Towards therapeutic automata and hypoxia activated singlet oxygen generators

Fotodinamik terapi (PDT), belirli bir kromoforun (sensitizer) uyarılması ve ardından tümör dokularında çözünmüş oksijene bir enerji aktarımı yoluyla singlet oksijenin verimli bir şekilde üretilmesine (1O2) bağlıdır. Sitotoksik singlet oksijen ve diğer ikincil ürünler (reaktif oksijen türleri, ROS), tümör hücrelerinin apoptotik ve nekrotik ölümlerinden sorumludur. Bu bağlamda "terminatör" otomatiği olarak hareket eden moleküler 1: 2 demultiplexer (DEMUX) ajanı tasarlanmıştır: bir zamanlar foto eksitasyon ile çalıştırılan ajan kanser hücrelerini öldürmek için singlet oksijen üretir. Kanser hücreleri apoptoz başlattığında, ajan hücre duvarının dış kısmındaki fosfatidilserinler ile etkileşime girer ve özerk bir şekilde işaretleme moduna geçer, parlak bir emisyon sinyalini açar ve singlet oksijen üretimini kapatır. Bu nedenle, çıkış singlet oksijen ile apoptosis için onaylayıcı bir floresan emisyonu arasında geçiş yapabilir. Burada sunduğumuz otomat, mantık kapısı düşüncelerine ve sistemin sağlam bir fotofiziksel anlayışına dayanmaktadır ve pratiklik konusunda açık bir ilerleme yolu olan çok inandırıcı bir moleküler mantık olgusu olmalıdır. Bir diğer projede, PDT'yi daha kontrol edilebilir ve geniş çapta uygulanabilir bir terapötik protokole dönüştürmek hedeflenmiştir. Bunu başarma yaklaşımımız, fotosensitizasyon olayını PDT'nin primer sitotoksik ajanı olan singlet oksijen dağıtımından ayırmaktır. Bu nedenle, tekli oksijen için tipik bir ışığa duyarlılaştırma koşulları altında moleküler oksijen ile reaksiyona girebilen bir depolama bileşiği (endoperoksit) tasarlanmak zorundadır ve daha sonra bu yarı kararlı bileşik, kimyasal veya enzimatik bir ipucuna karşılık olarak yükünü serbest bırakacak olan tümör bölgesine aktarılmalıdır. Bu yaklaşımın, taşıyıcı molekülün kimyasal transformasyonu ile stokiyometrik olarak (katalitik olan fotoduyarlaştırmanın aksine) üretilen singlet oksijenin, kanser hücrelerinde apoptotik yanıtı tetiklemek için yeterli olacağını amaçlıyoruz.