Anzeige
Europe's response to the challenges and opportunities of boron chemistry in medicine was discussed at a recent workshop, Biobor - Exploring New Opportunities Of Boron Chemistry Towards Medicine.
According to its convenor Zbigniew Lesnikowski, the ESF workshop set the stage for a new era of boron therapies going beyond the current application in cancer radiotherapy via boron neutron capture therapy (BNCT), in which the element is used to help translate beams of neutrons into radiation that targets tumour cells with less "collateral damage" of surrounding healthy tissue.
"Yes, it became obvious during the workshop that there is now sufficient knowledge and enough compounds to support a broad program of screening in the quest for new antiviral and anticancer drugs containing essential boron components," said Lesnikowski. There was also scope for improving the application of BNCT to cancer, but besides these two therapeutic avenues, boron also has vast potential as the basis for compounds in diagnosis and biosensing, and also for novel bioorganic materials, said Lesnikowski.
The applications in bio sensing, biomaterials, and drug development all spring from the fundamental chemical properties of boron. All life is derived ultimately from the element carbon, which lies next to boron in the periodic table of elements, their respective atomic numbers being six and five. Boron compounds share some similarities with carbon but also have important differences. It is the combination of these similarities and differences that give boron its unique potential in medicine.
The important similarity is that boron, like carbon, combines with hydrogen to form stable compounds that can participate in biochemical reactions and syntheses. The key difference is that these compounds have distinctive geometrical shapes and electronic charge distributions with greater 3D complexity than their carbon based equivalents. As Lesnikowski put it, while organic carbon molecules tend to comprise rings and chains, boron hydrides (compounds comprising mostly boron and hydrogen) are made up of clusters and cages. This 3D structure makes it possible to design molecules with specific charge distributions by varying their internal structure, and this in turn brings the potential to tune how each part of the structure relates to water molecules, and biomolecules present in living organisms - if a component is hydrophobic, meaning it repels water, it is well placed to enter cells by crossing the membrane. If it is hydrophilic, meaning water-loving, it will naturally be soluble in water. The hydrophobic/hydrophilic interactions also affect how a molecule makes contact and communication with target proteins and nucleic acids.
The fact that novel boron compounds will be unfamiliar to life has potential advantages for antibiotic drugs, since pathogens will be less able to develop resistance against them. "Also the kind of interactions would be somehow different from key-lock systems build up in living cell lines in nature for billions of years," said Lesnikowski. "We can thus anticipate that active substances would be less prone to development of resistance," said Lesnikowski. "This is an obvious advantage of boron drugs." While eventually pathogens such as bacteria and viruses are capable of evolving resistance against almost any molecule that attacks them, Lesnikowski believed that it would take longer for this to happen in the case of boron based compounds which would therefore make it easier for humans to remain one step ahead rather than struggling to keep pace as at present.
Apart from lack of knowledge over the potential, development of boron compounds for medicine has been held back until now by the high cost of catalysts and born based intermediate compounds used in the synthesis. Another important recent development therefore was availability of lower cost intermediates in the synthesis processes, according to Lesnikowski.
The ESF workshop Biobor - Exploring New Opportunities Of Boron Chemistry Towards Medicine, was held in May 2008 in Lodz, Poland.
www.esf.org/activities/exploratory-workshops/medical-sciences-emrc/workshops-detail.html?ew=6465
Thomas Lau | Quelle: alphagalileo
Weitere Informationen: www.esf.org
Weitere Berichte zu: Boron > Boron Chemistry > boron neutron capture therapy > Carbon > CHEMISTRY > compounds > Diagnostics > difference > drugs > Lesnikowski
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung
How the zebra got its stripes
09.02.2012 | The Company of Biologists
Erstmals gezeigt, dass Atomkerne transparent werden
Einem Team von DESY-Wissenschaftlern um Dr. Ralf Röhlsberger gelang es an der hochbrillanten Synchrotronlichtquelle PETRA III, Atomkerne mit Hilfe von Röntgenlicht transparent zu machen. Sie entdeckten dabei gleichzeitig ein neues Prinzip, um einen optisch gesteuerten Schalter für Licht herzustellen, also Licht mit Licht zu beeinflussen, ein wichtiger Baustein auf dem ...
Wissenschaftler beobachten, wie Oxytocin zentrale Schaltstellen im Gehirn erreicht und das Verhalten beeinflusst
Kuschelhormon, Treuehormon, Angstlöser – häufig gebrauchte Schlagwörter für das Neuropeptid Oxytocin, das sich in den letzten Jahren als ein Stoff erwiesen hat, der unser Verhalten in zentralen Regionen des Gehirns positiv beeinflussen kann. Was jedoch bisher völlig unklar war: Wie gelangt dieser Botenstoff aus dem Hypothalamus in die Hirnbereiche, die ...
Ein neuartiger Biopolymer-Film aus Lachs-DNA mit Silber-Nanopartikeln speichert Informationen kostengünstig und umweltverträglich.
Entstanden ist das organische System in fächer- und länderübergreifender Zusammenarbeit von Wissenschaftlern des DFG-Centers for Functional Nanostructures (CFN) am KIT und des Institute of Photonics Technologies an der National Tsing Hua University in Taiwan. Der DNA-Datenspeicher eignet sich unter anderem für biotechnische Anwendungen, etwa als Bauteil in Biosensoren.
Das System ...
Bildveröffentlichung der Europäischen Südsternwarte (Garching) - Mit dem Very Large Telescope (VLT) der ESO haben das bislang detailreichste Infrarotbild der Sternkinderstube des Carinanebels aufgenommen. Es zeigt vor dem spektakulären Hintergrund einer himmlischen Landschaft auf Gas, Staub und jungen Sterne zahlreiche nie gesehene Details und zählt zu den atemberaubendsten VLT-Bildern überhaupt.
Im Herzen der südlichen Milchstraße, im Sternbild Carina (Der Schiffskiel, [1]), befindet sich in einer Entfernung von etwa 7500 Lichtjahren die Sternkinderstube des Carinanebels. Diese ausgedehnte Wolke aus leuchtendem Gas und Staub ist von der Erde aus gesehen eine der nächstgelegenen Geburtsstätten massereicher Sterne.
Der Nebel beinhaltet einige der hellsten und ...
Auf der embedded world identifizieren Wissenschaftler der Fraunhofer ESK Lücken im Funkspektrum, um diese für zusätzliche Übertragungen zu nutzen.
Der in Halle 5, Stand 5-228, vorgestellte Prototyp zeigt das Funkspektrum in einem 3D-Spektrogramm, markiert die prognostizierten Lücken und prüft deren Eintreffen. Diese Methode, Cognitive Radio, verbessert die Übertragungsqualität in einem bereits vollen Funkspektrum ohne aufwändiges, statisches Koexistenzmanagement. Ziel ist eine höhere Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit von Funk für die Automatisierung.
...
Anzeige
Anzeige

Kaltwasserkorallen als Anpassungskünstler?
09.02.2012 | Ökologie Umwelt- Naturschutz
Wandel der Hochschulbildung in Deutschland und Professionalisierung
09.02.2012 | Studien Analysen
Ocean warming causes elephant seals to dive deeper
09.02.2012 | Biowissenschaften Chemie
7. Mannheimer Arbeitsrechtstag am 14. März mit Experten aus Theorie und Praxis
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
International Forum on Terahertz Spectroscopy and Imaging
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Teams aus neun Ländern treffen sich an der Leibniz Universität zum 6th Hanover PreMoot
09.02.2012 | Veranstaltungsnachrichten