27. Februar 2013 – Inspiriert durch einen chemischen, den Pilze absondern, um ihr Territorium zu verteidigen, haben MIT Chemikern synthetisiert und getestet mehrere Dutzend Verbindungen, die als potenzielle Krebsmedikamente Versprechen halten können.
Vor ein paar Jahren MIT-Forscher unter der Leitung von Professor der Chemie Mohammad Movassaghi wurde der erste chemisch zu synthetisieren, 11, 11'-Dideoxyverticillin, hochkomplexe pilzartige Substanz, die in früheren Studien krebsbekämpfende Aktivität gezeigt hat. Diese und verwandte Verbindungen natürlicherweise Vorkommen in so geringen Mengen, dass es schon schwierig, eine umfassende Studie über die Beziehung zwischen das Compound-Struktur und seiner Tätigkeit--Forschung, die Droge Entwicklungshilfe, konnte Movassaghi sagt.
"Es gibt eine Menge von Daten, die draußen, sehr spannende Daten, aber eine Sache, die wir interessierten dabei nimmt eine große Tafel dieser Verbindungen und zum ersten Mal einheitlich, Auswertung" Movassaghi sagt.
In der neuen Studie, die kürzlich online veröffentlicht in der Zeitschrift chemische Wissenschaft Movassaghi und Kollegen am MIT und an der University of Illinois in Urbana-Champaign (UIUC) entwickelt und getestet von 60 Verbindungen für ihre Fähigkeit, menschlichen Krebszellen zu töten.
"Was uns besonders spannend war, über verschiedene Krebszelllinien, zu erkennen, dass einige von ihnen ziemlich mächtig ist", sagt Movassaghi.
Blei Autor des Papiers ist MIT Postdoc Nicolas Boyer. Andere Autoren sind MIT Doktorand Justin Kim, UIUC Chemie Professor Paul Hergenrother und UIUC Doktorand Karen Morrison.
Natürlich sind viele der Verbindungen, die in dieser Studie, bekannt als Epipolythiodiketopiperazine (ETP) Alkaloide, getestet von Pilzen hergestellt. Wissenschaftler glauben, dass diese Verbindungen Pilze, die anderen Organismen von Eingriff in ihrem Hoheitsgebiet zu verhindern helfen.
In den Prozess der Synthese ETP Naturprodukte in ihrem Labor, produziert die MIT-Forscher viele ähnliche Verbindungen, die sie im Verdacht auch krebsbekämpfende Aktivität haben könnten. Für die neue Studie, erstellt sie noch mehr Verbindungen durch systematische Variation der natürlichen Strukturen--hinzufügen oder Entfernen von bestimmten chemischen Gruppen von verschiedenen Standorten.
Die Forscher getestet 60 Verbindungen gegen zwei verschiedene menschliche Krebszelllinien--Gebärmutterhalskrebs und Lymphom. Dann entschied man sich die besten 25 mit drei zusätzliche Linien, von Lungen-, Nieren- und Brustkrebs Tumoren testen. Insgesamt, Dimere Verbindungen--die mit zwei ETP-Moleküle miteinander verbunden--zeigte sich effektiver töten Krebszellen als einzelne Moleküle (bekannt als Monomere).
Die Struktur einer ETP-Naturprodukt hat in der Regel mindestens eine geschmolzene Ringe mit einem oder mehreren Schwefel-Atomen, die mit sechs Mitgliedern Ring bekannt als ein Cyclo-Dipeptid verknüpft. Die Forscher fanden heraus, dass ein weiterer Schlüssel zum Tumor-Tötung-Fähigkeit die Anordnung und Anzahl der diese Schwefel-Atome ist: Verbindungen mit mindestens zwei Schwefel-Atome wurden die effektivste, das mit nur einem Schwefel-Atom weniger wirksam waren und diejenigen ohne Schwefel hat Tumorzellen nicht effizient getötet.
Andere Ringe haben in der Regel chemische Gruppen unterschiedlicher Größe, die in bestimmten Positionen angebracht; eine Schlüsselposition ist neben der ETP-Ring. Die Forscher fanden heraus, dass die größere Gruppe, desto mächtiger die Verbindung war gegen den Krebs.
Die Zusammensetzungen, die Krebszellen abtöten anscheinend sehr selektiv, 1.000-mal effektiver als sie zu, gesunde Blutzellen töten zu zerstören.
Die Forscher entdeckten auch Abschnitte der Verbindungen, die nicht verändert werden können, ohne discernably ändern ihre Tätigkeit. Dies ist nützlich, da es ermöglichen kann, Chemiker, diese Punkte zu verwenden, eine Auslieferungsprogramm wie ein Antikörper, der die Verbindungen an, die sie zu Krebszellen, ohne Beeinträchtigung ihrer Krebs-Tötung-Fähigkeit abzielen würde.
Larry Overman, Professor für Chemie an der University of California in Irvine, sagt, dass die neue Studie eine beeindruckende voraus. "Movassaghi und seine Mitarbeiter erstmals eine Reihe von Beziehungen zwischen der chemischen Struktur von Molekülen in der ETP-Serie und ihre Anti-Krebs in-Vitro-Aktivität, offenbaren", sagt Overman, der nicht Teil des Research-Teams war. "Kenntnisse dieser Art notwendig für die zukünftige Entwicklung der ETP-Typ Moleküle in attraktiven klinischen Kandidaten und potentiellen neuartiger Krebsmedikamente werden."
Jetzt haben sie einige Ausgangsdaten, können die Forscher ihre Ergebnisse um zusätzliche Verbindungen zu entwerfen, die sogar noch effektiver sein könnte. "Wir können gehen mit weit größerer Präzision und testen die Hypothesen, die wir in Bezug auf welche Teile der Moleküle bedeutendsten bei Beibehaltung oder Verbesserung der biologischen Aktivität sind entwickeln", sagt Movassaghi.
Die obige Geschichte ist aus Materialien, die von Massachusetts Institute of Technology abgedruckt. Der ursprüngliche Artikel wurde von Anne Trafton geschrieben.
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Haftungsausschluss: Dieser Artikel soll nicht medizinische Beratung, Diagnose oder Behandlung. Hier geäußerten Ansichten spiegeln nicht unbedingt die von ScienceDaily oder seiner Mitarbeiter.
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