شیمیدانان مولکول‌های ضد سرطان جدیدی را سنتز کردند

شیمیدانان دانشگاه ییل موفق به سنتز کلاس جدیدی از مولکول‌های ضد سرطان از بریوزوآ ها شده‌اند، که یک پیشرفت عمده در شیمی سنتزی محسوب می‌شود.

به گزارش تک‌ناک،تقریباً سه دهه پیش، محققان گروه مشخصی از ترکیبات ضد سرطانی را در بریوزوآ ها شناسایی کردند. بریوزوآ ها دسته‌ای از بی مهرگان دریایی بومی آب‌های استوایی هستند.

ساختار شیمیایی این مولکول‌ها که از یک گره متراکم و بسیار پیچیده از حلقه‌های اکسید شده و اتم‌های نیتروژن تشکیل شده است، توجه شیمیدانان آلی را در سراسر جهان به خود جلب کرده است که هدف آنها بازسازی این ساختارها از ابتدا در آزمایشگاه است. با این حال علیرغم تلاش‌های قابل توجه، تاکنون این یک کار دست نیافتنی باقی مانده است.

گروهی از شیمیدانان دانشگاه ییل که در مجله Science تحقیق خود را منتشر کرده‌اند، برای اولین بار موفق به سنتز 8 ترکیب از این ترکیبات با استفاده از رویکردی شده‌اند که یک استراتژی شیمیایی را با آخرین فناوری تعیین ساختار مولکول‌های کوچک ترکیب می‌کند.

با استفاده از یک رویکرد جدید که فرآیندهای شیمیایی استراتژیک و تکنیک‌های پیشرفته تعیین ساختار را ترکیب می‌کند، این تیم امکانات جدیدی برای تحقیق در زمینه درمان سرطان ایجاد کرده است. این مولکول‌ها برای اولین بار با استفاده از یک روش که شامل فرآیندهای شیمیایی خلاقانه و تکنولوژی جدید در تعیین ساختار مولکول‌های کوچک است، سنتز شده‌اند.

دکتر ست هرزون، نویسنده مسئول این مطالعه گفت: تا به امروز این مولکول‌ها یک مانع  برجسته در زمینه شیمی مصنوعی بوده‌اند. تاکنون تعدادی از گروه‌های تحقیقاتی سعی کرده‌اند این مولکول‌ها را در آزمایشگاه بازآفرینی کنند، اما ساختار آن‌ها آنقدر متراکم و پیچیده است که این کار امکان‌پذیر نبود. از زمانی که در اوایل دهه 2000 دانشجوی کارشناسی ارشد بودم، درباره تحقیقات برای سنتز این ترکیبات مطالعه می‌کردم.

منبعی از عوامل جدید ضد سرطان: بریوزوآ ها

در طبیعت، این مولکول‌ها در برخی از گونه‌های بریوزوآ ها یافت می‌شوند که حیوانات کوچک و آبزی هستند که با فیلتر کردن طعمه از آب از طریق شاخک‌های کوچک تغذیه می‌کنند. محققان در سراسر جهان بریوزوآ را منبع بالقوه ارزشمندی از داروهای جدید می‌دانند و بسیاری از مولکول‌های جدا شده از بریوزوآ ها را به عنوان عوامل ضد سرطان جدید مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. با این حال، پیچیدگی این مولکول‌ها اغلب توسعه بیشتر آنها را محدود می‌کند.

محققان گونه خاصی از بریوزوآ ها به نام Securiflustra securifrons را بررسی کردند. هرزون گفت: ما حدود یک دهه پیش روی این مولکول‌ها کار کردیم و اگرچه در آن زمان در بازآفرینی آنها موفق نبودیم، بینشی در مورد ساختار و واکنش شیمیایی آنها به دست آوردیم که تفکر ما را گسترش داد.

استراتژی‌های شیمیایی نوآورانه

رویکرد جدید شامل سه عنصر استراتژیک کلیدی است. ابتدا، هرزون و گروهش از ساختن یک حلقه هتروسیکلیک واکنشی معروف به ایندول، تا پایان فرآیند اجتناب کردند. هرزون گفت که یک حلقه هتروسیکلیک شامل دو یا چند عنصر است و این حلقه خاص است که به عنوان عامل واکنش‌پذیر و ایجادکننده مشکلات شناخته شده است.

ثانیاً محققان از روش‌هایی به نام فتوسیکل‌سازی اکسیداتیو برای ساختن برخی از پیوندهای کلیدی در مولکول‌ها استفاده کردند. یکی از این فتوسیکل‌سازی‌ها شامل واکنش یک هتروسیکل با اکسیژن مولکولی بود که برای اولین بار توسط هری واسرمن از دانشگاه ییل در دهه 1960 مورد مطالعه قرار گرفت.

در نهایت، هرزون و گروهش از تجزیه و تحلیل پراش الکترون میکروکریستالی (MicroED)  برای کمک به تجسم ساختار مولکول‌ها استفاده کردند. هرزون گفت که روش‌های مرسوم برای تعیین ساختار در این زمینه ناکافی است.

نتیجه رویکرد جدید، 8 مولکول مصنوعی جدید با پتانسیل درمانی است که نوید ترکیبات جدید و بیشتری در آینده است.