مولکول‌های ضد سرطان ساخته شد

به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، شیمی دانان دانشگاه ییل با موفقیت روشی را برای سنتز هشت ترکیب ضد سرطانی که در ابتدا در گروهی متمایز از بی مهرگان دریایی به نام خزه زیان (bryozoans) یافت می شد، رمزگشایی کردند.

این کشف نشان دهنده یک نقطه عطف حیاتی در بهره برداری از منابع ضد سرطانی قدرتمند طبیعت است.

این ترکیبات که به دلیل ساختارهای مولکولی پیچیده خود شهرت دارند، مدتهاست شیمی دانان آلی را در سطح جهان به دلیل خواص ضد سرطانی امیدوارکننده مجذوب خود کرده اند. با این حال، تلاش های قبلی برای تکرار و بازآفرینی این ساختارهای پیچیده در آزمایشگاه بی فایده بود.

به گفته این تیم پژوهشی، پیامدهای این نقطه عطف، عمیق است و راه های جدیدی را برای بررسی سرطان و پیشرفت دارویی ارائه می دهد.

پژوهشگران با سنتز این ترکیبات که اکنون قابل دستیابی است، آماده هستند تا مکانیسم های عمل آن ها را تجزیه و تحلیل کنند و به درمان و مبارزه با سرطان بپردازند.

پژوهشی چالش برانگیز

دانشمندان دانشگاه ییل نزدیک به سه دهه است که مجذوب یک گروه منحصر به فرد از ترکیبات ضد سرطانی کشف شده در خزه زیان که بی مهرگان دریایی رشد یافته در آب های گرم سیری هستند، شده اند.

این ترکیبات که با آرایش پیچیده حلقه های اکسید شده و اتم های نیتروژن شناخته میشوند، به دلیل ساختار متراکم و پیچیده شان، چالش مهمی برای شیمی دانان آلی در سراسر جهان ایجاد کرده اند و با وجود تلاش های گسترده، تکرار و بازآفرینی این ترکیبات در محیط های آزمایشگاهی یک هدف دست نیافتنی باقی مانده است.

خزه زیان جانورانی بی مهره کوچک و باهم زی هستند که معمولاً اسکلت هایی از جنس کلسیم کربنات می سازند و در ظاهر شبیه به مرجان دریایی هستند. خزه زیان پالوده خوارند، یعنی با شاخک های تاج مانند آب را برای به دست آوردن غذا از صافی خود می گذرانند.

تاکنون بیش از ۴۰۰۰ گونه از خزه زیان شناسایی شده اند. یک سرده از خزه زیان، تک زی است و دیگر سرده ها باهم زی هستند. بیشتر گونه های دریایی از خزه زیان در آب های گرمسیری زندگی می کنند، ولی چند گونه هم در درازگودال های اقیانوسی و برخی نیز در آب های قطبی سکونت دارند.

خزه زیان در سطح جهانی بعنوان یک مخزن امیدوار کننده برای کشف داروهای جدید شناخته شده اند. به گفته پژوهشگران، بسیاری از مولکول های مشتق شده از آنها به عنوان عوامل ضد سرطانی بالقوه مورد بررسی قرار گرفته اند که نشان دهنده اهمیت بالقوه آنها در توسعه داروهاست. با این حال، ماهیت پیچیده این مولکول ها اغلب مانع پیشرفت بیشتر می شود.

پژوهشگران در پیگیری گشایش این پتانسیل، تلاش خود را بر روی گونه ای از خزه زیان به نام Securiflustra securifrons متمرکز کردند و هدف آنها کشف ترکیبات درمانی آن بود.

ست هرزون (Seth Herzon) استاد شیمی در دانشگاه ییل و نویسنده این مطالعه می گوید:ما حدود یک دهه پیش روی این مولکول ها کار کردیم و اگرچه در آن زمان در بازآفرینی آن ها موفق نبودیم، اما درباره ساختار و واکنش شیمیایی آنها بینشی به دست آوردیم که به تفکر ما کمک کرد.

رویکردی نوآورانه

هرزون و تیمش با به کارگیری یک استراتژی جدید، سه تاکتیک محوری را اجرا کردند. در ابتدا آن ها ساخت یک ناجورحلقه یا حلقه هتروسیکلیک واکنشی را تا مراحل نهایی فرآیند به تعویق انداختند. این تیم تاکید می کند که چنین ناجورحلقه هایی حاوی عناصر متعدد هستند که اغلب، مشکلات واکنش پذیری ایجاد می کنند.

ترکیب ناجورحلقه یا هتروسیکلیک، گونه ای از ترکیب های حلقوی است که در اتم های حلقه های خود دستکم اتم دو عنصر متفاوت داشته باشد.

سپس پژوهشگران از چرخه های نوری اکسیداتیو به عنوان روشی برای ایجاد پیوندهای حیاتی در مولکول ها استقبال کردند. در میان این چرخه های نوری، واکنشی بود که شامل یک ناجورحلقه و اکسیژن مولکولی بود، مفهومی که در ابتدا توسط هری واسرمن از دانشگاه ییل در دهه ۱۹۶۰ مورد بررسی قرار گرفته بود.

در نهایت، هرزون و همکارانش تجزیه و تحلیل پراش الکترون میکروکریستالی (MicroED) را برای تجسم ساختار مولکولی اتخاذ کردند و محدودیت های روش های تعیین ساختاری مرسوم را در این زمینه تشخیص دادند.

نتیجه این رویکرد نوآورانه، هشت مولکول مصنوعی جدید با کاربردهای درمانی بالقوه شد که به چشم انداز پیشرفت های بیشتر در شیمی پیشگامانه اشاره می کند.

پژوهشگران می گویند آنها بر اساس وزن مولکولی خود با سایر مولکول هایی که در آزمایشگاه مطالعه کرده بودیم، مرتبط هستند، ولی از نقطه نظر واکنش پذیری شیمیایی، بعضی از بزرگ ترین چالش هایی را که ما تا به حال در مقابل داشتیم، حل کرده اند.

جزئیات این پژوهش در مجله ساینس (Science) منتشر شده است.