Universiteit Leiden

nl en

Met metalen en licht kankercellen doden

Op 21 maart gaf kersverse Vici laureaat Sylvestre Bonnet de laatste NGL-lezing van het seizoen. Meer dan 100 alumni, staf, studenten en andere geïnteresseerden hingen aan de lippen van de chemicus, die vertelde over zijn zoektocht naar chemotherapie-moleculen die op lichaamsvriendelijke wijze moeilijk behandelbare tumoren kunnen vernietigen.

Chemokuren die niet overal in het hele lichaam cellen kapot maken, maar alleen de cellen van een tumor: dat is wat Bonnet voor elkaar wil krijgen. Zijn methode? Het inzetten van moleculen met lichtgevoelige groepen, die pas hun destructieve werking inzetten als je de tumor met licht beschijnt. Hij praat de bezoekers bij over drie verschillende methoden, waarin ruthenium steeds een hoofdrol speelt. Dit transitiemetaal kan onder invloed van licht bindingen verbreken. Daarnaast vormt het samen met organische moleculen een giftig complex, dat kankercellen kan vernietigen.

State of the art: plaatselijke chemotherapie met licht

Dat het behandelen van tumoren met zichtbaar licht een veelbelovende techniek is, bewijst Bonnet met een voorbeeld van een klinische studie. Hij laat beelden zien van een patiënt op een operatietafel bij wie een roodgekleurde glasvezelkabel in de hersenen steekt: zijn hersentumor is net operatief verwijderd en de tumorresten worden met Photodynamische Therapie (PDT) behandeld om het teruggroeien van de tumor te voorkomen. Bij deze methode worden de elektronen van een transitiemetaal-bevattend prodrug onder invloed van licht zeer energetisch. Door alleen de tumor met rood licht te beschijnen maken de geëxciteerde elektronen de in de tumor aanwezige zuurstof dusdanig reactief dat het de kankercellen aanvalt en vernietigt. Het resultaat is uitmuntend: de kanker verdwijnt en de patiënt herstelt snel met weinig verdere schade aan zijn lichaam.

PDT is voornamelijk zeer veelbelovend bij twee soorten kanker. Het kan ingezet worden bij huidkanker, waarbij de patiënt zichzelf thuis kan behandelen met een crème en lampje. Maar het is bruikbaar bij slokdarmkanker, waarbij de patiënt na toediening van het medicijn een lichtgevende slang moet inslikken.

Ook hypoxische tumoren te lijf kunnen

Omdat niet elke tumor genoeg zuurstof heeft voor PDT, werkt Bonnet zelf aan een net andere methode: Photo-Activated Chemo Therapy (PACT). Hierbij wordt geen gebruik gemaakt van zuurstof bij het vernietigen van kankercellen, maar gaat het metaalcomplex de tumor te lijf. De PACT-moleculen die Bonnet ontwikkelt zijn in feite  rutheniumcomplexen uitgebreid met een molecuulgroep, ook wel een ligand genoemd (L). Deze groep maakt het totale molecuul onschadelijk voor het lichaam; momenteel wordt er alleen op cellen buiten het lichaam getest, maar bij toediening zou een patiënt er weinig van merken. Pas onder invloed van licht laat de ligand los en is het rutheniumcomplex vrij om aan het DNA van cellen te binden en deze te vernietigen.

Omdat Bonnets PACT-moleculen erg lijken op de produgs van PDT, kunnen deze moleculen óók het PDT-mechanisme volgen en op die manier cellen doden. Hij onderzoekt in hoeverre de door hem ontworpen moleculen PACT-gedrag vertonen.

In zijn lab test Bonnet de vernietigingskracht van zijn moleculen door de foto-index te meten: hoe groter het verschil tussen de toxiciteit in het donker en in het licht, hoe beter. Momenteel is dit verschil nog te klein in de moleculen die hij heeft onderzocht. Hierdoor zouden extreem hoge concentraties nodig zijn om kankercellen te kunnen vernietigen.

Geen cellen maar eiwitten aanvallen

Maar er is nog een methode, zegt Bonnet: PACT kan ook anders. Bonnet is de zoektocht begonnen naar moleculen waarvan het rutheniumcomplex niet toxisch is, maar de ligand wel. Deze groep valt, na van het metaalcomplex losgekomen te zijn, de eiwitten aan die nodig zijn voor het in stand houden van een tumor. Wanneer deze eiwitten geremd worden zullen de kankercellen sterven. Deze manier opent weer deuren tot het vinden van moleculen met een hoge foto-index.

Deze lezing gemist? Bekijk de live stream (Engels gesproken).

Het Natuurwetenschappelijk Gezelschap Leiden (NGL) organiseert lezingen en excursies voor alumni en (oud-)medewerkers van de Faculteit Wiskunde en Natuurwetenschappen en het LUMC en andere geïnteresseerden uit de regio Leiden. Meer weten? Bekijk de website van het NGL. In september worden de sprekers voor het nieuwe academisch jaar bekend gemaakt, leden ontvangen automatisch bericht.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie