Sintesi di Natural molecola potrebbe portare a una migliore farmaci anti-cancro

Giugno 16, 2016 Admin Salute 0 2
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

Come chimico sintetico affascinato da prodotti naturali e il loro potenziale in medicina, Scheidt sapeva cosa doveva fare: Fare quella molecola.

Dopo sei mesi di sforzi intensi, Scheidt, studente laureato Daniel Custar e postdottorato borsista Thomas Zabawa costruito con successo la struttura molecolare riportata nel loro lavoro. Questo è quando hanno scoperto qualcosa di strano e inaspettato quando hanno confrontato gli spettri, o impronte molecolari unici, della loro struttura e quello del composto naturale: Gli spettri non corrisponde, il che significava che le strutture non corrisponde. C'era qualcosa di sbagliato.




Questa storia e di come la squadra Northwestern risolto il mistero e ha determinato la struttura reale del neopeltolide, il composto naturale derivato dalla spugna marina, è riportato in un documento pubblicato nel 23 gennaio del Journal of American Chemical Society (JACS) . Conoscendo la struttura del neopeltolide aiuterà i ricercatori a imparare come funziona il nuovo composto, che potrebbe portare a nuovi e più efficaci farmaci anti-cancro.

"L'attività biologica segnalata di questo nuovo composto naturale è stato fantastico - 2-3 ordini di grandezza più potente per alcune cellule tumorali rispetto Taxol®, un farmaco chemioterapico comune", ha detto Scheidt, assistente professore di chimica nel Weinberg College of Arts e Scienze della Northwestern. (Taxol® ha anche le sue origini in natura, essendo stato estratto dalla pianta tasso del Pacifico.) "Chimici sintetici sono ispirati da tali strutture. A causa dei potenziali benefici per la salute umana, questi sono i composti che si desidera andare dopo."

Spugne marine non possono muoversi e sfuggire ai predatori, e non hanno artigli, denti o aculei, quindi hanno sviluppato un diverso tipo di meccanismo di difesa: protezione chimica. La spugna e/o batteri ospitati dalla spugna producono composti tossici per allontanare i nemici. Questa fabbrica chimica rende spugne fonti ricche di prodotti naturali interessanti, molti con abilità che uccidono le cellule.

Dopo aver scoperto lo spettro della loro prima molecola costruita non corrisponde spettro del composto naturale, Scheidt e la sua squadra di fronte due possibilità - o di aver fatto qualcosa di sbagliato, mentre la costruzione della molecola o la struttura è stata riportata in modo errato.

I ricercatori controllati due volte i loro metodi, hanno scoperto che erano "esatte" e ha concluso la struttura è stata riportata in modo errato. Il che significava la struttura giusta bisogno ancora da determinare. Custar e Zabawa deciso di istituire un lettino nella sala computer del laboratorio di ridurre i loro spostamenti al laboratorio e si mise al lavoro.

Ancora, utilizzando semplici materiali di partenza e complessa sintesi chimica, la squadra costruita una nuova molecola, solo leggermente diversa dalla prima. Questa volta hanno turbato solo due atomi di carbonio, rendendoli "giù" invece di "up", in farmacia parlare. I ricercatori hanno confrontato lo spettro di questa nuova struttura con quella del composto naturale, e questa volta gli spettri abbinati perfettamente. Questi risultati sono quelli pubblicati nell'articolo JACS.

Per costruire il composto, Scheidt, Custar e Zabawa utilizzato un efficiente, sintesi convergenti, un po 'simile a come una macchina è mettere insieme in una catena di montaggio - con le parti principali, come il motore, costruiti separatamente e poi mettere insieme in finale pezzo. "Il nostro approccio porta tre frammenti uguali insieme per formare il complesso, che è migliore di costruzione in una sequenza lineare", detto Scheidt. "Abbiamo spinto la busta di cosa si può fare con la chimica organica per farlo."

All'insaputa i ricercatori della Northwestern, un gruppo guidato da James S. Panek, un chimico organico presso la Boston University, stava lavorando sulla struttura neopeltolide allo stesso tempo come Scheidt e il suo team. Nel loro lavoro, il gruppo di Panek anche scoperto la struttura originale pubblicata di essere corretto e ha determinato la struttura corretta, con passi diversi da Scheidt di per arrivarci. I risultati di Panek sono stati pubblicati un paio di settimane dopo il tempo Scheidt presentato la sua carta di JACS.

"I chimici sintetici hanno fatto un lavoro incredibile in un tempo così breve", ha detto Wright, che lavora presso l'Harbor Branch Oceanographic Institution. Wright isolato neopeltolide da una spugna ha raccolto nei pressi di Giamaica nel 1993; lei e il suo team ha riferito la sua attività e la struttura biologica nell'articolo 2007 che ha ispirato il lavoro di Scheidt.

"Sono rimasto impressionato con il lavoro di modellazione molecolare che il gruppo di Karl ha fatto di proporre una serie di strutture", ha detto Wright. "Il bello è che possiamo trovare un composto in natura, e chimici sintetici possono poi costruire la struttura in laboratorio. Tale struttura e composti correlati può essere testato per la scoperta della droga."

"La natura è la più grande farmacia in giro", ha detto Scheidt. "Sessanta a settanta per cento dei farmaci sono ispirati da prodotti naturali. Impariamo dalla natura, ma vogliamo migliorare la natura, anche."

Neopeltolide ferma divisione cellulare in un luogo insolito, e questa attività è differente da quello delle altre chemioterapie comunemente noti e utilizzati. "Sappiamo che c'è qualcosa di diverso sta succedendo con questa nuova molecola, e vogliamo iniziare a capire se questo comportamento è l'inizio di un nuovo modo di trattare il cancro", ha detto Scheidt.

In aggiunta alla struttura originaria, Scheidt e la sua squadra hanno attualmente sei o sette altri composti sintetici per testare. I ricercatori vogliono vedere se possono fare un più piccolo, molecola semplice che è altrettanto efficace contro le cellule tumorali, ma anche più selettivi, lasciando le cellule sane da solo. Qualche piccolo ritocco chimiche può essere tutto ciò che è necessario.

Con struttura corretta del nuovo compound in mano, il vero viaggio può iniziare, dice Scheidt. Ha intenzione di lavorare con Wright e il professor Craig Crews, un biologo molecolare all'Università di Yale, per schermare le molecole ottimizzato contro diverse linee cellulari di cancro e di scoprire come funzionano così nuove vie per il trattamento del cancro può essere identificato.

La carta JACS, intitolato "Total Sintesi e revisione strutturale della Marina macrolide Neopeltolide," è stato pubblicato 28 dicembre 2007, in linea.

La ricerca Northwestern è stata sostenuta dalla Fondazione Sloan, Abbott Laboratories, Amgen, AstraZeneca, 3M, GlaxoSmithKline e Boehringer Ingelheim-.

(0)
(0)

Commenti - 0

Non ci sono commenti

Aggiungi un commento

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caratteri rimanenti: 3000
captcha