Durch Licht aktivierte Krebsmedikamente
Photochrome Moleküle können, wenn sie Licht mit einer anderen Wellenlänge ausgesetzt werden, ihre Struktur verändern und so zu einem anderen Isomer ihrer Verbindung werden, womit sich auch ihre Ladungsverteilung und ihre chemischen Eigenschaften verändern. Spiropyrane stellen eine der am längsten bekannten Familien photochromer Verbindungen dar – und wahrscheinlich die am besten erforschte. Das EU-geförderte Projekt PHOTOCHROMES (Photochromic systems for solid state molecular electronic devices and light-activated cancer drugs) wurde ins Leben gerufen, um die Fähigkeit der photochromen Verbindungen zu untersuchen, eine Zellmembran zu durchdringen und DNA an sich zu binden. Das langfristige Ziel bestand in der Entwicklung von Krebsmedikamenten, die durch Licht aktiviert werden, DNA an sich binden und bestimmte Zellen absterben lassen. Die Forscher setzten Spiropyran-Photoswitches ein und untersuchten deren DNA-Bindungskapazität und Anwendbarkeit zur Krebsbehandlung. Sie zeigten, dass diese Moleküle durch Bestrahlung mit Licht reversibel zwischen zwei Isomeren wechseln konnten, von denen eines DNA binden konnte, das andere nicht. Dies wurde auch durch die Senkung des pH-Werts von 7 auf 6 erreicht, einen Ansatz, der für Krebszellen angewendet werden könnte, die üblicherweise saurer als normale Zellen sind. Als diese photochromen Verbindungen an lebenden Zellen getestet wurden, wiesen sie keine Cytotoxizität auf. Die photoaktivierte Isomerisierung zur DNA-bindenden Form führte jedoch zu Cytotoxizität. Für photochrom regulierte DNA-Bindung könnten noch weitere Anwendungsmöglichkeiten gefunden werden, etwa DNA-Matrizen. Dieselbe Technologie wurde bereits mit photochromen Supramolekülen für fortgeschrittene Logikoperationen eingesetzt, woraus eine äußerst hochentwickelte molekulare Logikplattform entstand. Insgesamt stellen die Moleküle des PHOTOCHROMES-Projekts eine vielversprechende Klasse aktivierter Medikamente dar, die unbedingt weiter erforscht werden sollte. Insbesondere ihre Selektivität für Krebszellen macht sie im Kampf gegen Krebs zu einem aussichtsreichen Ansatz.
Schlüsselbegriffe
Krebs, Medikamente, photochrome Moleküle, Spiropyran, Photoswitch, Isomerisierung
