27 Februari 2013 — Geïnspireerd door een chemische stof die schimmels afscheiden ter verdediging van hun grondgebied, MIT chemici zijn gesynthetiseerd en getest diverse dozijn verbindingen die belofte als potentiële kanker geneesmiddelen houden kunnen.
Een paar jaar geleden, MIT onderzoekers onder leiding van associate professor in de Scheikunde Mohammad Movassaghi werd de eerste voor het synthetiseren van chemisch 11, 11'-dideoxyverticillin, een zeer complexe schimmel verbinding die anti-kanker activiteit in eerdere studies is gebleken. Deze en verwante verbindingen nature voorkomen in dergelijke kleine hoeveelheden dat het was moeilijk om te doen een grondige studie van de relatie tussen de samengestelde structuur en de activiteit--onderzoek dat Geneesmiddelenontwikkeling helpen zou, zegt Movassaghi.
"Er is een heleboel gegevens die er, erg spannend gegevens, maar een ding we waren geïnteresseerd in het doen is het nemen van een grote panel van deze verbindingen en voor het eerst evalueren op een uniforme wijze," zegt Movassaghi.
In de nieuwe studie, onlangs gepubliceerd online in de dagboekWetenschap chemische, Movassaghi en collega's aan het MIT en de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign (UIUC) ontworpen en getest 60 compounds voor hun vermogen om menselijke kankercellen te doden.
"Wat was bijzonder spannend voor ons was om te zien over verschillende kanker cellijnen, dat sommigen van hen heel machtig zijn," zegt Movassaghi.
Lead Auteur van het papier is MIT postdoc Nicolas Boyer. Andere auteurs zijn MIT afgestudeerde student Justin Kim, UIUC chemie professor Paul Hergenrother en UIUC afgestudeerde student Karen Morrison.
Veel van de verbindingen getest in dit onderzoek, bekend als epipolythiodiketopiperazine (ETP) alkaloïden, zijn natuurlijk geproduceerd door schimmels. Wetenschappers denken dat deze verbindingen helpen schimmels te voorkomen dat andere organismen van op hun grondgebied.
De MIT-onderzoekers geproduceerd in het proces van synthese ETP natuurlijke producten in hun lab, vele soortgelijke verbindingen die zij verdacht wellicht ook anti-kanker activiteit. Voor de nieuwe studie, ze nog meer verbindingen gemaakt door het systematisch variëren van de natuurlijke structuren--toevoegen of verwijderen van bepaalde chemische groepen vanaf verschillende locaties.
De onderzoekers testten 60 verbindingen tegen twee verschillende menselijke kanker cellijnen--baarmoederhalskanker en lymfoom. Ze koos de beste 25 te testen tegen drie extra regels, van Long, nier- en borst tumoren. Algemene, dimeric verbindingen--die met twee ETP moleculen samengevoegd--bleek meer effectief in het doden van kankercellen dan single molecules (bekend als monomeren).
De structuur van een natuurproduct ETP heeft doorgaans ten minste een verzameling van gesmolten ringen met een of meer zwavel atomen die zijn gekoppeld aan een zes-lid ring bekend als een cyclo-dipeptide. De onderzoekers vonden dat een andere sleutel tot tumor-doden vermogen de regeling en het aantal van deze zwavel atomen is: verbindingen met ten minste twee zwavel atomen waren de meest effectieve, die met slechts één zwavelatoom minder effectief waren en die zonder zwavel deed niet doden tumorcellen efficiënt.
Andere ringen hebben meestal chemische groepen van verschillende grootte aangesloten in bepaalde posities; een sleutelpositie is dat naast de ETP-ring. De onderzoekers vonden dat hoe groter deze groep, hoe krachtiger de compound was tegen kanker.
De verbindingen die kankercellen doden blijken te zijn zeer selectief, vernietigen ze 1000 keer meer effectief dan ze gezonde cellen van het bloed doden.
De onderzoekers ook geïdentificeerd secties van de verbindingen die kunnen worden gewijzigd zonder discernably hun activiteit. Dit is handig omdat het chemici die punten gebruiken om de verbindingen te hechten aan een delivery agent zoals een antilichaam dat hen op kankercellen, richten zou zonder afbreuk te doen aan hun kanker-doden vermogen kan leiden.
Larry Overman, een professor in de scheikunde aan de Universiteit van Californië in Irvine, zegt dat de nieuwe studie is een indrukwekkende vooruitgang. "Movassaghi en collega's onthullen voor de eerste keer een aantal relaties tussen de chemische structuur van moleculen in de serie ETP en hun in-vitro anti-kanker activiteit," zegt Overman, die geen deel uitmaakte van het onderzoeksteam. "Kennis van dit type zullen essentieel zijn voor de toekomstige ontwikkeling van ETP-type moleculen in aantrekkelijke klinische kandidaten en potentiële nieuwe anti-kanker medicijnen zijn."
Nu dat zij sommige begingegevens hebben, kunt de onderzoekers hun bevindingen te ontwerpen extra verbindingen die zelfs meer effectief zou kunnen zijn. "We kunnen gaan met veel grotere precisie en testen van de hypothesen die we ontwikkelen in termen van welke delen van de moleculen meest significant zijn bij te handhaven of verbeteren van biologische activiteit," zegt Movassaghi.
Het bovenstaande verhaal is herdruk van materialen verstrekt door het Massachusetts Institute of Technology. Het oorspronkelijke artikel werd geschreven door Anne Trafton.
Opmerking: Materialen kunnen worden bewerkt voor inhoud en lengte. Voor meer informatie, neem contact op met de bron aangehaald.
Ontkenning: Dit artikel is niet bedoeld om medisch advies, diagnose of behandeling. Standpunten hier weerspiegelen niet noodzakelijk die van Science Daily of haar personeel.
No comments:
Post a Comment