Antimetabolit
En antimetabolit är en kemikalie som hämmar användningen av en metabolit , vilket är en annan kemikalie som ingår i normal metabolism . Sådana substanser liknar ofta i strukturen den metabolit som de stör, såsom antifolater som stör användningen av folsyra ; sålunda kompetitiv hämning inträffa, och närvaron av antimetaboliter kan ha toxiska effekter på celler, såsom att stoppa celltillväxt och celldelning , så dessa föreningar används som kemoterapi för cancer.
Fungera
Cancer behandling
Antimetaboliter kan användas vid cancerbehandling , eftersom de stör DNA-produktionen och därför celldelning och tumörtillväxt. Eftersom cancerceller spenderar mer tid på att dela sig än andra celler, skadar hämning av celldelning tumörceller mer än andra celler. Antimetabolitläkemedel används vanligtvis för att behandla leukemi, cancer i bröst, äggstockar och mag-tarmkanalen, såväl som andra typer av cancer. I det anatomiska terapeutiska kemiska klassificeringssystemet klassificeras antimetabolitcancerläkemedel under L01B.
Antimetaboliter försämrar i allmänhet DNA-replikationsmaskineriet, antingen genom inkorporering av kemiskt förändrade nukleotider eller genom att tömma tillgången på deoxinukleotider som behövs för DNA-replikation och cellproliferation.
Exempel på cancerläkemedelsantimetaboliter inkluderar, men är inte begränsade till följande:
- 5- Fluorouracil (5-FU)
- 6- Merkaptopurin (6 MP)
- Capecitabin (Xeloda®)
- Cytarabin (Ara-C®)
- Floxuridin
- Fludarabin
- Gemcitabin (Gemzar®)
- Hydroxikarbamid
- Metotrexat
- Pemetrexed (Alimta®)
- Fototrexat
Antimetaboliter maskerar sig som en purin ( azatioprin , merkaptopurin ) eller en pyrimidin , kemikalier som blir byggstenarna i DNA. De förhindrar dessa ämnen från att inkorporeras i DNA under S-fasen ( i cellcykeln ), vilket stoppar normal utveckling och celldelning. Antimetaboliter påverkar också RNA-syntesen. Men eftersom tymidin används i DNA men inte i RNA (där uracil används istället), hämmar hämning av tymidinsyntes via tymidylatsyntas selektivt DNA-syntes framför RNA-syntes.
På grund av sin effektivitet är dessa läkemedel de mest använda cytostatika . Konkurrens om bindningsställena för enzymer som deltar i väsentliga biosyntetiska processer och efterföljande inkorporering av dessa biomolekyler i nukleinsyror , hämmar deras normala tumörcellsfunktion och utlöser apoptos , celldödsprocessen. På grund av detta verkningssätt har de flesta antimetaboliter hög cellcykelspecificitet och kan rikta stopp av cancercells DNA-replikation.
Antibiotika
Antimetaboliter kan också vara antibiotika , såsom sulfanilamidläkemedel , som hämmar dihydrofolatsyntesen i bakterier genom att konkurrera med para-aminobensoesyra (PABA). PABA behövs i enzymatiska reaktioner som producerar folsyra, som fungerar som ett koenzym vid syntesen av puriner och pyrimidiner, byggstenarna i DNA. Däggdjur syntetiserar inte sin egen folsyra så de påverkas inte av PABA-hämmare, som selektivt dödar bakterier. Sulfanilamidläkemedel är inte som de antibiotika som används för att behandla infektioner. Istället arbetar de genom att förändra DNA inuti cancerceller för att hindra dem från att växa och föröka sig. Antitumörantibiotika är en klass av antimetabolitläkemedel som är ospecifika för cellcykeln. De verkar genom att binda till DNA-molekyler och förhindra RNA-syntes (ribonukleinsyra), ett nyckelsteg i skapandet av proteiner, som är nödvändiga för cancercellers överlevnad.
Antracykliner är antitumörantibiotika som stör enzymer som är involverade i kopiering av DNA under cellcykeln .
Exempel på antracykliner inkluderar:
- Daunorubicin
- Doxorubicin (Adriamycin®)
- Epirubicin
- Idarubicin
Antitumörantibiotika som inte är antracykliner inkluderar:
Andra användningsområden
Antimetaboliter, särskilt mitomycin C (MMC), används ofta i Amerika och Japan som ett tillägg till trabekulektomi , ett kirurgiskt ingrepp för att behandla glaukom .
Antimetaboliter har visat sig minska fibros av operationsställen. Därför forskas dess användning efter extern dacryocystorhinostomi , en procedur för hantering av obstruktion av nasolacrimal kanal .
Intraoperativ antimetabolitapplikation, nämligen mitomycin C (MMC) och 5-fluorouracil (5-FU), testas för närvarande för dess effektivitet för att hantera pterygium .
Typer
Huvudkategorier av dessa läkemedel inkluderar:
-
basanaloger (förändrade nukleobaser ) – strukturer som kan ersätta en normal nukleobas i nukleinsyror . Detta betyder att dessa molekyler är tillräckligt strukturellt lika de grundläggande komponenterna i DNA som de kan ersättas med. Men eftersom de skiljer sig något från de normala baserna efter att de har införlivats i DNA:t stoppas DNA-produktionen och cellen dör .
-
purinanaloger – efterliknar strukturen hos metaboliska puriner , de större baserna inkorporerade i DNA som adenosin och guanosin .
- Exempel: Azatioprin , Tiopuriner och Fludarabin
-
pyrimidinanaloger – härmar strukturen hos metaboliska pyrimidiner , de mindre baserna som ingår i DNA som cytosin och tymin .
- Exempel: 5-Fluorouracil , Gemcitabin och Cytarabin
-
purinanaloger – efterliknar strukturen hos metaboliska puriner , de större baserna inkorporerade i DNA som adenosin och guanosin .
- nukleosidanaloger – nukleosidalternativ som består av en nukleinsyraanalog och ett socker . Det betyder att dessa är samma baser som ovan, men med en tillsatt sockergrupp. För nukleosidanalogerna kan antingen basen eller sockerkomponenten ändras. De liknar tillräckligt mycket molekylerna som används för att bygga cellulärt DNA att de införlivas av cellen i dess DNA, men tillräckligt olika för att efter att ha lagt till cellens DNA stoppar de celltillväxt.
- nukleotidanaloger – nukleotidalternativ som består av en nukleinsyra , ett socker och 1–3 fosfater . Detta innebär att dessa molekyler ser exakt ut som de bitar som används för att bygga DNA i en cell och kan inkorporeras i en växande cells DNA. Men eftersom de är analoger och därför något annorlunda än vanliga nukleotider, vilket gör att cellens tillväxt stoppas och cellen dör.
- antifolater – kemikalier som blockerar verkan av folsyra (vitamin B9) som behövs för att bygga upp DNA och låta cellerna växa.
