Химические реакции, которые не мешают клеточным процессам, важны для исследования биологических функций в естественной среде. Подход, известный как химия «щелчка», позволяет проводить селективные и высокоспецифические реакции, которые легко проводить даже в сложной среде.
В этом методе молекулы «соединяются» вместе (аналог соединения головоломки). Примером такой реакции является реакция азид-алкинового циклоприсоединения (описанная Мелдалом и Шарплессом), в которой азидогруппа (-N (3)) специфически реагирует с алкиновой группой (-CC-) с образованием триазола, пятичленное кольцо с тремя атомами азота и двумя атомами углерода, связанными двойной связью. Эта реакция часто используется для связывания биомолекул, хотя ранее она не подходила для использования в живых системах, поскольку ионы меди, необходимые в качестве катализатора, токсичны.
Новый нетоксичный катализатор делает эту реакцию доступной для новых областей применения. Он был разработан командой из Эдинбургского университета (Химический и Королевский медицинский исследовательский институт, Великобритания) и Университета Кебансаан Малайзия и состоит из наночастиц меди, связанных в полимерную смолу.Команда успешно проверила новый катализатор в биологических системах, от клеток до рыбок данио. В первом тесте использовался краситель, который флуоресцирует только тогда, когда два компонента связаны посредством «реакции щелчка».
Чтобы доказать биосовместимость катализатора, исследователи имплантировали сферу из медной смолы в желточные мешки эмбрионов рыбок данио, которые впоследствии нормально развились до личиночной стадии. После того, как предшественники красителя были добавлены в воду, личинки начали флуоресцировать, демонстрируя, что катализатор также эффективен в качестве имплантата.Для дополнительных тестов исследователи разделили противоопухолевый препарат Комбретастатин А-4 (СА-4) на две половины, снабдив одну азидогруппой, а другую — алкином. Используя новый катализатор, половинки могут быть присоединены через образовавшееся триазольное кольцо.
Хотя оба кусочка нетоксичны, продукт триазола СА-4 останавливал рост культивируемых опухолевых клеток и инициировал запрограммированную гибель клеток.Возможно, удастся имплантировать сферы из медной смолы в непосредственной близости от опухоли, а затем использовать их для получения активных лекарств из неактивных предшественников на месте.
Это ограничило бы цитотоксические эффекты самой опухоли.