Οι μέχρι σήμερα

 

Οι μέχρι σήμερα "Ενώσεις του Μήνα"

 

---2006---

Υπερφθοροοκτανοϊκό οξύ (PFOA)

Ασπαρτάμη

Φυλλικό οξύ

Φθαλικός δι-(2-αιθυλoεξυλo) εστέρας (DEHP)

Δεκαμεθυλοκυκλοπεντασιλοξάνιο

Γενιπίνη

Ιματινίβη (Glivec)

Καψαϊκίνη

DDT

---2007---

Ρεσβερατρόλη

Ισιλίνη

Ελαιοευρωπεΐνη

Δενατόνιο (Bitrex)

ω-3 & ω-6 λιπαρά οξέα

Οκτανιτροκυβάνιο

cis-Διαμμινοδιχλωρολευκόχρυσος (Cisplatin)

Αβοβενζόνη

Εξαφθοριούχο θείο

Αφλατοξίνες

Εξασθενές χρώμιο

Τετραβρωμοδισφαινόλη-Α (TBBPA)

---2008---

Υπεροξείδιο του υδρογόνου

Ενώσεις τριβουτυλοκασσιτέρου

Τετραϋδροκανναβινόλη

Υπερχλωρικό οξύ και άλατά του

Τρενβολόνη (Τριενολόνη)

Εξαφθοριούχο ουράνιο

Μεθάνιο

Βαρύ ύδωρ

Θαλιδομίδη

Στεβιόλη και γλυκοζίτες της

Μελαμίνη

Ισοκυανικό μεθύλιο (MIC)

---2009---

Μεθαδόνη

Υδραζωτικό οξύ και άλατά του

Αιθυλενοδιαμινοτετραοξικό οξύ (EDTA)

Καφεΐνη

Νικοτίνη

Ινσουλίνη

'Οζον

Ακρυλαμίδιο

Οσελταμιβίρη (Tamiflu)

Παράγοντας Ενεργοποίησης Αιμοπεταλίων (PAF)

Ακετυλοσαλικυλικό οξύ (Ασπιρίνη)

Τριφθοριούχο χλώριο

---2010---

Διμεθυλοϋδράργυρος

Ουρικό οξύ

Βενζόλιο

Κινίνη

Αδρεναλίνη (Επινεφρίνη)

Διοξίνη (TCDD)

Πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC)

Φερροκένιο

Ταξόλη (Πακλιταξέλη)

Μαγικό οξύ

Μεθανόλη

Διαιθυλαμίδιο του λυσεργικού οξέος (LSD)

---2011---

Χλωροφόρμιο

Διμεθυλοσουλφοξείδιο (DMSO)

Σύντομη Ιστορία της Χημείας (για το έτος Χημείας)

Διφθοριούχο ξένο

Αιθυλένιο

α-Τοκοφερόλη

Τρυγικό οξύ

Οξικό οξύ

Αμμωνία

Χλωριούχο νάτριο

---2012---

Γλυκόζη

Βενζο[a]πυρένιο

Μονοξείδιο του άνθρακα

Υποξείδιο του αζώτου

Πενικιλλίνη G

Στρυχνίνη

Νιτρογλυκερίνη

Υποχλωριώδες οξύ και άλατά του

---2013---

Βαρφαρίνη

Λυκοπένιο

5'-Αδενοσινο-τριφωσφορικό οξύ (ATP)

Αρτεμισινίνη

Καμφορά

Ακεταλδεΰδη

Μυρμηκικό οξύ

---2014---

Ανιλίνη

Διοξείδιο του άνθρακα

Οξείδιο του αργιλίου (Αλουμίνα)

L-Ασκορβικό οξύ (βιταμίνη C)

Όξινο και ουδέτερο ανθρακικό νάτριο

---2015---

Θειικό οξύ

Βανιλίνη

L-DOPA (Λεβοντόπα)

Γλυκίνη

---2016---

Θειικό ασβέστιο

Υδροκυάνιο και κυανιούχα άλατα

Βορικό οξύ και βορικά άλατα

'Οξινο γλουταμικό νάτριο (MSG)

Η χημική ένωση του μήνα

 [Ιούλιος 2007]

 

Επιμέλεια σελίδας:

Θανάσης Βαλαβανίδης, Αναπλ. Καθηγητής - Κωνσταντίνος Ευσταθίου, Καθηγητής

 

Φυσικoχημικές ιδιότητες:

Εμφάνιση:  κίτρινη σκόνη ή πορτοκαλοκίτρινοι κρύσταλλοι

Μοριακός τύπος:  Cl2H6N2Pt

Σχετική μοριακή μάζα:  300,06

Ειδικό βάρος:  3,7 g/cm3

Σημείο τήξης (με αποσύνθεση):  (περ.) 270οC

Διαλυτότητα στο νερό:

1-2 mg/mL (θερμοκρασία δωματίου)

8-10 mg/mL (στους 60οC)

μέτρια διαλυτό σε διμεθυλοφορμαμίδιο

Σε υδατικό διάλυμα αποκτά σταδιακά την trans-μορφή.

