Leczenie chorób nowotworowych jest nadal dużym wyzwaniem w medycynie. Wyraźne wydłużenie średniego czasu życia mieszkańca Polski związane jest ze znacznym zwiększeniem prawdopodobieństwa zachorowania na raka. Niestety, stosowane obecnie metody i sposoby leczenia chorób nowotworowych ograniczone są poprzez nieokazałą paletę skutecznych leków, a te obecnie stosowane są coraz mniej skuteczne i mniej efektywne. Poszukiwane są więc nowe związki chemiczne o wysokiej aktywności antyrakowej, których mechanizm działania pozwolić może na znaczące uzupełnienie znanych metod leczenia takich chorób. Wymaga to jednak opracowania i znalezienia nowych, skutecznych i efektywnych substancji o udokumentowanym działaniu antyrakowym, których zastosowanie w terapii chorób nowotworowych pozwolić może na znaczne podniesienie efektywności stosowanych terapii.

Jednym ze sposobów zwalczania chorób nowotworowych jest zastosowanie substancji będących inhibitorami, które blokują określone i ważne dla komórek rakowych szlaki metaboliczne. Układ dwóch enzymów: tioredoksyna (Trx)-reduktaza tioredoksyny (TrxR), odpowiedzialnych za utrzymanie równowagi redoks komórek rakowych, jest nowym i znaczącym celem biologicznym. Podstawową funkcją tego układu jest ochrona komórek przed stresem oksydacyjnym. Zarówno Trx jak i TrxR mogą redukować liczne cząsteczki, w tym reaktywne formy tlenu. Jednakże dopiero zdolność układu Trx-TrxR do oksydacyjnej modyfikacji dużych makromolekuł, szczególnie białek powoduje, że układ ten kontroluje przebieg ważnych procesów, takich jak podziały komórkowe czy też śmierć komórek w procesie apoptozy.

Poznanie tego układu oraz mechanizmu jego działania pozwoliło określić, jakie wymagania powinny spełniać takie inhibitory i racjonalnie zaprojektować odpowiednie struktury chemicznych związków.

Związki takie zostały zsyntezowane w laboratoriach Instytutu Chemii Organicznej PAN kierowych przez prof. Ryszarda Ostaszewskiego, a ich aktywność antyrakowa została udokumentowana w laboratoriach Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego kierowanych przez prof. Jakuba Gołąba. Uzyskano eksperymentalne potwierdzenie aktywności biologicznej otrzymanych związków w badaniach in vivo i in vitro.  Stwierdzono, że związki o strukturze pokazanej poniżej mogą zostać zastosowane jako skuteczne substancje antyrakowe.

Selektywne inhibitory układu Trx-TrxR są potencjalnie bardzo skutecznymi lekami przeciwnowotworowymi, które mogą być stosowane w monoterapii, jak i w terapii łączonej z innymi zarejestrowanymi już formami leczenia chorób nowotworowych.

Rys. 1: Ester (acyloksymetylo) akrylamidu i kwasu karboksylowego – inhibitor układu Trx-TrxR

Uzyskane wyniki stały się przedmiotem krajowego zgłoszenia patentowego zatytułowanego: „Nowe estry (acyloksymetylo)akrylamidu, zawierająca je kompozycja farmaceutyczna oraz ich zastosowanie” (zgłoszenie patentowe w UP RP: P 392651). Poza zgłoszeniem krajowym uzyskane wyniki  upubliczniono jako zgłoszenie międzynarodowe złożone w trybie PCT, które zostało już przyjęte w szeregu krajów takich jak USA, Rosja, Chiny czy Japonia. Zgłoszenie posiada  tytuł: „Novel esters of (acyloxymethyl)acrylamide, a pharmaceutical composition containing them, and their use as inhibitors of the thioredoxin – thioredoxin reductase system” i jego właścicielami są Instytut Chemii Organicznej PAN oraz Warszawski Uniwersytet Medyczny.

Wysoka jakość uzyskanych wyników została także potwierdzona poprzez upublicznienie ich części w czasopiśmie Journal of Medicinal Chemistry, w którym publikowane są najlepsze prace z zakresu chemii medycznej na świecie.

Wyniki uzyskane w patencie są znakomitą podstawą do opracowania oryginalnego, polskiego leku do zapobiegania lub leczenia chorób nowotworowych oraz chorób związanych ze wzmożoną proliferacją komórek. Uzyskanie takiej substancji będzie znaczącym krokiem w kierunku zwiększenia efektywności znanych  terapii chorób nowotworowych oraz opracowania nowych terapii, co biorąc pod uwagę ogromne zagrożenia jakie noszą te choroby dla społeczeństwa, będzie znakomitym spełnieniem oczekiwań pacjentów. Ponieważ zagrożenie tymi chorobami ma charakter globalny, opracowanie nowego leku będzie miało wymiar światowy.

prof. Ryszard Ostaszewski

Instytut Chemii Organicznej PAN

Wykonane badania były finansowane w ramach grantu KBN zatytułowanego „Synteza nowych inhibitorów redoksyny i reduktazy thioredoksyny” w latach 2007-2010 oraz „Biotransformacje użyteczne w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym”, finansowanego w ramach POIG.01.03.01-00-158/09. Ochrona własności przemysłowej opracowania jest finansowana w ramach projektu POIG.01.03.02-00-067/10.