Deterdžentom protiv raka
Mogu li se stanice raka jednostavno isprati i to onda kada se nalaze u tkivu, u tijelu? Mogu – ako se za njih napravi poseban deterdžent.
Deterdženti su bili čudo moje mladosti. No kad kažem „deterdženti“ mislim samo na tri. Najpoznatiji je bio deterdžent za pranje rublja, ručnim načinom dakako, Plavi Radion, njega je slijedio deterdžent za posuđe koji se zvao Bis, a na kraju je bio još jedan, za fino rublje, poznat pod imenom Nila. Kakva imena! Divno je u atomsko doba imati u kući nešto što asocira na radijaciju („radion“), a i na olakšavanje kućnog posla, jer „radi on“ a ne ja. Bis je bila poznata riječ za izvrsnost jer tom se riječju (lat. bis = dvaput) pozivao orkestar da još jednom izvede melodiju koja se publici svidjela, a osim toga je onima koji su znali latinski – a takvih je tada bilo barem dvaput više nego danas – ukazivala na činjenicu da Bis dvaput bolje pere od sapuna. A Nila? Ime tog deterdženta bilo je posve nježno, romantično – što i dolikuje nježnoj tkanini – jer kakva može biti Nila nego mila?
No kako god da se zvao deterdžent, kakva god mu poetska imena nadjevali proizvođači i trgovci, svima je deterdžentima zajedničko da djeluju na istom principu: oni su površinski aktivne tvari. To znači da se njihove molekule vežu za površinu bilo prljavog tanjura, bilo tekstilnog vlakna, bilo neke čvrste čestice ili kapljice. A vežu se zahvaljujući igri hidrofilnih i hidrofobnih sila. Kažem „igri“ jer molekule detergenta (aktivne tvari deterdženta) imaju dva kraja – jedan je hidrofoban, a drugi hidrofilan. Prvi, hidofobni kraj se obično sastoji od dugog alifatskog lanca (R), dok hidofilni kraj može biti svakakav. Detergenti se naime dijele na anionske, kationske i neutralne. To znači da molekula, zahvaljujući svome hidrofilnom kraju može biti nabijena negativno (anionski detergenti), pozitivno (kationski detergenti) ili pak biti bez električnog naboja. Razlika? Anionski detergenti djeluju u lužnatom, a kationski u kiselom mediju. Zato se primjerice ne može prati otopinom sapuna (R-COO-) i octene kiseline, jer bi nastala smjesa masnih kiselina (R-COOH). Drugim riječima, svojstva detergenta ovise o kiselosti, pH-vrijednosti medija.
Tu su temljno svojstvo detergenata iskoristili kineski znanstvenici da bi osmislili novu vrstu lijeka protiv raka. Rezultate istraživanja objavili su u časopisu Nature Nanotechnology pod naslovom „A transistor-like pH-sensitive nanodetergent for selective cancer therapy“.
Zamisao koja leži iza terapije raka detergentom sasvim je jednostavna: površinski aktivne tvari razaraju staničnu membranu, pa tako i staničnu membranu tumorskih stanica. Stoga su autori navedenog rada sintetizirali niz detergenata kationskog tipa (pTNT) koji se aktiviraju povećavanjem kiselosti. Zašto baš kationskih detergenata? Zato što tumorske stanice imaju više negativno nabijenih molekula od zdravih stanica, pa stoga privlače pozitivno nabijene molekule pTNT – koje potom razaraju njihovu staničnu membranu.
Molekule pTNT se sastoje od tri dijela, jednog hidrofobnog i dva hidrofilna. Prvi hidrofilni dio molekule je električki neutralan pa je stoga neovisan o kiselosti. Drugi dio, kojim se prvi dio molekule spaja s hidrofobnim dijelom, sadrži tercijarnu amino skupinu (>N–) koja u kiselom prima proton (vodikov ion, H+), te postaje električki pozitivna (>NH+–). Jasno je: da bi se molekule pTNT aktivirale treba ih je prevesti u kationski oblik, pa se tako dobiva „protonski tranzistor“, tvar koja mijenja svojstva stanične membrane ovisno o koncentraciji protona (i nema nikakve veze s tranzistorima u elektrotehnici).
Ostalo je stvar rutine. Treba sintetizirati niz molekula slične strukture, a potom testirati njihovo djelovanje na tumorskom tkivu. Od svih se testiranih spojeva najboljim pokazao onaj s oznakom P(C6-Bn20). Njime su znanstvenici uspjeli inhibirati rast više vrsta tumorskih stanica, posebice stanica raka gušterače (Panc02), debelog crijeva (CT26), pa čak i stanica inače teško izlječivog melanoma (B16-F10). Štoviše, pokusi na životinjama su pokazali da P(C6-Bn20) smanjuje broj i veličinu metastaza na plućima.
Uza sve to, detergentni lijekovi su pokazali slabu toksičnost, jer je primjerice pri koncentraciji od 40 μg/mL P(C6-Bn20) uništio 50 % tumorskih stanica Panc02 nakon 4 sata inkubacije, dok su prvi znakovi toksičnosti uočeni tek pri 32 puta većim koncentracijama, 1280 μg/mL. Novi lijek protiv raka? Možda da, možda ne – sve ovisi o rezultatima testiranja koja mogu potrajati godinama.
Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor stotinjak znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir te, naravno, Bug online. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 15 znanstveno-popularnih knjiga, posljednja je "Kemičar u kući - kemija svakodnevnog života". Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.