Molekula može sve – ako je osmisli i domisli, i dakako sintetizira, vješt kemičar. Pa i djelovati na dva sasvim različita načina protiv raka.
Ako bismo htjeli najkraće reći što treba očekivati od lijeka (bilo kojeg), onda bi to bilo da što bolje djeluje protiv uzročnika bolesti, a što manje protiv bilo čega drugog. Pozitivna i negativna djelovanja lijekova međusobno su povezana, jer što su blaže nuspojave, ili – češći slučaj – što one pri višim dozama nastupaju, djelovanje lijeka će biti jače jer će se on, logično, moći davati u većim dozama, a to znači da će biti djelotvorniji. Još je bolje ako lijek djeluje samo u onom dijelu tijela, u bolesnom organu ili tkivu, kojemu je namijenjen. Lijek bi trebao biti neaktivan sve dok ne stigne tamo gdje treba. Riječ je, da se poslužim popularnim nazivom, o „pametnom“ (smart) lijeku.
I evo još jednog takvog. Njega su priredili i ispitali kineski znanstvenici te svoje rezultate objavili u časopisu Matter pod naslovom „Engineering a theranostic platform for synergistic hypoxia-responsive photodynamic therapy and chemotherapy“. Što možemo uočiti u tom dugom naslovu (pre)punom stručnih riječi? Očito je riječ o sinergističkom (synergistic) učinku fotodinamske terapije (photodynamic therapy) i kemoterapije (chemotherapy), a sve opet u vezi s hipoksijom, dakle nedostatkom kisika u tkivu.
Da bismo razmrsili gordijski čvor naslova, trebamo poći od kemije. O kakvoj se to „teranostičkoj platformi“ (terapijskoj i dijagnostičkoj) radi?
Riječ je o kemijskom spoju podugog imena koje se krati s DHQ-Cl-Azo. Zbog obilja naizmjeničnih (konjugiranih) jednostrukih i dvostrukih veza, i još nekih strukturnih karakteristika u objašnjenje kojih ne bih ulazio, DHQ-Cl-Azo apsorbira blisko infracrveno zračenje (NIR) frekvencije 660 nm. No to nije sve: NIR aktivira molekulu DHQ-Cl-Azo te ona pobuđuje molekule kisika, O2, prevodeći ih iz spinskog stanja 3O2 u stanje 1O2. Te molekule potom, razumije se, razaraju tkivo. Koje tkivo?
Tkivo koje je osvjetljeno infracrvenim zračenjem LED diode, tumorsko tkivo.
To bi bilo prvo, fotodinamsko djelovanje, fotodinamska terapija (PDT). A drugo djelovanje?
Do drugog djelovanja dolazi tek kada DHQ-Cl-Azo uđe dublje u tumorsko tkivo. U tom tkivu ima malo kisika, ono se nalazi u stanju hipoksije. Fotodinamski lijek više ne može djelovati jer, rekli smo, za njegovo je djelovanje potreban kisik. No u takvim, hipoksičnim tkivima djeluje azoreduktaza, enzim koji cijepa azdinu vezu -N=N-, ili točnije, reducira je u amin, -NH2. Rezultat enzimskog djelovanja je cijepanje molekule na dva dijela, na molekulu DHQ-Cl i molekulu Azo (Drug). To je kemoterapeutik, derivat dušičnog iperita, CH3CH2N(CH2CH2Cl)2. Drug uništava tumor iznutra kao što ga DHQ-Cl-Azo uništava izvana. No ni ono što je preostalo od početne molekule, a to je DHQ-Cl, nije beskorisno.
Molekula DHQ-Cl, za razliku od DHQ-Cl-Azo, fluorescira pa se po tome može dijagnosticirati (drugi dio pridjeva teranostičan!) gdje se nalazi tumor. Pokusi na kulturi neosvjetljenih stanica tumora jetre 4T1 su pokazali da drugi dio terapije djeluje: stanicama koje su rasle na zraku (21 % kisika) DHQ-Cl-Azo nije naštetio, za razliku od stanica koje su rasle u hipoksičnoj atmosferi sa samo 1 % O2. Da su u igri oba mehanizma, pokazao je pokus u kojem su stanice izlagali različitim koncentracijama (0, 2, 4, 6, 8 i 10 μmol/L) novoga lijeka: više koncentracije imale su veći učinak i to posebice kada su stanice bile osam minuta izložene infracrvenom zračenju. A što su pokazali pokusi na životinjama?
Sedam dana nakon što su miševima injektirane tumorske stanice 4T1, počelo ih se liječiti novim lijekom. Mjerenja veličine tumora jasno su pokazala: dok je kod neliječenih životinja (control) tumor rastao sve dok 20. dana nije narastao na volumen od 1500 mm3, kod životinja propisno liječenh DHQ-Cl-Azo i zračenjem, veličina tumora čak se malo smanjila. Liječenje upotrebom samo kemoterapijskog lijeka (drug) ili DHQ-Cl-Azo bez osvjetljavanja također je vodilo do usporavanja rasta tumora, no ipak ne toliko kao pri punoj terapiji, a to znači davanjem DHQ-Cl-Azo uz upotrebu infracrvenog zračenja.
Sve to budi nadu u konačnu pobjedu nad rakom, bolešću koja (u svim oblicima) svake godine u svijetu uzrokuje smrt 10 milijuna ljudi. I još više: umjesto Azo na molekulu DHQ-Cl mogle bi se vezati i druge molekule, ne nužno one koje djeluju protiv raka.