 

Τοξικότητα (LD50):

Σε ποντίκια (από το στόμα): 25 mg/Kg

Σε ποντίκια (με υποδόρια ένεση): 8 mg/Kg

Σε σκύλους (με ενδοφλέβια ένεση): 2,5 mg/Kg

(δεδομένα κυρίως από την Αναφ. 24)

cis-διαμμινοδιχλωρολευκόχρυσος(ΙΙ) (Σισπλατίνη)

 

cis-diamminedichloroplatinum(II) (Cisplatin)

 

Σύνθεση του cis-διαμμινοδιχλωρολευκόχρυσου(ΙΙ)

Το σύμπλοκο cis-διαμμινοδιχλωρολευκόχρυσος(ΙΙ) ευρύτερα γνωστό ως cisplatin ή σισπλατίνη (στην Ελληνική Φαρμακοποιία) παρασκευάσθηκε για πρώτη φορά από τον Μ. Peyrone (είναι γνωστό ως άλας του Peyrone, Peyrone's salt) το 1845, ενώ η δομή του μελετήθηκε και βρέθηκε ότι υπάρχει σε δύο δομές cis- και trans- από τον χημικό Alfred Werner το1893 [Αναφ. 1, 2]. Από τότε και  για 70 σχεδόν χρόνια η ένωση αυτή δεν ήταν τίποτα περισσότερο από ένα τυπικό σύμπλοκο άλας.

Η σύνθεση του συμπλόκου είναι σχετικά απλή [Αναφ. 3] και βασίζεται στην ελεγχόμενη αναγωγή του εξαχλωροσυμπλόκου άλατος του Pt(IV) (πρώτη ύλη) με υδροχλωρική υδραζίνη προς το αντίστοιχο τετραχλωροσύμπλοκο άλας του Pt(II), το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με μίγμα NH3 - NH4Cl παρέχοντας το ζητούμενο σύμπλοκο, σύμφωνα με τις αντιδράσεις:

Επειδή, αναπόφευκτα σχηματίζεται και ποσότητα trans-συμπλόκου, σε μια άλλη μέθοδο παρασκευής προηγείται η μετατροπή του τετραχλωροσυμπλόκου K2[PtCl4] σε τετραϊωδοσύμπλοκο, K2[PtΙ4] με επίδραση περίσσειας KI, λόγω της μικρότερης trans-επίδρασης των ιωδιούχων σε σχέση με εκείνη των χλωριούχων ιόντων [Αναφ. 4].

 

Ανακάλυψη των αντικαρκινικών ιδιοτήτων της σισπλατίνης

Η αναγνώριση της κυτταροστατικής δράσης της σισπλατίνης αποτελεί μια τυπική περίπτωση τυχαίας ανακάλυψης μεγάλης σπουδαιότητας, που προέκυψε κατά τη διάρκεια μιας άλλης ερευνητικής εργασίας που είχε τελείως διαφορετικό σκοπό. Ωστόσο, δεν ήταν όμως μόνο αποτέλεσμα καθαρής τύχης, αλλά μια ακόμη επιβεβαίωση της γνωστής φράσης του Pasteur:

"Chance favors only the prepared mind" (Louis Pasteur, 1822-1895)

Το 1961 στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν (ΗΠΑ) ο βιοχημικός Barnett Rosenberg και οι συνεργάτες του πειραματίζονταν πάνω στην επίδραση του ηλεκτρικού πεδίου στην ανάπτυξη βακτηρίων. Παρατήρησαν ότι όταν τα ηλεκτρόδια που βύθιζαν στην κυτταροκαλλιέργεια των βακτηρίων ήταν από λευκόχρυσο, τότε η κυτταρική διαίρεση του Escherichia coli σταματούσε με ταυτόχρονη παραγωγή νηματίων μέχρι και 300 φορές μεγαλύτερων από τα κανονικά βακτήρια. Το γεγονός αυτό οφειλόταν στη διακοπή της κυτταρικής διαίρεσης και όχι σε διέγερση κάποιας αυξητικής διεργασίας.

