Co można uzyskać dzięki wynalazkowi

Celem wynalazku jest uzyskanie nowego, skutecznego związku o właściwościach przeciwnowotworowych oraz o niskiej toksyczności dla komórek prawidłowych.

Istota wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pochodna pirydokarbazolu i sposób wytwarzania nowej pochodnej pirydokarbazolu o nazwie chemicznej 5,6-dimetylo-9-metoksy-1-(1-metylo-4-nitropirazolo-5-yl)-6H-pirydo[4,3-b]karbazol.
Nowa pochodna wykazuje aktywność cytostatyczną, cytotoksyczną i jest planowana do potencjalnego zastosowania do leczenia chorób nowotworowych. Charakterystyczną cechą nowej cząsteczki jest jej selektywność działania w stosunku do komórek nowotworowych. Poszukiwanie nowych, skutecznych terapii przeciwnowotworowych jest nadal jednym z kluczowych wyzwań współczesnej medycyny. Jednak jednym z większych problemów w znalezieniu nowego, skutecznego leku jest jego selektywność w działaniu. My postawiliśmy sobie dwa pytania: co wiemy i czym zdrowa komórki różni się od nowotworowej?
Wiemy, że naturalnymi cytostatykami są między innymi oliwacyna i eliptycyna. Związki te wykazują silną aktywność przeciwnowotworową, a ich pochodne skutecznie hamują wzrost komórek nowotworowych, także komórek wykazujących wielolekową oporności na cytostatyki lub wpływają na funkcje białka p53 odgrywającego kluczową rolę w zapobieganiu kancerogenezie. Jednak, powyższe alkaloidy nie znalazły zastosowania w lecznictwie z uwagi na istotne ograniczenia jak: mała rozpuszczalność w wodzie czy niepożądane efekty uboczne. Dlatego też, rozpoczęliśmy poszukiwania pochodnych oliwacyny i eliptycyny, które będą miały małą toksyczność dla komórek prawidłowych, ale również większą selektywność w stosunku do komórek nowotworowych.
Jedną z charakterystycznych cech guza nowotworowego jest panująca w nim hipoksja (niedobór tlenu), związana z jego słabszym ukrwieniem. W przypadku otrzymanej nowej pochodnej pirydokarbazolu przyjmuje się, że procesy bioredukcji tego związku w środowisku słabo ukrwionym, a co za tym idzie – ubogim w tlen- prowadzić mogą do powstania (lokalnie, w tkance guza) aktywnego cytostatycznie produktu reakcji bioredukcji.
Otrzymana pochodna, wykazuje aktywności: cytostatyczną, polegającą na hamowaniu wzrostu komórek nowotworowych, oraz cytotoksyczną, polegającą na zmniejszeniu żywotności komórek nowotworowych w warunkach hipoksji (O2: 5%, 2% i 1%). Działanie zostało potwierdzone in vitro na trzech nowotworowych liniach ciągłych: CCRF/CEM (białaczka T limfocytarna), A-549 (gruczolakorak płuc), MCF-7 (gruczolakorak piersi). Nowo syntetyzowana pochodna pirydokarbazolu wykazuje relatywnie słabe działanie w stosunku do trzech linii komórek nowotworowych w hodowli z normalną zawartością tlenu – normoksja (20% O2).
Wyniki pokazują, że aktywność cytostatyczna badanej pochodnej w hodowlach w warunkach hipoksji była znacznie zwiększona w porównaniu z jej działaniem w warunkach normalnej prężności tlenu.
Oceniono również wpływ badanej pochodnej na żywotność komórek prawidłowych – fibroblastów skórnych, zarówno w hodowlach w warunkach hipoksji jak i w hodowlach o normalnej prężności O2. Uzyskane wyniki pokazały, że otrzymana pochodna wykazuje znacznie zwiększoną aktywność cytostatyczną i cytotoksyczną na komórki nowotworowe w warunkach hipoksji, przy słabym działaniu cytostatycznym i cytotoksycznym w hodowlach komórek w normalnej prężności tlenu (normoksji).
W związku z tym, można stwierdzić, że badany związek działa na komórki nowotworowe, będzie zaś znacząco mniej toksyczny dla prawidłowych komórek, a zatem dobrze spełnia wymagania stawiane związkom przeciwnowotworowym.

Potencjał komercjalizacji

Uzyskany związek ma szanse na zastosowanie w terapii nowotworów. Wstępne wyniki wskazują na wysoką toksyczność w stosunku do komórek linii nowotworowych i niską toksyczność dla komórek prawidłowych. Wcześniejsze badania pokazały, że związki z tej grupy hamują proliferacje komórek nowotworowych wykazujących cechy oporności na cytostatyki i posiadających uszkodzony/ zmutowany gen TP53. Oczekuje się, że także badana nowa pochodna pirydokarbazoli będzie okazywać te korzystne cechy aktywności biologicznej. Niska toksyczność nowego związku w stosunku do komórek prawidłowych przy, jednocześnie, znacznej toksyczności dla komórek nowotworowych rokuje nadzieje na poprawę efektywności leczenia onkologicznych. Dodatkowo, stwierdzona aktywność badanego związku w warunkach hipoksji stwarza szansę skutecznej eliminacji nowotworowych komórek macierzystych, które są przyczyną ponownego wzrostu guza nowotworowego, nawrotu choroby.