Efterligning af naturens bedste medicin åbner døren til nye behandlinger

Opdagelser gjort af en organisk kemiker fra University of Canterbury (UC) kan være et springbræt til nye behandlinger for kræftsygdomme og antibiotikaresistente infektioner.

Dr. Daniel Foley, underviser på UC's Science College, har fundet måder til hurtigt at skabe syntetiske forbindelser, der er tæt beslægtet med dem, der findes i naturen.

Som et resultat har han opdaget nye "bioaktive" kemikalier, der kunne have potentiale som medicin - inklusive nye anti-cancer-lægemidler.

Naturen har spillet en stor rolle i nye lægemiddelopdagelser, tilvejebringelse af en skattekiste af bioaktive molekyler, Dr. Foley siger.

"Typisk, produkter, der findes i naturen - såsom planter, bakterier og marine organismer - har flere tredimensionelle former end syntetiske molekyler, og et højere indhold af ilt og nitrogen.

"Kemikalier med disse egenskaber har en tendens til at have mere succes i kliniske forsøg. Det betyder, at de har potentialet til at nå markedet som nye lægemidler på en kortere tidsramme."

Desværre, medicinsk effektive forbindelser fra det naturlige miljø er ofte kun tilgængelige i meget små mængder, og deres syntese er vanskelig og ressourceintensiv.

Dr. Foley har fundet på hurtige måder at syntetisere forbindelser med lignende egenskaber på naturligt forekommende forbindelser, og hans arbejde viser positive resultater.

"Ved at replikere disse molekylære strukturer i en syntetisk forbindelse og derefter screene dem, vi har opdaget nogle, der har ny bioaktivitet relateret til behandling af sygdomme som kræft, " han siger.

For eksempel, forbindelser afledt af det naturlige produkt kinin, et velkendt antimalariamiddel, viste sig at hæmme en biologisk proces kaldet 'autofagi', som er kroppens måde at genbruge cellulære komponenter på. Imidlertid, kinin selv udviser ikke denne aktivitet.

Dr. Foley arbejdede på projektet under sit 2018 Marie Skłodowska-Curie Fellowship i Tyskland, inden han kom til UC i september 2018.

Han har nu nedsat en forskergruppe på UC for at udvikle en række forskellige klasser af nye forbindelser relateret til dem, der findes i naturen.

De kunne have potentiale til at behandle en række sygdomme, herunder bekæmpelse af kræft og multilægemiddelresistente antimikrobielle infektioner, såsom MRSA (methicillin-resistente stafylokokker), som i øjeblikket er meget svære at behandle.

Han modtog for nylig $10, 000 i startfinansiering fra Maurice og Phyllis Paykel Trust til at videreudvikle forskning, der potentielt kan føre til opdagelsen af ​​nye antibiotika.

"Denne generelle strategi for fremstilling af naturlignende forbindelser kan tænkes at føre til udvikling af nye antibiotiske forbindelser, " Dr. Foley siger. "At komme med noget, der vil behandle en større sygdomsgruppe, ville være en fantastisk præstation.

"Ultimativt, vi planlægger at udvide samlingen af ​​blandinger og gøre den tilgængelig for newzealandske forskere, hvor vi forventer, at det vil være af væsentlig værdi til at bryde mikrobiel resistens og på andre områder af medicin."

Han siger, at det er vigtigt at bemærke, at molekylerne er omhyggeligt designet til at efterligne de kemiske strukturer af naturligt forekommende molekyler, men de bør ikke betragtes som 'naturlige midler'.

"Vi har været i stand til at bestemme præcis, hvordan vores nye forbindelser virker på protein- og celleniveau."

Nogle af Dr. Foleys resultater blev for nylig offentliggjort i de store internationale kemitidsskrifter Naturkemi og Angewandte Chemie—International Edition.