2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
A kutatók 10 új, gyógyszerészeti potenciállal rendelkező molekuláris szerkezetet fedeztek fel egy olyan vörös hínárfajban, amely a Fidzsi-szigetek partvidékének sekély korallzátonyában él a Csendes-óceán déli részén.
E természetes vegyületek némelyike kimutatta, hogy potenciálisan elpusztítja a rákos sejteket, baktériumokat és a HIV-vírust a Georgia Institute of Technology kutatása szerint. Valójában kettő közülük olyan koncentrációban mutat antibakteriális hatást az antibiotikum-rezisztens Staphylococcusaureus ellen, amelyet érdemes követni, bár a kutatók még nem tudják, hogy a baktérium elpusztításához szükséges vegyületek koncentrációja káros lenne-e az emberre.
A legnagyobb mennyiségben izolált vegyület – amelyet a kutatók bromophycolide A-nak neveztek el – megölte az emberi daganatsejteket a programozott sejthalál (úgynevezett apoptózis) indukálásával, amely mechanizmus ígéretes új rákellenes gyógyszerek kifejlesztésében.
Az ilyen vegyületek közül háromra – úgynevezett diterpén-benzoát természetes termékekre – az American ChemicalSociety Organic Letters folyóirat október 12-i online számában számoltak be. A többi vegyületre vonatkozó információkat később tesszük közzé.
A kutatást, amely a Fidzsi-szigeteken zajló környezetmegőrzési, gazdaságfejlesztési és gyógyszerkutatási projekt része, elsősorban a Nemzeti Egészségügyi Intézet Fogarty Nemzetközi Központja finanszírozta. A Georgia Tech biológiaprofesszora, Mark Hay vezeti a projektet, amelynek célja a fidzsi kormány és a helyi természeti erőforrásaikat birtokló falvak javára is, és pénzbeli hasznot húznak, ha ezek a természeti erőforrások piacképes drogokká válnak.
„Eddig még csak a kémcsövek szintjén vagyunk” – magyarázta Julia Kubanek, a Georgia Tech biológiával, kémiával és biokémiával foglalkozó adjunktusa, aki a lap vezető szerzője. „A következő lépés az, hogy felfedezzük, hogyan működnek ezek a vegyületek, majd tanulmányozzuk őket egy bonyolultabb modellrendszerben.”
Az amerikai Bristol Myers Squibb gyógyszergyár együttműködik a Georgia Techresearchers-szel annak meghatározására, hogy a 10 vegyület közül néhány hogyan pusztítja el a rákos sejteket. Eközben a Georgia Tech ideiglenes szabadalmat nyújtott be, hogy megvédje e struktúrák és kis változataik felfedezését.
„Ezek a molekuláris szerkezetek kíváncsiak a szénatomok kapcsolódási módjára” – mondta Kubanek. „Nagyon szokatlan. A szerves molekulák új kategóriáját képviselik. Biokémikusként izgalmas megfigyelni, hogy az élőlények képesek voltak ilyen egyedi és egzotikus struktúrák szintetizálására más, jellemzően tengeri moszat által termelt molekulákhoz képest.”
Az új molekuláris szerkezetek forrása egy vörös hínár (Callophycusserratus), amelyet négy fidzsi lelőhelyről gyűjtöttek össze. A lelőhelyek között a kutatók eltéréseket találtak a fajok által létrehozott molekuláris szerkezetekben.
„Vannak kémiai különbségek ennek a hínárfajnak a populációi között, még akkor is, ha a begyűjtési helyszínek közül kettő csak körülbelül 2 kilométerre van egymástól” – jegyezte meg Kubanek. „… Ez azt mutatja, hogy apró, de értékes különbségek vannak a fajon belül, és ezt a genetikai biológiai sokféleséget fontos megvédeni, mint a jövő erőforrását.”
A kutatók körülbelül 200 tengeri növény és gerinctelen állat mintájának kivonatait elemezték, amelyeket a fidzsi korallzátonyról gyűjtöttek 2004 júniusában a fidzsi kormány és a helyi erőforrás-tulajdonosok engedélyével.
„A tengeri élőlények saját céljaikra olyan molekulákat hoznak létre, amelyeket mi magunk is felhasználhatunk gyógyszerként” – magyarázta Kubanek. „Az élőlények céljai közé tartozik a ragadozók elleni védekezés, a betegségek elleni küzdelem képessége és a kémiai jelek előállítása, például a nemek felismerésére használtak."
Hay, Kubanek és kollégáik baseball méretű mintákat gyűjtöttek olyan zátonyfajokból, amelyek szokatlan növekedési és/vagy viselkedési jelenségeket mutatnak. Gyűjteményükben voltak puha korallok, tengeri szivacsok, csigák, valamint zöld, vörös és barna hínárok.
A laboratóriumban a kutatók ezeket az organizmusokat szerves folyadékok keverékével extrahálták, amelyek felnyitották a sejteket és feloldották a természetes termékeket. A szerves folyadékokat ezután párologtatással eltávolították az extraktumból, és mindegyik kivonat kis mennyiségét ellenőrzik. számos gyógyszerészeti célpont, beleértve a malária parazitát, a tuberkulózist okozó baktériumokat és számos rákot.
Ezek a tesztek jellemzően azt jelentik, hogy élő, betegséget okozó sejteket – parazitákat, baktériumokat vagy rákos sejteket – kivonnak egy kivonatnak, majd értékelik a sejtpusztulást azokhoz a sejtekhez képest, amelyek nem voltak kivonatoknak kitéve. A Georgia Techscientists ezután előnyben részesítette azoknak a kivonatoknak a további vizsgálatát, amelyek erős hatással voltak ezekre a betegséget okozó sejtekre.
A Callophycus vöröstenger egyike volt az első öt fajnak, amelyet a kutatók megvizsgáltak, hogy azonosítsák a kivonatokban azokat a vegyületeket, amelyek erős hatást gyakoroltak a betegséget okozó sejtekre. Anne Prusak, a Georgia egykori technikus hallgatója és kutatótechnikusa egy kromatográfiának nevezett eljárással választotta el az új molekulákat a kivonat többi komponensétől, amely a vegyületek eltérő kémiai jellemzőit használja ki.
Végül a kutatók röntgenkrisztallográfiát (az atlantai Emory Egyetemen végeztek), mágneses magrezonancia spektroszkópiát és tömegspektrális elemzéseket alkalmaztak annak meghatározására, hogy a szén-, oxigén-, bróm- és hidrogénatomok hogyan kapcsolódnak egymáshoz a 10 új molekulaszerkezethez. természetes termékek.
Sok kutatást kell még elvégezni, mielőtt ezen vegyületek bármelyikét felhasználnák a piacon elérhető gyógyszer előállítására, Kubaneksaid. Általában legalább egy évtized telik el a vegyület felfedezésétől egy új gyógyszer forgalomba hozataláig. Ha ez ebben az esetben megtörténik, a fidzsi falusiak és a fidzsi kormány anyagi hasznot húzna a felfedezésből egy már megkötött megállapodás miatt – tette hozzá.
A kábítószer piacra kerülésének hosszú ideje miatt a Fidzsi-szigeteki projekt további azonnali természetvédelmi és gazdaságfejlesztési előnyöket biztosít a falu lakosságának és a kormánynak.
