Cercetătorii de la UCLA, primii care sintetizează o moleculă de origine marină pentru a lupta împotriva bolii Parkinson

ianuarie 22 09:00 2023

Articol scris de:

Beatrice Popa

Timp citire articol: 4 minut(e)

S-a descoperit că bureții de mare sunt o sursă bogată de compuși biochimici cu proprietăți potențial terapeutice.

Un grup de oameni de știință 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 și alte tulburări similare.

Recrearea moleculelor naturale în laborator, ca parte a căutării unor posibile noi medicamente pentru boli, poate fi dificilă, costisitoare și lentă. Problema? Multe procese chimice tind să producă nu numai o versiune a moleculei găsite în natură, ci și o versiune în oglindă a moleculei care este potențial inutilă sau chiar periculoasă pentru organism.

În sintetizarea unei noi molecule cu potențial terapeutic, găsită într-un burete de mare, chimiștii de la UCLA au folosit un compus reactiv care îi ajută să creeze doar versiunea dorită a moleculei, făcând sinteza acesteia mai eficientă și mai puțin costisitoare.

Molecula, cunoscută sub numele de acid lisodendoric A, pare să contracareze alte molecule care pot deteriora ADN-ul, ARN-ul și 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 neobișnuit, de mult neglijat, numit alenă ciclică, pentru a controla o etapă crucială în lanțul de reacții 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 reacții chimice care ar putea fi folosite pentru a dezvolta rapid medicamente și molecule cu structuri chimice complexe care să aducă beneficii lumii medicale”, a spus Neil Garg, profesor de chimie și biochimie la UCLA, și 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 și 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 nedoriți adaugă dificultăți procesului, costuri și întârzieri.

Pentru a face față acestei provocări și a produce rapid și eficient numai enantiomerul acidului lisodendoric A, care se găsește aproape exclusiv în natură, echipa a folosit alene ciclice ca intermediare în procesul lor de reacție în 12 etape.

Descoperiți pentru prima dată în anii 1960, acești compuși extrem de reactivi nu au fost niciodată utilizați  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 și există doar pentru o fracțiune de secundă, doar atunci când sunt generate”.

Echipa a descoperit că ar putea valorifica calitățile unice ale compușilor pentru a genera o anumită versiune chirală a alenelor ciclice, care, la rândul lor, a condus la reacții 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 calități adecvate pentru terapiile viitoare, metoda de sinteză a moleculei este ceva de care ar putea beneficia și alți oameni de știință implicați în cercetarea farmaceutică, spun autorii.

„Prin provocarea gândirii convenționale, am învățat cum să facem alene ciclice și să le folosim pentru a produce molecule complicate precum acidul lisodendoric A”, a spus Garg. „Sperăm că și alții 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)