Forskere opdager nyt anti-cancer molekyle

En gruppe videnskabsmænd fra Moskva har opdaget og forklaret aktivitetsmekanismen for et nyt anti-cancer-molekyle - diphenylisoxazol. Dette molekyle har vist sig at være effektivt mod humane kræftceller. Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Bogstaver om bioorganisk og medicinsk kemi , gør det muligt at producere et overkommeligt kræftbehandlingsmiddel.

Hver celle i vores krop har et cytoskelet, et system af mikrotubuli og filamenter, der understøtter cellens stive form. Mikrotubuli dannes af proteinet tubulin og spiller en nøglerolle i delingen af ​​både raske celler og tumorceller. Derfor, mikrotubuli er et mål for antimitotika - anti-kræftlægemidler, der hæmmer tumorvækst ved at forstyrre tubulinpolymerisering. Fordi den ubegrænsede spredning af kræftceller er det, der gør sygdommen så farlig, mange lægemidler sigter mod at hæmme denne proces.

Tubulinmolekylet har fire bindingssteder (steder, hvor det kan interagere med et lægemiddel), nemlig colchicin, taxan/epothilon, laulimalid og vinca alkaloid bindingssteder. Adskillige stoffer vides at binde med tubulin på colchicinstedet og i sidste ende forstyrre tubulinpolymerisationen, og alle indeholder en trimethoxyphenylring.

Ved hjælp af computersimuleringer, Moskva-forskerne bestemte hvilke forbindelser, inklusive dem uden en trimethoxyphenylring, var i stand til at binde sig til tubulin, og var i stand til at forudsige effektiviteten af ​​et nyt stof til sådanne undersøgelser - diphenylisoxazol. Dette molekyle er unikt ved, at det let syntetiseres ved hjælp af tilgængelige forbindelser - benzaldehyder, acetofenoner, og arylnitromethaner.

Simuleringen viste også for første gang, at et stofs molekyle ikke behøver at have en trimethoxyphenylring for at binde sig til tubulin på colchicinstedet. Alle tidligere kendte tubulinpolymerisationsinhibitorer, der interagerer med colchicinstedet, havde en trimethoxyphenylsubstituent i deres struktur, men dette grundstof er fraværende i diphenylisoxazol. Det betyder, at der er en endnu uudforsket strukturel klasse af forbindelser med antimitotisk aktivitet, som kan bruges til at skabe anti-cancer lægemidler med nye egenskaber.

Det blev senere vist, at diphenylisoxazol hæmmer tubulinpolymerisering i søpindsvinembryoner, hvis hurtige celledeling ligner kræftens, gør det til et hyppigt emne for sådanne undersøgelser. Tilsætning af diphenylisoxazol til et kar indeholdende befrugtede søpindsvinsæg hæmmede celle-reproduktion og fik embryonet til at rotere i stedet for at svømme fremad. Denne observation indikerer, at stoffet påvirkede cellernes mikrotubuli. Efterfølgende eksperimenter beviste molekylets effektivitet ikke kun på søpindsvinsembryoner, men også på menneskelige kræftceller.

Forskerne påpegede, at ikke kun resultaterne af forskningen, men også dens metodologi har værdi.

Ifølge HSE University professor Igor Svitanko, en af ​​forfatterne til undersøgelsen, "Tidligere arbejde af disse forskere om syntesen af ​​lægemidler mod leukæmi og leddegigt, såvel som på andre lægemidler mod kræft, har vist vigtigheden af ​​denne sekvens i udformningen af ​​det videnskabelige eksperiment - først simulering af stoffets struktur med de ønskede egenskaber, og først derefter syntetisere og teste dens biologiske aktivitet. At stille spørgsmålet på denne måde giver kun sekundær betydning for organisk syntese og kræver, at den tager den enklest mulige vej til den forudsagte struktur. Dette gør det muligt dramatisk at reducere omkostningerne ved at finde og introducere nye lægemidler, " han sagde.

Professor Svitanko sagde også, at computermodellering gør det muligt for unge forskere uden års erfaring og intuition med hensyn til syntetiske stoffer at deltage i så komplekse undersøgelser. HSE University har foreslået at skabe et nyt computermodelleringslaboratorium, der vil syntetisere nye lægemidler og andre stoffer ved hjælp af computerforudsagte strukturer.