 'Οταν τα πειράματα επαναλήφθηκαν με θετικούς και αρνητικούς οργανισμούς κατά Gram, η κυτταρική διαίρεση σταματούσε μόνο στους θετικούς κατά Gram. Παρόμοια δράση ήταν γνωστό ότι παρουσίαζαν το υπεριώδες φως, αυξημένες θερμοκρασίες και ορισμένες κυτταροστατικές χημικές ουσίες.

Αριστερά: Κανονική μορφή των βακτηρίων Escherichia coli . Δεξιά: τα ίδια βακτήρια μετά τη διαβίβαση ηλεκτρικού ρεύματος. Το αποτέλεσμα αυτό τελικά δεν οφειλόταν στο ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά στη μερική οξείδωση της ανόδου από Pt, που είχε ως αποτέλεσμα την παραγωγή και παρουσία στο διάλυμα συμπλόκων ενώσεων του λευκοχρύσου με κυτταροστατικές ιδιότητες, οι οποίες αποτρέπουν τη διαίρεση των κυττάρων.

Η στάση της κυτταρικής διαίρεσης τελικά αποδόθηκε στη υδροχλωρικό άλας του τετραχλωρο-διαμμινο-λευκόχρυσου(IV) [PtIVCl4(NH3)2].2HCl. 'Οταν παρασκευάσθηκαν οι καθαρές cis- και trans-μορφές του συμπλόκου διαπιστώθηκε ότι μόνο η cis-μορφή παρουσίαζε κυτταροστατική δράση [Αναφ. 5]. Με βάση την παρατήρηση αυτή ο Rosenberg από το 1968 άρχισε πειράματα στο εργαστήριο με υποτοξικές δόσεις του συμπλόκου cis-διαμμινοδιχλωρολευκόχρυσος(ΙΙ) (σισπλατίνη), cis-[Pt(NH3)2Cl2] και με σαρκώματα που εμφυτεύθηκαν σε πειραματόζωα (ποντίκια). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η σισπλατίνη καθώς και άλλα σύμπλοκα του λευκοχρύσου(ΙΙ), ήταν εξαιρετικά κυτταροτοξική για τα κακοήθη κύτταρα [Αναφ. 6,7].

Κατά τα επόμενα χρόνια μελετήθηκε η θεραπευτική δραστικότητα της σισπλατίνης σε διάφορους τύπους κακοήθων νεοπλασιών. Η σισπλατίνη αποδείχθηκε ιδιαίτερα αποτελεσματική για σε μεταστατικά νεοπλάσματα όρχεων, ωοθηκών, τραχήλου της μήτρας, ουροδόχου κύστης και εγκεφάλου. Επίσης αποδείχθηκε αποτελεσματική στον μικροκυτταρικό καρκίνο των πνευμόνων και στον καρκίνο του προστάτη σε συνδυασμό με άλλα κυτταροστατικά φάρμακα. Για τα σύμπλοκα λευκοχρύσου στη χημειοθεραπεία του καρκίνου υπάρχουν βιβλία και εργασίες ανασκόπησης [Αναφ. 8-12].

Ωστόσο, η σισπλατίνη παρουσιάζει διάφορες παρενέργειες, όπως νεφροτοξικότητα, περιφερική νεφροπάθεια, απώλεια ακοής, αλωπεκία (απώλεια των μαλλιών), εμετό και ναυτία και οστεομυελική αναστολή (καταστολή της ανάπτυξης του μυελού των οστών, λευκοπενία, θρομβοπενία). Για τον λόγο αυτό η σισπλατίνη χορηγείται ταυτόχρονα με πολύ μεγάλη λήψη νερού από τον ασθενή και παράλληλα χορηγείται μαννιτόλη, που επιτείνει τη διέλευση υγρών από τα νεφρά βοηθώντας στην απαλλαγή του οργανισμού από αυτό το τοξικό φάρμακο.

Παρόλες τις παρενέργειες, η σισπλατίνη θεωρείται επαναστατικό φάρμακο στη χημειοθεραπεία επιθετικών τύπων καρκίνου (μεταστατικών) και το 1978 η Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ (United States Food and Drug Administration, US FDA) την ενέκρινε ως αντικαρκινικό φάρμακο. Διατίθεται με διάφορες εμπορικές ονομασίες όπως Platinol και Platamine.

