C-vitamin i kroppen kan spores ved fluorescens

C-vitamin er bedst kendt som et næringsstof. I doser med høj nok viser C-vitamin også potentiale mod mange kræftformer, ifølge nyere undersøgelser. For at kunne udvikle C-vitamin (kemisk betegnet ascorbinsyre) som medicin, er det afgørende at sonde koncentrationen i kroppen og dermed sikre sikre og effektive doser.

vitamincinth.jpg

Overvågning af de ændrede niveauer af et leveret lægemiddel er ikke let. For ascorbinsyre er en metode at anvende reaktionen mellem forbindelsen og fluorescerende probe molekyler, så kemikere visuelt kan spore sin bevægelse gennem kroppen. Fluorescens kræver lys, og eksisterende prober bruger lys af den forkerte bølgelængde til at trænge ind i levende væv. Nu har et team ledet af University of Tokyo Institute of Industrial Science (IIS) udviklet en ny probe, der kunne skinne en vej til ascorbinsyre som kræftbehandling.

I en undersøgelse, der blev offentliggjort i Scientific Reports, blev ascorbinsyre-niveauer i mus sporet ved anvendelse af et komplekst molekyle kaldet R2c. Ved hjælp af nogle klog kemi designet IIS-teamet denne sonde til at reagere med ascorbinsyremolekyler i kroppen. En time efter, at R2c blev injiceret i musens haler, var hele kroppen fluorescerende og fremhævede ascorbinsyren, der var naturlig til stede i musene, da R2c-sonden cirkulerede gennem blodbanen.

Dernæst blev musene injiceret med en dosis ekstra ascorbinsyre, der hævede koncentrationen over normal. Inden for 10 minutter flød fluorescenssignalet op i maven - hvilket viste, at dette var den første destination for ascorbinsyre dosis, der flyder fra halen. Som før spredes sondesignalet i hele kroppen i løbet af den næste time og bliver særlig intens i vitale organer. Dette er første gang, at forskere har direkte billedet ascorbinsyre administreret til en mus.

Sonden er meget følsom, og detekterer ascorbinsyre ned til mikromolære mængder - tilstrækkeligt niveau til at detektere det i det humane blod. Som undersøgelse første forfatter Takanori Yokoi forklarer, "Vi skabte R2c fra en siliciumforbindelse, SiPc, bundet til TEMPO frie radikaler. Radikalerne stopper SiPc molekyler fra aggregering, som ville slukke deres fluorescens. Til gengæld indkapsles hvert probemolekyle i en protein kaldet BSA. "

Ved at blokere reaktioner med andre kemikalier end målet, sikrer BSA, at sonden også er selektiv. R2c reagerer hurtigt med ascorbinsyre, bliver et fluorescerende molekyle - men det forbliver strengt afsat til andre biologiske forbindelser. Holdet fandt ud af, at hydrogenperoxid, som forekommer i kroppen, kunne tilsættes til R2c uden at blande sig med ascorbinsyresignalet - i hvert fald i laboratoriet. Dette giver håbet om, at R2c kunne trofast udvælge ascorbinsyre hos mennesker også.

"Vores sonde er den første til at spore C-vitamin med følsomhed såvel som hastighed, selektivitet og lav toksicitet," siger tilsvarende forfatter Kazuyuki Ishii. "Spændende kunne vi se præcis, hvilke organer C-vitamin akkumulerede i. Til klinisk kræftbehandling ville det være en uvurderlig hjælp til effektivt at levere dette lægemiddel til de rigtige dele af kroppen."