S-a descoperit că bureţii de mare sunt o sursă bogată de compuşi biochimici cu proprietăţi potenţial terapeutice.
Un grup de oameni de ştiinţă de la UCLA a creat prima versiune sintetică a unei molecule descoperite recent într-un burete de mare, care poate avea beneficii terapeutice pentru boala Parkinson şi alte tulburări similare.
Recrearea moleculelor naturale în laborator, ca parte a căutării unor posibile noi medicamente pentru boli, poate fi dificilă, costisitoare şi lentă. Problema? Multe procese chimice tind să producă nu numai o versiune a moleculei găsite în natură, ci şi o versiune în oglindă a moleculei care este potenţial inutilă sau chiar periculoasă pentru organism.
În sintetizarea unei noi molecule cu potenţial terapeutic, găsită într-un burete de mare, chimiştii de la UCLA au folosit un compus reactiv care îi ajută să creeze doar versiunea dorită a moleculei, făcând sinteza acesteia mai eficientă şi mai puţin costisitoare.
Molecula, cunoscută sub numele de acid lisodendoric A, pare să contracareze alte molecule care pot deteriora ADN-ul, ARN-ul şi proteinele sau pot, chiar, distruge celule întregi.
În producerea acidului lisodendoric A, echipa de la UCLA a folosit o metodă despre care se crede că poate ajuta la accelerarea procesului de descoperire a medicamentelor.
Echipa de cercetare a folosit un compus neobişnuit, de mult neglijat, numit alenă ciclică, pentru a controla o etapă crucială în lanţul de reacţii chimice necesare pentru a produce o versiune utilizabilă a moleculei în laborator, despre care cercetătorii spun că s-ar putea dovedi avantajoasă în dezvoltarea altor molecule complexe pentru cercetarea farmaceutică.
Descoperirile au fost publicate joi, în revista Science.
„Marea majoritate a medicamentelor de astăzi sunt fabricate prin chimie organică sintetică, iar unul dintre rolurile noastre în mediul academic este de a stabili noi reacţii chimice care ar putea fi folosite pentru a dezvolta rapid medicamente şi molecule cu structuri chimice complexe care să aducă beneficii lumii medicale”, a spus Neil Garg, profesor de chimie şi biochimie la UCLA, şi autorul corespondent al studiului.
Potrivit acestuia, un factor-cheie care complică dezvoltarea acestor molecule organice sintetice, este chiralitatea (ambidextria).
Multe molecule, inclusiv acidul lisodendoric A, pot exista în două forme distincte, care sunt identice din punct de vedere chimic, dar sunt imagini 3D în oglindă una a celeilalte, la fel ca mâna dreaptă şi cea stângă. Fiecare versiune este cunoscută ca un enantiomer.
(foto:chiralitate - credit: UCLA)
Atunci când este utilizat în produse farmaceutice, un enantiomer al unei molecule poate avea efecte terapeutice benefice, în timp ce celălalt nu face nimic, sau chiar se poate dovedi periculos, spun autorii.
Din păcate, crearea de molecule organice în laborator produce adesea un amestec al ambilor enantiomeri, iar îndepărtarea chimică sau inversarea enantiomerilor nedoriţi adaugă dificultăţi procesului, costuri şi întârzieri.
Pentru a face faţă acestei provocări şi a produce rapid şi eficient numai enantiomerul acidului lisodendoric A, care se găseşte aproape exclusiv în natură, echipa a folosit alene ciclice ca intermediare în procesul lor de reacţie în 12 etape.
Descoperiţi pentru prima dată în anii 1960, aceşti compuşi extrem de reactivi nu au fost niciodată utilizaţi pentru a produce molecule de o asemenea complexitate.
„Alelele ciclice”, explică Garg, „au fost în mare parte uitate de la descoperirea lor cu mai bine de jumătate de secol în urmă. Acest lucru se datorează faptului că au structuri chimice unice şi există doar pentru o fracţiune de secundă, doar atunci când sunt generate".
Echipa a descoperit că ar putea valorifica calităţile unice ale compuşilor pentru a genera o anumită versiune chirală a alenelor ciclice, care, la rândul lor, a condus la reacţii chimice care au produs aproape exclusiv enantiomerul dorit al moleculei de acid lisodendoric A.
În timp ce capacitatea de a produce sintetic un analog al acidului lisodendoric A este primul pas în testarea moleculei pentru a vedea dacă aceasta poate avea calităţi adecvate pentru terapiile viitoare, metoda de sinteză a moleculei este ceva de care ar putea beneficia şi alţi oameni de ştiinţă implicaţi în cercetarea farmaceutică, spun autorii.
„Prin provocarea gândirii convenţionale, am învăţat cum să facem alene ciclice şi să le folosim pentru a produce molecule complicate precum acidul lisodendoric A”, a spus Garg. „Sperăm că şi alţii vor putea folosi alenele ciclice pentru a face noi medicamente”.
(foto articol: Lissodendoryx florida, din care a fost izolat acidul lisodendoric A. Credit: Vladimir B. Krasokhin)
