Aiuto dalla natura in lotta contro il cancro: composti sulla base di una fungina spettacolo chimico potente attività anti-tumorale

Giugno 20, 2016 Admin Salute 0 1
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Alcuni anni fa, i ricercatori del MIT guidati dal professore associato di chimica Mohammad Movassaghi diventato il primo a sintetizzare chimicamente 11,11'-dideoxyverticillin, un composto di funghi molto complesso che ha dimostrato attività anti-cancro in studi precedenti. Questo e relativi composti naturalmente si verificano in tali piccole quantità che è stato difficile fare uno studio completo del rapporto tra la struttura del composto e la sua attività - ricerca che potrebbe aiutare lo sviluppo di droga, dice Movassaghi.

"C'è un sacco di dati là fuori, dati molto eccitante, ma una cosa eravamo interessati a fare sta prendendo un grande pannello di questi composti, e per la prima volta, li valutando in modo uniforme", dice Movassaghi.




Nel nuovo studio, recentemente pubblicato online sulla rivista Chemical Science, Movassaghi e colleghi al MIT e l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign (UIUC) progettato e testato 60 composti per la loro capacità di uccidere le cellule tumorali umane.

"Quello che è stato particolarmente emozionante per noi era a vedere, attraverso varie linee cellulari tumorali, che alcuni di loro sono abbastanza potenti", dice Movassaghi.

L'autore principale del documento è MIT postdoc Nicolas Boyer. Altri autori sono MIT studente laureato Justin Kim, UIUC professore di chimica Paul Hergenrother e UIUC studente laureato Karen Morrison.

Migliorare la progettazione della natura

Molti dei composti testati in questo studio, noto come epipolythiodiketopiperazine (PTE) alcaloidi, sono naturalmente prodotta da funghi. Gli scienziati ritengono che questi composti contribuiscono funghi impedire che altri organismi sconfinare sul loro territorio.

Nel processo di sintesi ETP prodotti naturali nel loro laboratorio, i ricercatori del MIT hanno prodotto molti composti simili che si sospetta potrebbe anche avere attività anti-cancro. Per il nuovo studio, hanno creato ancora più composti variando sistematicamente le strutture naturali - l'aggiunta o la rimozione di determinati gruppi chimici da luoghi diversi.

I ricercatori hanno testato 60 composti nei confronti di due diverse linee di cellule di cancro umano - cancro cervicale e linfoma. Poi hanno scelto i migliori 25 per testare contro tre linee aggiuntive, da tumori del polmone, del rene e della mammella. Nel complesso, i composti dimerici - quelli con due molecole ETP uniti insieme - sembrava essere più efficace a uccidere le cellule tumorali di molecole singole (note come monomeri).

La struttura di un prodotto naturale ETP ha tipicamente almeno una serie di anelli fusi contenenti uno o più atomi di zolfo che portano a un anello a sei membri noto come ciclo-dipeptide. I ricercatori hanno scoperto che un altro tasto per capacità tumore-uccisione è la disposizione e il numero di tali atomi di zolfo: Composti con almeno due atomi di zolfo sono stati i più efficaci, quelli con un solo atomo di zolfo erano meno efficaci, e quelli senza zolfo non hanno ucciso le cellule tumorali in modo efficiente.

Altri anelli hanno tipicamente gruppi chimici di varie dimensioni allegati in certe posizioni; una posizione chiave è che accanto al ring ETP. I ricercatori hanno scoperto che il più grande di questo gruppo, il più potente è il composto era contro il cancro.

I composti che uccidono le cellule tumorali sembrano essere molto selettivi, distruggendoli 1.000 volte più efficace di quanto non uccidono le cellule del sangue sane.

I ricercatori hanno anche identificato le sezioni dei composti che possono essere modificate senza discernably cambiare la loro attività. Questo è utile perché potrebbe consentire chimici di utilizzare questi punti per fissare i composti ad un agente di consegna, come un anticorpo che li bersaglio alle cellule tumorali, senza compromettere la capacità di cancro-uccisione.

Sintesi Complex

Larry Overman, un professore di chimica presso l'Università di California a Irvine, afferma il nuovo studio è un anticipo impressionante. "Movassaghi e colleghi rivelano per la prima volta una serie di rapporti tra la struttura chimica delle molecole nella serie ETP e la loro attività anti-cancro in vitro", dice Overman, che non faceva parte del gruppo di ricerca. "La conoscenza di questo tipo sarà fondamentale per il futuro sviluppo di molecole ETP-tipo in candidati clinici interessanti e potenziali nuovi farmaci anti-cancro."

Ora che hanno alcuni dati iniziali, i ricercatori possono usare i loro risultati per la progettazione di componenti aggiuntivi che potrebbero essere ancora più efficace. "Siamo in grado di andare in con maggiore precisione e verificare le ipotesi che stiamo sviluppando in termini di ciò che porzioni di molecole sono più significativi a mantenere o migliorare l'attività biologica", dice Movassaghi.

La ricerca è stata finanziata dal National Institute della General Medical Sciences.

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