Εκτός από τη σισπλατίνη, έχει παρασκευασθεί μια ποικιλία από λευκοχρυσούχα αντινεοπλασματικά φάρμακα με ανάλογη φυσιολογική δράση, αλλά πιο ανεκτά από άποψη τοξικότητας και με ηπιότερες παρενέργειες, όπως τα επόμενα:

Στην Ελλάδα η σισπλατίνη, όπως και άλλα λευκοχρυσούχα και μη αντινεοπλασματικά φάρμακα εγκρίνονται από τον Εθνικό Οργανισμό Φαρμάκων (ΕΟΦ). Στο διαδίκτυο υπάρχει ο πλήρης κατάλογος των αντινεοπλασματικών φαρμάκων που έχουν εγκριθεί από τον ΕΟΦ με Εθνική διαδικασία, (βλέπε π.χ. έγγραφο ΕΟΦ, αρ. Πρωτοκ. 55258/6-9-2006 και οι θεραπευτικές τους ενδείξεις) [Αναφ. 13]. Η σισπλατίνη αποτελεί ένα από τα κύρια χημειοθεραπευτικά φάρμακα και η δράση της, ο τρόπος χορήγησης και οι παρενέργειές της εξετάζονται διεξοδικά σε εξειδικευμένα συγγράμματα [Αναφ. 14].

 

Μηχανισμός αντικαρκινικής δράσης της σισπλατίνης και άλλων συμπλόκων λευκοχρύσου [Αναφ. 15]

Η έρευνα για τα σύμπλοκα λευκοχρύσου και άλλων ευγενών μετάλλων επικεντρώθηκε κατά τα τελευταία χρόνια κυρίως στο μηχανισμό με τον οποίο εισάγονται στο ζωντανό οργανισμό, διαχέονται στα διάφορα όργανα και δρουν σε συγκεκριμένες θέσεις της δομής των νουκλεϊνικών οξέων (DNA, RNA) προκαλώντας αναστολή της ανάπτυξης των κακοήθων κυττάρων. Συνήθως το ενέσιμο υλικό εισάγεται στην κοιλιακή χώρα και μέσω της κυκλοφορίας του αίματος το φάρμακο κατευθύνεται στα διάφορα όργανα.

Πιστεύεται ότι η σισπλατίνη υδρολύεται σε δύο στάδια και μετά εισχωρεί σε προσιτές θέσεις του κυτταρικού DNA (υπάρχει και το μιτοχονδριακό DNA) και κυρίως σε θέσεις πλούσιες στις βάσεις γουανίνη (G) και αδενίνη (A), όπου πραγματοποιεί πυρηνόφιλες υποκαταστάσεις. Ο τρόπος αυτός δράσης κατατάσσει τη σισπλατίνη στους δραστικούς αλκυλιωτικούς παράγοντες. Πρέπει να σημειωθεί ότι ουσίες με αυτές τις ιδιότητες είναι και καρκινογόνες ενώσεις.

Οι διάφορες μελέτες έδειξαν ότι η κυτταροστατική δράση της σισπλατίνης οφείλεται στη δομή της, γιατί η trans-μορφή του συμπλόκου δεν παρουσιάζει αντικαρκινικές ιδιότητες. Οι προσπάθειες των επιστημόνων επικεντρώθηκαν στη διερεύνηση του τρόπου με τον οποίο ειδικές κυτταρικές πρωτεΐνες αναγνωρίζουν τα σύμπλοκα σισπλατίνης-DNA. Οι μελέτες αυτές έδειξαν ότι η αλληλεπίδραση των πρωτεϊνών αυτών με τα σύμπλοκα οδηγεί σε προγραμματισμένο θάνατο (απόπτωση) των κακοήθων κυττάρων.

Κατ΄αρχάς πρέπει να γίνει κατανοητό πώς η ουσία εισχωρεί στο κυτταρικό υπόστρωμα.

Με την ενέσιμη μορφή (η οποία περιέχει ισοτονικό διάλυμα χλωριούχου νατρίου) η σισπλατίνη περνάει στο αίμα, όπου παραμένει αναλλοίωτη λόγω της σχετικά υψηλής συγκέντρωσης ιόντων χλωρίου (~100 mM). Ως ηλεκτρικώς ουδέτερη ουσία η σισπλατίνη εισέρχεται στο κύτταρο είτε με παθητική διάχυση (passive diffusion) μέσω της κυτταρικής μεμβράνης (δηλ. μεταφορά λόγω διαφοράς συγκέντρωσης), είτε με ενεργητική πρόσληψη ή διαπέραση (active uptake) (δηλ. μεταφορά μετά από σύνδεση με ένα μόριο-μεταφορέα, συνήθως μια πρωτεΐνη).

