Nhân Ngày Ung thư Thế giới, chúng ta kỷ niệm nghiên cứu được thực hiện bởi nhà hóa học đoạt giải thưởng Carolyn Bertozzi, người đã đưa hóa học “click” lên một tầm cao mới.

Hóa học “click” hay “Click Chemistry” là một dạng hóa học đơn giản và đáng tin cậy, trong đó các phản ứng diễn ra nhanh chóng và tránh được các sản phẩm phụ không mong muốn. Để lập bản đồ các phân tử sinh học quan trọng nhưng khó nắm bắt trên bề mặt tế bào – glycan – Bertozzi đã phát triển các phản ứng nhấp chuột hoạt động bên trong các sinh vật sống. Các phản ứng sinh học trực giao của bà diễn ra mà không làm gián đoạn quá trình hóa học bình thường của tế bào. Bertozzi đã tiếp tục cải tiến phản ứng nhấp chuột của mình để nó hoạt động tốt hơn nữa trong môi trường tế bào. Song song với điều này, bà và nhiều nhà nghiên cứu khác cũng đã sử dụng các phản ứng này để khám phá cách các phân tử sinh học tương tác trong tế bào và nghiên cứu các quá trình bệnh.

Một lĩnh vực mà Bertozzi tập trung vào là glycan trên bề mặt tế bào khối u. Các nghiên cứu của bà đã dẫn đến nhận thức rằng một số glycan dường như bảo vệ khối u khỏi hệ thống miễn dịch của cơ thể, vì chúng khiến các tế bào miễn dịch ngừng hoạt động.

Để ngăn chặn cơ chế bảo vệ này, Bertozzi và các đồng nghiệp của bà đã tạo ra một loại dược phẩm sinh học mới. Họ đã kết hợp một kháng thể đặc hiệu glycan với các enzyme phân hủy glycan trên bề mặt tế bào khối u.

Dược phẩm này hiện đang được thử nghiệm lâm sàng trên những người mắc bệnh ung thư tiến triển. Nhiều nhà nghiên cứu cũng đã bắt đầu phát triển các kháng thể có thể nhấp được nhắm mục tiêu vào một loạt các khối u. Sau khi các kháng thể bám vào khối u, một phân tử thứ hai nhấp vào kháng thể sẽ được tiêm. Ví dụ, đây có thể là một đồng vị phóng xạ có thể được sử dụng để theo dõi khối u bằng máy quét PET hoặc có thể nhắm một liều bức xạ gây chết người vào các tế bào ung thư.

“Click Chemistry” là thuật ngữ được K. B. Sharpless giới thiệu vào năm 2001 để mô tả các phản ứng có năng suất cao, phạm vi rộng, chỉ tạo ra các sản phẩm phụ có thể loại bỏ mà không cần sắc ký, có tính lập thể, dễ thực hiện và có thể tiến hành trong các dung môi dễ loại bỏ hoặc lành tính. Khái niệm này được phát triển song song với sự quan tâm trong ngành dược phẩm, vật liệu và các ngành công nghiệp khác về khả năng tạo ra các thư viện hợp chất lớn để sàng lọc trong nghiên cứu khám phá. Một số loại phản ứng đã được xác định đáp ứng các tiêu chí này, các phản ứng được ưu tiên về mặt nhiệt động lực học dẫn cụ thể đến một sản phẩm, chẳng hạn như phản ứng mở vòng ái nhân của epoxit và aziridin, phản ứng carbonyl loại không phải aldol, chẳng hạn như sự hình thành hydrazone và heterocyclic, phản ứng cộng vào liên kết bội carbon-carbon, chẳng hạn như sự hình thành oxy hóa epoxit và phản ứng cộng Michael, và phản ứng cộng vòng.

Thuật ngữ đơn giản nhất: Đây là cách kết nối hai phân tử với nhau theo cách an toàn, dễ dàng và nhanh chóng.

Chi tiết hơn: Đây là những phản ứng có lực đẩy nhiệt động lực học cao sao cho mỗi hóa chất tương đối trơ cho đến khi chúng được đưa lại với nhau, sau đó chúng sẽ kết dính lại với nhau. Theo cách đó, bạn có thể kết nối hai phân tử với nhau theo cách rất cụ thể với các phản ứng phụ tối thiểu. Ví dụ kinh điển là phản ứng cộng vòng [3+2] giữa ankin và azit do đồng xúc tác.

Click chemistry with alkyne-terminated molecule onto an azide-functionalized surface. α-Oxo semicarbazone immobilization chemistry.