Inhibitory topoizomerazy to związki chemiczne, które blokują działanie topoizomeraz. Można je podzielić na dwa główne typy takie jak topoizomerazy I typu i topoizomerazy II typu. Topoizomeraza jest bardzo ważnym procesem i pełni istotnę rolę w produkcjii komórkowej i organizacji DNA, pośrednicząc w cięciu DNA by u rozluźnić superzwoje, rozplątać katenany i kondestować chromosomy w komórkach. Inhibitory topoizomerazy odgrywają bardzo ważną rolę podczas istotnych procesów komórkowych. Niektóre grupy inhibitorów topoizomerazy zapobiegają ewentualnemu pękaniu nici DNA przez topoizomerazę, inne zaś zapobiegają ponownej topoizomerazy. Z uwagi na swoje właściwości inhibitory topoizomerazy takie jak zdolność do indukowania apoptozy zyskały spore zainteresowanie środowiska medycznego. Lekarze stosują je jako lek wspomagajacy terapię nowotworów.
Inhibitory topoizomerazy I stopnia
Inhibitory topoizomerazy I stopnia rozluźniają zwijanie się DNA.
Leki wykorzystywane do leczenia nowotworów
- kaptotecyny
Kaptotecyna jest uzyskiwana z drzewa Camptotheca acuminata , które pochodzi z południa Chin. Jest używana w tradycyjnej medycynie chińskiej. Stosowano ją z powodzeniem w Chinach w leczeniu raka przewodu pokarmowego. Przeprowadzone zostały badania kliniczne pod kątem właściwości antynowotworowych szczególnie zastosowania przy leczeniu raka piersi, jajników, okrężnicy, płuc i żołądka. Wykazano jednak, że podczas stosowania w terapii wykazuje działanie niepożądane, posiadając niską rozpuszczalność. Opracowano więc liczne syntezy kamptotecyny i substancji jej pochodnych w celu zwiększenia wydajności i skuteczności leczenia. Cztery powstałe substancje zostały zatwierdzone przez medyków do powszechnego stosowania w celu leczenia nowotworów. Są to leki, używane podczas chemioterapii takie jak topotekan, irinotekan, belotekan i trastuzumab derukstekan. Kamtotecyna jest obecna również w innych roślinach takich jak Chonemorpha fragrans.
- niekaptotecyny
Inhibitory z tej grupy w porównaniu z kaptotecynami wykazują wyjątkowe właściwości. W odróżnieniu od nich są bardziej stałe chemicznie, nie posiadają w swoim składzie pierścienia E laktonu. Następną cechą tego typu jest to, że wykazują mniejszą odwracalność. To sprawia, że potrzebny jest krótszy czas wlewu chemuoterapii. Niekatoptotecyny są obecnie badane klinicznie. Obok leków takich jak indokarbazole, topovali najbardziej skuteczne okazują się fenantrydyny. Specyfiki te uznaje się za potencjalne lekarstwa w walce z rakiem okrężnicy, nie są skuteczne przy nowotworze.
Inhibitory topoizomerazy II stopnia
Inhibitory typu II tworzą homodimer, który rozszczeopia DNA, są niezbędne do profiferacji komórek. Infhibitory topoizomerazy II stopnia są niezwykle skuteczne w walce z nowotworami. Niektóre z nich takie jak chinolony, fluorochinolony i kumaryny są charakterystyczne tylko dla tego II typu. Dzięki temu doskonale sprawdzają się jako antybiotyki.
Aminokumaryny i chinolony to dwa typy inhibitorów topoizomerazy II stopnia, które są używane jako antybiotyk. Aminokumaryny można podzielić na dwie grupy: tradycyjna kumaryna, symocyklionerzy. Chinolony są najczęściej używanymi antybiotykami w zakażeniach bakteryjnych ludzi, stosuje się je w terapii infekcji dróg moczowych, skóry, chorób wenerycznych.
Leki przeciwnowotworowe
- Interkalująca i nieinterkalujaca trucizna
Inhibitory topoizomerazy II stopnia mają dwie główne właściwości, które je identyfikują takie jak trucizny i inhibitory katalityczne. Trucizny sa zdolne zdolnością do tworzenia nieodwracalnych zmian DNA, można je podzielić na interkalacyjne lub nieinterkalacyjne. Antracykliny sa jedna z najbardziej popularnych medycznych trucizn, są w stanie leczyć raka różnego pochodzenia. Są stosowane jako dodatek do chemioterapii. Do nieinterkalujących trucizn typu II zaliczamy etopozyd i tenipozyd.
- Inhibitory katalityczne
Sa one czasem konkurencją do stosowania trucizn. Ich działaniem jest nakierowywanie enzymów wewnątrz komórki, hamują procesy genetyczne takie jak dynamika chromosomów, dzięki nim możliwa jest stabilizacja DNA.