是一种独特的细胞死亡类型。这个发现可能导致新的癌症药物的创造。
传统上，癌症治疗旨在触发细胞凋亡，即肿瘤细胞的程序性死亡。不幸的是，肿瘤细胞往往会找到规避这一过程的方法，这降低了这些药物的效果。德国鲁尔大学博胡姆的一个研究小组最近在期刊《应用化学》中发表了他们的研究结果，详细说明了一种新的机制，可以有效导致癌细胞通过铁死亡方式死亡。这种相对较新的程序性细胞死亡形式仅在2010年代被确定。博胡姆团队开发了一种金属络合物，在细胞培养和小规模肿瘤模型中确认其有效性，并阐明了其基本化学过程。他们的发现于2024年8月13日在线发布。
该研究是在约翰内斯·卡尔格斯博士的药物无机化学实验室内进行的，合作人员包括博士生尼古拉斯·蒙特斯德奥卡和本科生卢卡斯·约翰卡赫特与艾莉扎维塔·埃法诺娃，并在鲁尔大学博胡姆的医学成像中心得到了贾奎琳·海宁-维勒博士的协助。
两种程序性细胞死亡形式
在程序性细胞死亡中，特定信号分子激活细胞自我毁灭路径，从而实现受控的细胞死亡。这个过程对于消除损伤细胞或调节各种组织中的细胞数量至关重要。虽然细胞凋亡是一种成熟的程序性细胞死亡形式，但铁死亡是一种新机制，其特征是脂质过氧化物的积累，通常由铁促进，因此名称源自拉丁语的“ferrous”（意为铁）。
“在我们寻找标准化疗药物作用机制替代品的过程中，我们专门针对一种能够诱导铁死亡的化合物，”约翰内斯·卡尔格斯解释道。他的团队合成了一种含钴金属络合物，该络合物在细胞的线粒体中集中，产生反应性氧种，特别是羟基自由基。这些自由基攻击多不饱和脂肪酸，导致脂质过氧化物的积累，从而启动铁死亡。这使博胡姆团队成为第一个专门旨在诱导铁死亡的钴络合物的创造者。
在合成微肿瘤上的有效性验证
博胡姆的研究人员测试了多种癌细胞系，发现钴络合物能够有效诱导肿瘤细胞中的铁死亡。此外，这种化合物抑制了人工合成的微肿瘤的生长。
“我们对开发诱导铁死亡的金属络合物作为癌症治疗的新途径表示乐观，”约翰内斯·卡尔格斯对他们的研究表示，同时也指出面对的挑战：“然而，在我们的研究可以转化为实际药物之前，还有很长的路要走。”钴络合物首先必须在动物实验和临床试验中证明其有效性。此外，该化合物目前缺乏选择性，会影响肿瘤和健康细胞。研究人员需要设计一种方法，将钴络合物专门输送到仅靶向肿瘤细胞，而不会损害健康组织。
资金支持
约翰内斯·卡尔格斯受到化学工业基金的利比希奖学金、阿芬提斯基金会的生命科学桥接奖以及2024年保罗·埃尔利希与路德维希·达姆施泰特早期职业奖的支持。