Μέσα στο κύτταρο, λόγω της χαμηλότερης συγκέντρωσης των ιόντων χλωρίου (~3-20 mM) και της υψηλότερης συγκέντρωσης του νερού στο κυτταρόπλασμα, το μόριο υπόκειται σε σταδιακή υδρόλυση, κατά την οποία τα χλώρια αντικαθίστανται με μόρια ύδατος κατά τις αντιδράσεις:

Η σισπλατίνη μετά την είσοδο στο κύτταρο

Μετά την είσοδο στο κύτταρο η σισπλατίνη φορτισμένη θετικά προσεγγίζει διάφορους στόχους, όπως τα βιομόρια DNA, RNA, ένζυμα που περιέχουν θείο, όπως μεταλλοθειονίνες ή τη γλουταθειόνη και τα μιτοχόνδρια.

Η επίδραση της σισπλατίνης στα μιτοχόνδρια δεν έχει γίνει πλήρως κατανοητή, πάντως πιστεύεται ότι προκαλεί σ'αυτά βλάβες που μπορεί να οδηγούν στο θάνατο των κυττάρων. Πιο διευκρινισμένες είναι οι αλληλεπιδράσεις της σισπλατίνης με ένζυμα που περιέχουν θείο. Πιστεύεται ότι οι αλληλεπιδράσεις αυτές αποτελούν μέρος της άμυνας του κυτταρικού υποστρώματος στην κυτταροτοξικότητα της σισπλατίνης και σε κάποιο βαθμό συνεισφέρουν στην ανάπτυξη αντίστασης του οργανισμού κατά του φαρμάκου.

Οι έρευνες επικεντρώθηκαν στις αλληλοεπιδράσεις της σισπλατίνης με τα DNA και RNA, οι οποίες σε μεγάλο βαθμό έχουν διευκρινιστεί και παρέχουν στους επιστήμονες μία «εσωτερική» εικόνα και ερμηνεία της αντινεοπλασματικής δράσης του φαρμάκου.

 

Αλληλεπίδραση της σισπλατίνης με το RNA

Αν και η σισπλατίνη μπορεί να συνδεθεί με το RNA, πιστεύεται ότι η σύνδεση αυτή δεν σχετίζεται άμεσα με την κυτταροστατική δράση της. 'Ενα συμπλεγμένο από τη σισπλατίνη μόριο RNA μπορεί να αντικατασταθεί από ένα νέο άθικτο μόριο RNA, αφού οι έρευνες έδειξαν ότι η σισπλατίνη δεν επηρεάζει τη σύνθεση του RNA, ενώ αντίθετα επηρεάζει τη σύνθεση του DNA. Ακόμη, διαπιστώθηκε ότι η προσθήκη υψηλών (θανατηφόρων) δόσεων σισπλατίνης σε καλλιέργειες καρκινικών κυττάρων καταστρέφει μόνο το 1-10% των μορίων RNA [Αναφ. 15].

 

Αλληλεπίδραση της σισπλατίνης με το DNA

H σισπλατίνη συμπλέκεται με το DNA μέσω των ατόμων αζώτου (Ν) των βάσεων με πουρινική δομή (αδενίνη και γουανίνη), τα οποία αντικαθιστούν τα δύο μόρια ύδατος του συμπλόκου [Pt(NH3)2(H2O)2]2+. Ειδικά, το άτομο Ν7 της αδενίνης και της γουανίνης είναι ελεύθερο να ενωθεί με τη σισπλατίνη, αφού αυτό το άτομο αζώτου αυτό δεν συμμετέχει στους δεσμούς υδρογόνου που συνδέουν τις βάσεις ανά ζεύγη και επιπλέον χαρακτηρίζεται από μεγάλη ηλεκτρονιακή πυκνότητα. Τα αδιατάρακτα ζεύγη θυμίνης-αδενίνης (ΤΑ) και κυτοσίνης-γουανίνης (CG) δείχνονται στο επόμενο σχήμα, όπου σημειώνεται (σε κόκκινο κύκλο) και το άτομο N7.

Ο σχηματισμός δίκλωνου μορίου DNA μέσω σύνδεσης με δεσμούς υδρογόνου των βάσεων θυμίνης-αδενίνης (ζεύγος ΤΑ) και κυτοσίνης-γουανίνης (ζεύγος CG). Με κόκκινο χρώμα και σε κόκκινο κύκλο δείχνονται τα άτομα αζώτου N7 της αδενίνης και της γουανίνης, τα οποία συνδέονται με τον λευκόχρυσο αντικαθιστώντας τα μόρια ύδατος στο σύμπλοκο [Pt(NH3)2(H2O)2]2+.

