Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci nalezli způsob, jak připravit první kladně nabité karborany – tedy sloučeniny boru, vodíku a uhlíku. Objev může pomoci k efektivnějšímu léčení některých zhoubných nádorů pomocí protonové borové záchytové terapie. Tyto sloučeniny lze dopravit přímo do rakovinotvorné buňky, po jejím zničení pak okolní tkáň zůstane nepoškozená. Na výzkumu spolupracovali vědci z Ústavu anorganické chemie AV ČR.
Borany (sloučeniny boru a vodíku) a karborany (bor, vodík a uhlík) mají velký potenciál v léčbě rakoviny. Protonová borová záchytová terapie (PBCT), která s nimi pracuje, funguje zjednodušeně takto: boran se vpraví do rakovinové buňky, ta se ozáří protony a vznikne „léčebné“ radioaktivní záření alfa α, které se uvolní zcela lokálně právě z boranu.
„Tato jednoduchá a lokálně uskutečněná jaderná reakce, která podmiňuje existenci PBCT, tak zaručuje, že okolní tkáň není poškozena,“ vysvětluje výhody terapie Drahomír Hnyk z Ústavu anorganické chemie AV ČR.
Kationty jako schopnější „cestovatelé“
PBCT může sloužit jako jeden z aplikačních cílů i pro nově objevené karboranové kationty. Doposud provedené průkopnické experimenty v oblasti PBCT ve spolupráci Ústavu anorganické chemie AV ČR a Protonového centra v Praze byly založeny na využívání záporně nabitých boranů. Zmíněné kladně nabité karborany ale nabízejí další potenciál pro zvýšení efektivnosti této velmi slibně se rozvíjející metody v léčbě zhoubných nádorů.
„Tyto principiálně nové materiály mohou významně přispět tam, kde může být přechod do okolního prostředí pro kationty daleko snadnější – například přes buněčnou membránu pomocí tzv. iontových kanálů,“ říká Drahomír Hnyk. „Dosud byly borany známé jen jako nenabité nebo záporně nabité chemické sloučeniny.”
Na výzkumu se podíleli pracovníci Univerzity Pardubice pod vedením Aleše Růžičky spolu s tradiční skupinou chemie boranů Ústavu anorganické chemie AV ČR s příspěvkem pracovníků Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a Auburn University v Alabamě. Výsledky publikoval časopis Nature Communications.
Vědci nalezli způsob, jak připravit první kladně nabité karborany – tedy sloučeniny boru, vodíku a uhlíku. Objev může pomoci k efektivnějšímu léčení některých zhoubných nádorů pomocí protonové borové záchytové terapie. Tyto sloučeniny lze dopravit přímo do rakovinotvorné buňky, po jejím zničení pak okolní tkáň zůstane nepoškozená. Na výzkumu spolupracovali vědci z Ústavu anorganické chemie AV ČR.
Borany (sloučeniny boru a vodíku) a karborany (bor, vodík a uhlík) mají velký potenciál v léčbě rakoviny. Protonová borová záchytová terapie (PBCT), která s nimi pracuje, funguje zjednodušeně takto: boran se vpraví do rakovinové buňky, ta se ozáří protony a vznikne „léčebné“ radioaktivní záření alfa α, které se uvolní zcela lokálně právě z boranu.
„Tato jednoduchá a lokálně uskutečněná jaderná reakce, která podmiňuje existenci PBCT, tak zaručuje, že okolní tkáň není poškozena,“ vysvětluje výhody terapie Drahomír Hnyk z Ústavu anorganické chemie AV ČR.
Kationty jako schopnější „cestovatelé“
PBCT může sloužit jako jeden z aplikačních cílů i pro nově objevené karboranové kationty. Doposud provedené průkopnické experimenty v oblasti PBCT ve spolupráci Ústavu anorganické chemie AV ČR a Protonového centra v Praze byly založeny na využívání záporně nabitých boranů. Zmíněné kladně nabité karborany ale nabízejí další potenciál pro zvýšení efektivnosti této velmi slibně se rozvíjející metody v léčbě zhoubných nádorů.
„Tyto principiálně nové materiály mohou významně přispět tam, kde může být přechod do okolního prostředí pro kationty daleko snadnější – například přes buněčnou membránu pomocí tzv. iontových kanálů,“ říká Drahomír Hnyk. „Dosud byly borany známé jen jako nenabité nebo záporně nabité chemické sloučeniny.”
Na výzkumu se podíleli pracovníci Univerzity Pardubice pod vedením Aleše Růžičky spolu s tradiční skupinou chemie boranů Ústavu anorganické chemie AV ČR s příspěvkem pracovníků Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR a Auburn University v Alabamě. Výsledky publikoval časopis Nature Communications.
Čím více boru, tím lépe
Bor jako soused uhlíku v periodické tabulce má s uhlíkem mnoho společného, ale i mnoho odlišného. Uhlík vytváří s vodíkem uhlovodíky, ze kterých jsou tvořeny živé organismy a nacházejí se v přírodě například v podobě ropy. Sloučeniny boru s vodíky, borovodíky neboli borany jsou však výlučně produkty lidského snažení.
„Isotop 11B je schopný po reakci s protony emitovat záření alfa, v boranech či karboranech je ho 80 %,“ vysvětluje jedinečnost těchto sloučenin Drahomír Hnyk. „Čím více atomů boru v podobě boranů či karboranů se dostane do buňky, tím lépe.“
Odlišnost uhlovodíků a borovodíků spočívá v jejich architekturách; uhlík společně s vodíkem vytvářejí dlouhé, často i rozvětvené, řetězce, ale i cyklické útvary. Borany naopak vytvářejí trojrozměrná strukturní uspořádání. Bor může být v těchto strukturách nahrazen jinými prvky, např. i uhlíkem.
Vědci doufají, že existence těchto prvních kationtů otevře nové cesty pro tuto jedinečnou oblast chemie s aplikacemi nejen v medicinální chemii.
Bor jako soused uhlíku v periodické tabulce má s uhlíkem mnoho společného, ale i mnoho odlišného. Uhlík vytváří s vodíkem uhlovodíky, ze kterých jsou tvořeny živé organismy a nacházejí se v přírodě například v podobě ropy. Sloučeniny boru s vodíky, borovodíky neboli borany jsou však výlučně produkty lidského snažení.
„Isotop 11B je schopný po reakci s protony emitovat záření alfa, v boranech či karboranech je ho 80 %,“ vysvětluje jedinečnost těchto sloučenin Drahomír Hnyk. „Čím více atomů boru v podobě boranů či karboranů se dostane do buňky, tím lépe.“
Odlišnost uhlovodíků a borovodíků spočívá v jejich architekturách; uhlík společně s vodíkem vytvářejí dlouhé, často i rozvětvené, řetězce, ale i cyklické útvary. Borany naopak vytvářejí trojrozměrná strukturní uspořádání. Bor může být v těchto strukturách nahrazen jinými prvky, např. i uhlíkem.
Vědci doufají, že existence těchto prvních kationtů otevře nové cesty pro tuto jedinečnou oblast chemie s aplikacemi nejen v medicinální chemii.
