Multidisciplinarni tim znanstvenika s Instituta Ruđer Bošković (IRB) razvio je potpuno novi protokol za fluorescentno obilježavanje proteina, koji se temelji na neuobičajenoj fotokemijskoj reaktivnosti. Da je riječ o neuobičajenu i važnu protokolu visoke primjenjivosti, potvrđuje i patentna prijava u Europi i SAD-u te objava dijela istraživanja u uglednom znanstvenom časopisu Američkog kemijskog društva 'ACS Applied Materials & Interfaces' (IF = 8,456).

Sjajni rezultati uspješan su ishod sinergije eksperimentalnih i teorijskih istraživanja hrvatskih znanstvenika u području organske sinteze, fotokemije i biologije te suradnje s profesorima Cornelijom Bohne i Peterom Wanom sa Sveučilišta Victoria u Kanadi.

Ruđerov tim kemičara, koji uključuje Katarinu Zlatić, dr. sc. Ivanu Antol i dr. sc. Nikolu Basarića iz Zavoda za organsku kemiju i biokemiju te biologa dr. sc. Lidiju Uzelac, dr. sc. Ana-Mateu Mikecin Dražić i dr. sc. Marijetu Kralj iz Zavoda za molekularnu medicinu IRB-a intenzivno radi na ovim istraživanjima posljednjih deset godina.

Za novi su protokol već podnijeli patentnu prijavu, a nadaju se ostvariti partnerstvo s farmaceutskim tvrtkama, kao i tvrtkama zainteresiranima za primjenu fluorescentnih tehnologija u biologiji te malim i srednjim poduzećima kako bi uspješno komercijalizirali svoj izum.

Naš je tim tijekom posljednje četiri godine u sklopu projekta Hrvatske zaklade za znanost (HrZZ) marljivo radio na razvoju novih potencijalnih lijekova za fototerapiju karcinoma. Kod novog protokola posebno je zanimljivo da se ne temelji na 'fotosenzibilizaciji' i nastajanju reaktivnog singletnog kisika, koji je trenutačno glavni mehanizam fotokemijskog liječenja karcinoma koji se primjenjuje u klinici. Nova metoda temelji se na fotokemijskoj pretvorbi neškodljivog bojila u vrlo reaktivni spoj 'kinon-metid'. Karakteristično za taj spoj – 'kinon-metid' jest to da reagira s različitim unutarstaničnim molekulama i odgovoran je za staničnu smrt, objašnjava dr. sc. Nikola Basarić, voditelj Laboratorija za sintetsku organsku kemiju IRB-a te projekta HrZZ-a 'Supramolekulska kontrola fotokemijskih reakcija eliminacije' u sklopu kojeg je izveden dio istraživanja.

Stanice karcinoma obojene su novim spojem (bojom), a vizualizirane pomoću konfokalnog mikroskopa. (Foto: Institut Ruđer Bošković)

S obzirom na to da učinkovitost predloženog tretmana ne ovisi o prisutnosti otopljenog kisika u stanicama, koji je često prisutan u vrlo niskoj koncentraciji u stanicama raka, metoda koju smo razvili predstavlja vrlo obećavajuću alternativu u fototerapiji raka. Selektivnost metode i minimiziranje nuspojava liječenja moglo bi se osigurati selektivnim pobuđivanjem bojila koja je lokalizirano u tkivu raka, primjerice upotrebom optičkih vlakana, dodaje dr. Basarić.

U nizu različitih sintetiziranih bojila, neke su molekule izrazito svijetle i fluorescentne te fotokemijski stabilne, pod uvjetom da su pobuđene vidljivom svjetlošću. U tim slučajevima molekule se mogu koristiti kao fluorescentne boje za in vitro stanično oslikavanje u fluorescentnoj mikroskopiji.

Molekule su fotokemijski stabilne nakon pobude vidljivom svjetlosti. Međutim, njihova se fotokemijska reaktivnost može potaknuti upotrebom UV zračenja. Nakon takve pobude UV zračenjem nastaju vrlo reaktivna ''viša pobuđena singletna stanja'', koja ultrabrzim reakcijama stvaraju reaktivne vrste ''kinon-metide''. Ti kinon-metidi mogu se kovalentno (trajno) vezati za proteine i omogućiti njihovu vizualizaciju fluorescentnom spektroskopijom.

Mi nastavljamo s istraživanjima te ćemo sljedeće četiri godine u sklopu novog projekta HrZZ-a 'PhotoApp' raditi na razvoju novih fluorescentnih bojila za fototerapiju karcinoma, a nadamo se u skorije vrijeme i partneru iz industrije s kojim bismo mogli uspješno dovršiti komercijalizaciju istraživanja, zaključuje dr. Basarić.

Novi projekt 'Fotokemija: reakcijski mehanizmi i primjene u organskoj sintezi i biologiji', koji je HrZZ odobrila dr. Nikoli Basariću ove godine, vrijedan je gotovo milijun kuna, a okuplja tim od osam vrsnih znanstvenika.