 

Το DNA σχηματίζει διάφορες ενώσεις προσθήκης (adducts) με τη σισπλατίνη. Από αυτές τις ενώσεις προσθήκης σταθερότερες είναι εκείνες όπου τα δύο χλώρια υποκαθίστανται από τα άτομα αζώτου Ν7 που βρίσκονται σε γειτονικές γουανίνες (-G-G-) στον ίδιο κλώνο του DNA. Οι γειτονικές γουανίνες παρέχουν τα σταθερότερα σύμπλοκα, ωστόσο έχουν διαπιστωθεί και σύμπλοκα με γειτονικές αδενίνες και γουανίνες (-A-G-). Τα σύμπλοκα αυτά καλούνται 1,2-ενδοκλωνικές ενώσεις προσθήκης (1,2-intrastrand adducts) και αποτελούν το 90% των δυνατών ενώσεων προσθήκης. Επιπλέον υφίστανται και 1,3-ενδοκλωνικές, όπως και διακλωνικές ενώσεις προσθήκης (interstrand adducts). Από τις 1,2-ενδοκλωνικές ενώσεις προσθήκης το 65% αφορά γειτονικές γουανίνες (-G-G-) και το 25% γειτονικές αδενίνες-γουανίνες (-A-G-).

'Αμεσο αποτέλεσμα της δημιουργίας αυτών των ενώσεων προσθήκης είναι η αποδιοργάνωση στην περιοχή τους της κανονικής στοίβαξης των βάσεων, γεγονός το οποίο θα προκαλεί μια τοπική στρέβλωση (kink) στη δομή του μορίου DNA. Η παραμόρφωση αυτή φαίνεται ότι καθιστά το μόριο του DNA μη λειτουργικό, γεγονός που οδηγεί στο θάνατο του κυττάρου.

1,2-d(GpG) ενδοκλωνική 1,2-d(ΑpG) ενδοκλωνική 1,3-d(GpG) ενδοκλωνική d(GpC)d(GpC) διακλωνική

Παραδείγματα ενώσεων προσθήκης (adducts) σισπλατίνης - τμημάτων DNA. Σε πράσινο κύκλο βρίσκονται οι βάσεις που αντικαθιστούν τα δύο άτομα χλωρίου (μόρια ύδατος μέσα στο κύτταρο) της σισπλατίνης και οι αντίστοιχοι συμβολισμοί [Αναφ. 16].

 

Γιατί ο σχηματισμός ενώσεων προσθήκης σισπλατίνης - DNA οδηγεί στο προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο;

Οι πολύχρονες έρευνες έδειξαν ότι οι ενώσεις προσθήκης DNA-σισπλατίνης παρεμποδίζουν τον αναδιπλασιασμό και τη μεταγραφή του DNA, καθώς και την ενζυμική επιδιόρθωσή του. Οι επιστήμονες θέλουν να κατανοήσουν γιατί η διασύνδεση με το DNA επιδρά στον προγραμματισμένο θάνατο των κακοήθων κυττάρων και τη διαφορά μεταξύ cis- και trans-διαμμινοδιχλωρολευκόχρυσου(ΙΙ). Οι έρευνες αυτές έγιναν in vitro (σε καλλιέργειες κυττάρων) και in vivo (σε πειραματόζωα). Οι έρευνες in vitro έγιναν σε προκαρυωτικά (βακτηρίων) και ευκαρυωτικά (θηλαστικών) κύττταρα και έδειξαν ότι και τα δύο ισομερή δημιουργούν ενώσεις προσθήκης (ιδιαίτερα 1,2-ενδοκλωνικές) με το DNA και αναστέλλουν τη επιδιορθωτική δράση της πολυμεράσης του DNA, που είναι απαραίτητη για αναδιπλασιασμό. Το ίδιο έδειξαν και τα πειράματα in vivo.

Αφού οι άλλες έρευνες έδειξαν ότι το trans-ισομερές δεν έχει αντικαρκινική δράση, το λογικό συμπέρασμα είναι ότι η αναστολή της επιδιορθωτικής δράσης της πολυμεράσης του DNA και επομένως της παραγωγής αντιγράφων μορίων DNA δεν αποτελεί τον μόνο μηχανισμό που προκαλεί την κυτταροστατική δράση της σισπλατίνης.

Οι επιδράσεις στη μεταγραφή του DNA (transcription) και για τα δύο ισομερή ήταν δύσκολο να ερμηνευθούν, αλλά οι έρευνες έδειξαν ότι η σισπλατίνη δεν εμπόδιζε τη μεταγραφή, αλλά πιθανώς οδηγεί στον προγραμματισμένο θάνατο των κυττάρων (για in vitro πειράματα). Η κυτταροτοξικότητα της σισπλατίνης σίγουρα πηγάζει από την αδυναμία του κυττάρου να επιδιορθώσει τις βλάβες (ιδιαίτερα στην περίπτωση της 1,2-ενδοκλωνικής ένωσης προσθήκης) με εκτομή (excision repair system), δηλαδή μιας διαδικασίας επιδιόρθωσης του DNA κατά την οποία  αποκόπτεται το τμήμα του κλώνου με το σημείο βλάβης (εδώ από τη σισπλατίνη) και την αναδημιουργία του με βάση το "εκμαγείο" (template), που αποτελεί η αλληλουχία των βάσεων του απέναντι τμήματος του άθικτου κλώνου. Παρά τις παρατηρήσεις αυτές φαίνεται ότι είναι νωρίς ακόμη για οριστικά συμπεράσματα.

