Forskere kæmper mod udryddelse for at afsløre træers kræftbekæmpende egenskaber

Tre kinesiske grantræer på et naturreservat i det sydøstlige Kina er de sidste af deres slags. Da deres eksistens er truet af menneskelig forstyrrelse og klimaændringer, forskere skynder sig at lære alt, hvad de kan om træet – hvilket kan inspirere til nye og mere effektive måder at behandle forskellige kræftformer på.

Kemikere i Kina studerede oprindeligt træet, Abies beshanzuensis, at lede efter molekyler, der måske kan behandle diabetes og fedme. Bruger kun bark og nåle, der faldt fra træerne, for ikke at forstyrre den lille befolkning yderligere, forskere fandt ud af, at træets makeup ikke var så effektiv, som de havde håbet til behandling af disse sygdomme.

Træets helbredende kræfter så dystre ud, indtil Mingji Dai, en organisk kemiker ved Purdue University, begyndte at pille ved nogle af dets molekyler i sit laboratorium. Hans team skabte syntetiske versioner af to, og så et par analoger, som har mindre strukturelle ændringer. I samarbejde med Zhong-Yin Zhang, en fremtrædende professor i medicinsk kemi ved Purdue, han fandt ud af, at en af ​​de syntetiske analoger var en potent og selektiv inhibitor af SHP2, et stadig mere populært mål for kræftbehandling. Resultaterne blev offentliggjort i Journal of the American Chemical Society .

"Dette er et af de vigtigste anti-cancer-mål i den farmaceutiske industri lige nu, til en bred vifte af tumorer, " sagde Dai. "Mange virksomheder forsøger at udvikle lægemidler, der virker mod SHP2."

Kræft forventedes at tage mere end 600, 000 liv alene i USA i 2018, ifølge National Cancer Institute. Målrettede terapier hjælper med at behandle kræft ved at forstyrre specifikke proteiner, der hjælper tumorer med at vokse og sprede sig i hele kroppen. I modsætning til mange af de molekyler, der bruges til at målrette mod SHP2 lige nu, Dai'er (benævnt "forbindelse 30") danner en kemisk binding med SHP2-proteinet.

"Med andre, det er en løsere binding. Vores danner en kovalent binding, som er mere sikker og langtidsholdbar, " sagde Dai. "Men vi spekulerede også på, om denne type molekyle kunne interagere med andre proteiner."

Med hjælp fra kemiske biologer ved Scripps Research Institute i Florida, holdet tog ud og fiske - i en dam fuld af proteiner. Ved at bruge en mærket version af forbindelse 29 (som bare er en smule strukturelt forskellig fra forbindelse 30) som lokkemad, de fangede POLE3, et enzym, der hjælper med at syntetisere og reparere DNA-molekyler.

Dette fortalte holdet, at POLE3 og forbindelse 29 interagerede, men ikke meget andet. Alene, forbindelse 29 havde ingen effekt på cancerceller. Men de vidste, at denne forbindelse blev tiltrukket af et målprotein involveret i DNA-syntese, så de begyndte at lede efter FDA-godkendte kræftlægemidler, der målretter DNA til potentiel kombinationsterapi. De fandt Etoposide, et DNA-skadende lægemiddel, der bruges til at behandle flere typer kræft. Sammen, resultaterne var lovende.

"Forbindelse 29 alene dræber ikke kræft, men når du kombinerer det med Etoposide, stoffet er meget mere effektivt, " sagde Dai. "Dette kunne forbedre nogle af de kræftlægemidler, der bruges i dag, og det fortæller os også noget nyt om funktionen af ​​POLE3. Folk var ikke målrettet mod dette protein til kræftbehandling før, men vores resultater tilbyder en ny strategi til at dræbe kræftceller."