Witanolid zwalczający raka, syntetyzowany na dużą skalę

Witanolidy, klasa naturalnie występujących związków występujących w roślinach, od dawna stanowią przedmiot badań nad nowotworami ze względu na ich zdolność do hamowania wzrostu komórek nowotworowych, indukowania śmierci komórek i zapobiegania przerzutom. Związki te odgrywają ważną rolę w opracowywaniu nowych metod leczenia raka. Jednakże trudność w uzyskaniu wystarczającej ilości związków witanolidowych z roślin utrudnia badania i rozwój terapeutyczny.

Naukowcy z Moffitt Cancer Center opracowali przełomową metodę skalowalnej syntezy witanolidów. To innowacyjne podejście, opublikowane w czasopiśmie Science Advances, może zrewolucjonizować badania nad nowotworami, zapewniając niezawodne i wydajne sposoby wytwarzania tych niezbędnych związków w dużych ilościach, torując drogę nowym i skuteczniejszym terapiom przeciwnowotworowym.

Doktor Justin M. Lopchuk, główny autor i członek stowarzyszony Działu Odkrywania Leków w Moffitt, powiedział: „Nasza nowa metoda syntezy to duży krok naprzód w dziedzinie chemii witanolidów. Dzięki możliwości wytwarzania tych związków w skali gramowej możemy teraz wspierać szersze badania biologiczne i medyczne”.

Nowa metoda syntezy wykorzystuje bioinspirowaną sekwencję fotooksygenacji-przegrupowania hydroperoksydu allilowego, która ułatwia wprowadzanie grup funkcyjnych na późnych etapach syntezy. Takie podejście zapewnia skalowalność i umożliwia produkcję wielu różnych withanolidów z tej samej syntezy. Ta metoda eliminuje również zależność od ekstrakcji roślinnej, która jest czasochłonna i ograniczona przez naturalną obfitość tych związków.

Dzięki tej nowej metodzie naukowcy mogą teraz produkować związki withanolidowe w większych ilościach, ułatwiając nowe badania i przyspieszając rozwój terapii nowotworowych opartych na withanolidach. W przeciwieństwie do konwencjonalnych terapii ukierunkowanych na pojedynczą ścieżkę, withanolidy działają na wiele ścieżek komórkowych. Związki te mogą zakłócać podział komórek nowotworowych, uszkadzać struktury komórkowe komórek nowotworowych i modulować układ odpornościowy, aby zwiększyć zdolność organizmu do walki z rakiem. Ponadto związki withanolidowe mają potencjał zwiększania skuteczności terapii nowotworowych, czyniąc komórki nowotworowe bardziej wrażliwymi na chemioterapię i radioterapię. Związki withanolidowe wykazały skuteczność w leczeniu szeregu typów nowotworów, w tym raka piersi, raka płuc, raka jelita grubego i raka prostaty.

Kolejnym krytycznym aspektem jest zdolność do przezwyciężenia lekooporności. Komórki nowotworowe mogą z czasem rozwinąć oporność na konwencjonalne metody leczenia, ale witanolidy, ze względu na swoje unikalne mechanizmy działania, mogą pomóc w przezwyciężeniu tej oporności i zachować skuteczność tam, gdzie inne metody leczenia zawiodą.

„Teraz, gdy mamy niezawodną metodę produkcji witanolidów, możemy skoncentrować nasze badania na tworzeniu nowych leków, które pomogą pacjentom chorym na raka” – powiedział Lopchuk.

Withanolidy to grupa naturalnie występujących laktonów steroidowych C28 ze szkieletem na bazie ergostanu. Są to wysoce utlenione produkty naturalne, a utlenianie w różnych miejscach szkieletu jest odpowiedzialne za zmiany strukturalne w różnych klasach withanolidów. Withanolidy mają szeroki zakres aktywności biologicznych, w tym aktywność przeciwnowotworową. Ekstrakty roślin zawierających withanolidy były stosowane w leczeniu różnych typów nowotworów i guzów. Jednak aktywność przeciwnowotworowa oczyszczonego withanolidu została po raz pierwszy zgłoszona w 2004 roku. Od tego czasu wiele withanolidów zostało ocenionych pod kątem ich aktywności przeciwnowotworowej i przeciwnowotworowej przy użyciu szeregu biotestów. Withanolidy występują obficie w rodzinie roślin Solanaceae. Główne źródła naturalnych withanolidów znajdują się w szeroko zbadanych rodzajach Datura, Jaborosa, Physalis i Withania.