Οι επιστήμονες εξέτασαν και τις αλληλεπιδράσεις των κυτταρικών πρωτεϊνών με το DNA που έχει υποστεί βλάβες από τη σισπλατίνη. Υπέθεσαν ότι πρωτεΐνες που συνδέονταν με ενώσεις προσθήκης σισπλατίνης-DNA μπορούν να παρεμποδίσουν την επιδιόρθωση μέσω εκτομής. Με διάφορες δοκιμασίες διαχώρισαν διάφορες πρωτεΐνες και βρήκαν ότι όλες τους περιέχουν τμήματα με πανομοιότυπες αλληλουχίες αμινοξέων, οι οποίες ονομάζονται ομάδες υψηλής κινητικότητας (high mobility groups, HMG). Επίσης, διαπιστώθηκε ότι κύτταρα τα οποία δεν διαθέτουν το γονίδιο που κωδικοποιεί τις πρωτεΐνες με περιοχές HMG (HMG-domain proteins) είναι λιγότερο ευαίσθητα στη σισπλατίνη. Από τα αποτελέσματα αυτά προκύπτει το συμπέρασμα ότι η αντινεοπλασματική δραστικότητα του φαρμάκου θα είναι εντονότερη σε κύτταρα με πρωτεΐνες με περιοχές HMG. Πιστεύεται ότι οι πρωτεΐνες με περιοχές HMG είναι παράγοντες μεταγραφής (transcription factors), γεγονός που σημαίνει ότι είναι απαραίτητες για τη σύνθεση του RNA από κλώνους DNA-εκμαγεία.

Μια θεωρία επισημαίνει ότι εάν υπάρχει προτίμηση για τις πρωτεΐνες με περιοχές HMG να ενωθούν με ενώσεις προσθήκης σισπλατίνης-DNA, τότε δημιουργείται χάος στο μηχανισμό μεταγραφής γεγονός που οδηγεί στον κυτταρικό θάνατο. Σύμφωνα με μια δεύτερη θεωρία η αλληλοεπίδραση των πρωτεϊνών αυτών με τις ενώσεις προσθήκης σισπλατίνης-DNA δεν αναγνωρίζονται από τον επιδιορθωτικό μηχανισμό του DNA και αναπόφευκτα η αλληλεπίδραση αυτή οδηγεί στην καταστροφή των κυττάρων [Αναφ. 17-20].

 

Μια χρήσιμη συλλογή πληροφοριών (ίσως η πληρέστερη στο Διαδίκτυο) για τη σισπλατίνη, όπου αναφέρεται το ιστορικό της ανακάλυψης, θεωρητικές αρχές, τρόπος δράσης του φαρμάκου, οικονομικά θέματα κ.α., μπορούν να αναζητηθούν στις ιστοσελίδες της ChemWiki (University of California in Davis) με τον τίτλο: "Cisplatin: The Invention of an Anticancer Drug".

 


Βιβλιογραφία και Πηγές από το Διαδίκτυο

1.     Peyrone M. Annals Chem Pharmacol 51: 129, 1845.

2.     Miller M: "Cisplatin", Chemical of the Month page, Bristol University. 

3.     Liu SM (Imperial College): "Synthesis of Cisplatin" (updated: 05/02/2003) 

4.     Wikipedia: "Cisplatin".

5.     Rosenberg B, Van Camp L, Krigas T: "Inhibition of cell division in Escherichia Coli by electrolysis products from a platinum electrode", Nature 205: 698-699, 1965 (Abstract).

6.     Rosenberg B, Van Camp L, Grimley EB, Thomson AJ: "The inhibition of growth or cell division in Escherichia coli by different ionic species of platinum(IV) complexes", J Biol Chem. 242(6): 1347-1352, 1967 (PDF, 1,16 MB).

7.     Rosenberg B, Van Camp L, Trosko JE, Mansour VH: "Platinum compounds: a new class of potent antitumour agents.", Nature 222: 385-386, 1969.
8.     Rosenberg B: "Fundamental studies with Cisplatin", Cancer 55: 2303-2316, 1985.

