Potenzielle Cancer Drugs aus natürlich vorkommenden Verbindungen

Inspiriert durch eine chemische Substanz, die Pilze scheiden , um ihr Territorium zu verteidigen , haben MIT Chemiker synthetisiert und getestet mehrere Dutzend Verbindungen, die vielversprechend als potenzielle Krebsmedikamente halten kann .

Vor ein paar Jahren wurde MIT-Forscher von Associate Professor für Chemie Mohammad Movassaghi führte die erste chemische Synthese 11,11' - dideoxyverticillin , ein hochkomplexes Pilz Verbindung, die Anti-Krebs- Aktivität in früheren Studien gezeigt wurde . Diese und verwandte Verbindungen in so geringen Mengen , dass es schwierig war , eine umfassende Studie über die Beziehung zwischen Struktur der Verbindung und seiner Tätigkeit zu tun natürlich vorkommen - Forschung, die Entwicklung von Medikamenten helfen könnte , sagt Movassaghi .

" Es gibt eine Menge von Daten gibt, sehr spannend Daten , aber eine Sache, wir waren daran interessiert, nimmt eine große Tafel dieser Verbindungen , und zum ersten Mal , zu bewerten in einheitlicher Weise ", sagt Movassaghi .

In der neuen Studie , die vor kurzem online in der Fachzeitschrift Chemische Wissenschaft,Movassaghi und Kollegen am MIT und der University of Illinois in Urbana-Champaign ( UIUC ) entwickelt und getestet, 60 Verbindungen auf ihre Fähigkeit, menschliche Krebszellen abzutöten.

"Was war besonders spannend für uns war es, in verschiedenen Krebszelllinien zu sehen , dass einige von ihnen sind sehr potent ", sagt Movassaghi .

Lead-Autor des Papiers ist MIT Postdoc Nicolas Boyer . Andere Autoren sind MIT Doktorand Justin Kim, UIUC Chemieprofessor Paul Hergenrother und UIUC Doktorand Karen Morrison .

Die Verbesserung der Gestaltung der Natur

Viele der in dieser Studie als epipolythiodiketopiperazine ( ETP ) Alkaloide getesteten Verbindungen werden natürlich durch Fungi. Wissenschaftler glauben, dass diese Verbindungen helfen Pilzen zu verhindern anderen Organismen von der Invasion in ihrem Hoheitsgebiet .

In den Prozess der Synthese von ETP natürliche Produkte in ihrem Labor produzierten die MIT-Forscher viele ähnliche Verbindungen , die sie im Verdacht könnte auch Anti-Krebs- Aktivität. Für die neue Studie , noch mehr Verbindungen schufen sie durch die systematische Variation der natürlichen Strukturen - Hinzufügen oder Entfernen von bestimmten chemischen Gruppen an verschiedenen Standorten .

Die Forscher untersuchten 60 Verbindungen gegen zwei verschiedenen humanen Krebszelllinien - Gebärmutterhalskrebs und Lymphom . Dann wählten sie die besten 25 bis gegen drei weitere Leitungen zu testen, von Lunge, Niere und Brusttumoren. Insgesamt dimeren Verbindungen solche mit zwei ETP -Moleküle miteinander verbunden - erschien effektiver zu töten Krebszellen als Einzelmoleküle ( als Monomere bekannt) zu sein .

Die Struktur eines ETP Naturprodukt hat typischerweise zumindest einen Satz von kondensierten Ringen , die ein oder mehrere Schwefelatome , die zu einem sechsgliedrigen Ring als cyclo - Dipeptid bekannt verknüpfen. Die Forscher fanden heraus , dass ein weiterer Schlüssel zum TumortötungMöglichkeit ist die Anordnung und Anzahl dieser Schwefelatome : Verbindungen mit mindestens zwei Schwefelatome waren die wirksamsten , die mit nur einem Schwefelatom weniger wirksam waren , und diejenigen ohne Schwefel nicht getötet Tumor Zellen effizient .

Andere Ringe haben typischerweise chemische Gruppen unterschiedlicher Größe in bestimmten Positionen befestigt ist; eine Schlüsselstellung ist, dass neben der ETP -Ring. Die Forscher fanden heraus , dass je größer die Gruppe , desto stärker war die Verbindung gegen den Krebs.

Die Verbindungen, die Krebszellen zu töten offenbar sehr selektiv , 1.000-mal effektiver als sie gesunde Blutzellen zu töten, zu zerstören.

Die Forscher identifizierten Abschnitte der Verbindungen , die ohne ihre Aktivität discernably Ändern geändert werden kann . Dies ist nützlich, weil es ermöglicht Chemikern , jene Punkte , wie einen Antikörper , der sie an Krebszellen zielen würden , ohne ihre krebstötendenFähigkeit beeinträchtigen verwenden, um die Verbindungen zu einer Abgabemittelzu befestigen.

komplexe Synthese

Nun, da sie einige erste Daten haben, können die Forscher ihre Ergebnisse verwenden, um zusätzliche Verbindungen, die noch effektiver sein könnten entwerfen. "Wir können gehen in wesentlich präziser und testen Sie die Hypothese, die wir in Bezug auf welche Teile der Moleküle bedeutendsten bei Beibehaltung oder Verbesserung der biologischen Aktivität zu entwickeln ", sagt Movassaghi .