9.     Rosenberg B: "Noble metal complexes in cancer chemotherapy (Review)", Adv Exp Med Biol 91: 129-150, 1977 (PubMed).

10.   Rosenberg B: "Platinum coordination complexes in cancer chemotherapy. Review", Naturwissenschaften 60: 399-406, 1973.
11.   Rosenberg B: "Noble Metal Complexes in Cancer Chemotherapy", Inorganic and Nutritional Aspects of Cancer Series. Plenum, New York, 1978.
12.   Rosenberg B: "Platinum Coordination Complexes in Cancer Chemotherapy", Springer-Verlag, Heidelberg, 1974.

13.   'Εγγραφο του Εθνικού Οργανισμού Φαρμάκου (55258/6-9-06), "Αντινεοπλασματικά Φάρμακα που έχουν εγκριθεί από τον ΕΟΦ με Εθνική Διαδικασία" (PDF, 530 KB).

14.   (α) Skeel RT: "Handbook of Cancer Chemotherapy", Lippincott Williams & Wilkin, New York, 6th ed. 2003, 7th ed. 2007. (β) Chu E, DeVita VT, Jr: "Physicians' Cancer Chemotherapy Drug Manual. 2006", Jones & Barlett, New York, 2007. (γ) Fischer DS, Durivage HJ, Knobf MT, Beaulieu NJ: "The Cancer Chemotherapy Handbook, 6th edition", Elsevier Health Sciences, New York, 2003. (δ) Μπαρμπουνάκη-Κωνσταντάκου Ε: "Χημειοθεραπεία", Εκδ. ΒΗΤΑ Ιατρικές εκδόσεις, Αθήνα, 2004. (ε) Φούντζηλας Γ: "Βασικές Αρχές Θεραπείας του Καρκίνου", Εκδόσεις University Studio, Θεσσαλονίκη, 2006.

15.   Smith A (Quinnipiac University): "Cisplatin. 12: Modes of action of Cisplatin" (από το "Cisplatin: The Invention of an Anticancer Drug" των ιστοσελίδων www.chemcases.com, του Kennesaw State University)

16.   Wozniak Κ, Blasiak J: "Review: Recognition and repair of DNA-cisplatin adducts", Acta Biochimica Polonica 49(3): 583-596, 2002 (PDF, 280 KB).
17.   Pil P, Lippard SJ: "Cisplatin", in: Bertino JR, editor. Encyclopedia of Cancer. Academic Press, San Diego, CA, 1997, vol. 1, pp. 392-410.
18.   Mantri Y, Lippard SJ, Baik MH: "Bifunctional binding of Cisplatin to DNA: Why does Cisplatin form 1,2-intrastrand cross-links with AG but not with GA?", J Am Chem Soc 129: 5023-5030, 2007.
19.   Barnes KR, Lippard SJ: "Cisplatin and related anticancer drugs: Recent advances and insights", Met Ions Biol Syst 42: 143-177, 2004.
20.   Baik MH, Friesner RA, Lippard SJ: "Theoretical study of Cisplatin binding to purine bases: Why does Cisplatin prefers guanine over adenine?", J Am Chem Soc 125: 14082-1492, 2003 (Abstract).
 

'Αλλες πηγές από το Διαδίκτυο για τη Σισπλατίνη

21.   Cancer backup: "Cisplatin".

22.   Magic Bullets, Chemistry vs. Cancer: "Cisplatin: The Platinum Standard".  

23.   Trzaska S: "Top Pharmaceuticals: Cisplatin", Chemical & Engineering News.

24.   Oxford University: "Safety data for Cisplatin"

25.   INCHEM: "Cisplatin".

26.   Keppler BK: "Metal Coordination Compounds in Cancer Therapy", University of Vienna (PDF, 2,55 MB).

 

 

 

Αποποίηση ευθυνών: Έχει καταβληθεί κάθε προσπάθεια για να εξασφαλισθεί η ορθότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνονται σε αυτή τη σελίδα, ωστόσο ο έχων την επιμέλεια της σελίδας αυτής και το Τμήμα Χημείας δεν αναλαμβάνουν τη νομική ευθύνη για τυχόν σφάλματα, παραλείψεις ή ανακριβείς πληροφορίες. Επιπλέον, το Τμήμα Χημείας δεν εγγυάται την ορθότητα των αναφερόμενων σε εξωτερικές ιστοσελίδες, ούτε η αναφορά μέσω συνδέσμων (links) στις ιστοσελίδες αυτές, υποδηλώνει ότι το Τμήμα Χημείας επικυρώνει ή καθ' οιονδήποτε τρόπο αποδέχεται το περιεχόμενό τους.