Un potențial medicament găsit într-o creatură marine poate fi acum fabricat eficient în laborator

Un nevertebrat marin asemănător algelor conține o moleculă care a stârnit interes ca medicament, dar este insuficientă: colectarea a 14 tone de creaturi, un tip de briozoar, dă doar 18 grame de medicament potențial. Acum, o rețetă eficientă de laborator ar putea face briostatin 1 mai ușor de obținut.

Producerea mai mult din moleculă ar putea ajuta oamenii de știință să-și dea seama dacă medicamentul – care a arătat rezultate mixte în studii clinice limitate pentru cancer, HIV și boala Alzheimer – se va descurca sau va produce o bombă.

Briostatină 1, găsită în mod natural într-o creatură marine numită Bugula neritina, a fost studiat ca un potențial medicament de câteva decenii. Interacționează cu o enzimă din corpul uman care ajută la reglarea creșterii celulelor și la controlul răspunsului imunitar. Dar găsirea unei modalități de a recrea molecula în laborator, care ar asigura o aprovizionare constantă pentru cercetare, a fost o provocare. Este o moleculă mare, greoaie, cu o structură complexă – inele multiple și o mulțime de anexe cu proprietăți chimice diferite.

Noua rețetă, raportată în 13 octombrie Ştiinţăa produs până acum mai mult de 2 grame de briostatină 1.

Puzzle molecular

O imagine 3-D (sus) arată complexitatea moleculei de briostatină. Bilele roșii reprezintă atomi de oxigen, iar bilele gri reprezintă carbon. Imaginea de jos arată structura elementară a moleculei, cu trei inele mici (A, B și C) care fac parte dintr-un inel mai mare. Fiecare linie neagră reprezintă o legătură chimică, iar atomii de carbon se află la vârfurile nemarcate ale liniilor.

Este o mare realizare, spune Karl Hale, un chimist la Universitatea Queen’s Belfast din Irlanda de Nord, care nu a făcut parte din studiu. Alți oameni de știință au creat briostatină 1, dar numai miligrame din aceasta. Câteva grame produse de noua rețetă sunt suficiente pentru a furniza numeroase studii clinice, spune coautorul studiului Paul Wender, chimist la Universitatea Stanford.

Pentru a construi o moleculă atât de greoaie din ingrediente chimice simple, echipa lui Wender a modelat molecula în două părți printr-o serie de reacții chimice, apoi le-a legat pe cele două împreună. Reacția generală care leagă cele două bucăți împreună într-o moleculă mare a fost folosită înainte de alți chimiști care lucrează pentru a sintetiza briostatin 1 și compuși înrudiți. Dar Wender spune că abordarea echipei sale funcționează într-un mod ușor diferit.

Întregul proces a implicat o mulțime de amestecare a atomilor: adăugarea și îndepărtarea diferitelor anexe, de exemplu, și formarea și apoi ruperea inelelor care nu vor ajunge niciodată în produsul final. În total, procesul necesită 29 de reacții chimice diferite – o îmbunătățire față de cei 57 de pași raportați anterior, deoarece cu fiecare pas se pierde o parte din material.

Alte briostatine produse de B. neritina au structuri la fel de complicate, cu anexe ușor diferite și ar putea avea, de asemenea, uz medical. Oamenii de știință i-au recreat și pe unii dintre cei din laborator, unii prin procese aproape la fel de raționalizate ca acesta. Dar briostatin 1 a fost important de făcut, deoarece este singura versiune a moleculei care a fost folosită în studiile clinice, spune Wender. Procesul poate fi, de asemenea, modificat pentru a crea molecule asemănătoare briostatinei care nu se găsesc în natură, dar care ar putea funcționa mai bine ca medicamente, spune el.

Dar nu toată lumea este convinsă că briostatin 1 și rudele sale chimice merită să fie urmărite ca medicament. Investigată ca tratament pentru cancer de mulți ani, molecula nu s-a dovedit a fi foarte eficientă împotriva tumorilor, spune Hale. Și mulți pacienți au raportat dureri musculare severe la dozele date pentru terapia cancerului.

Wender este consilier pentru o companie numită Neurotrope BioScience, care dezvoltă briostatine și molecule înrudite pentru a trata Alzheimer și alte boli neurodegenerative. Rezultatele publicate la începutul acestui an dintr-un studiu clinic efectuat la pacienții cu Alzheimer în stadiile mijlocii și târzii au fost „un pic amestecate”, spune Hale. Unii pacienți care au primit doza mai mică de medicament au observat unele îmbunătățiri la un test cognitiv față de cei cărora li s-a administrat placebo, dar micile diferențe s-ar fi putut datora întâmplării.

Administrarea medicamentului într-o doză diferită sau tratarea pacienților pentru mai mult timp sau într-un stadiu mai timpuriu al bolii Alzheimer ar putea da rezultate mai bune, dar „juriul este încă afară”, spune Hale.

Wender și alții urmăresc, de asemenea, studii clinice pentru briostatină 1 ca medicament pentru HIV. Un studiu clinic în stadiu incipient publicat în 2016 a arătat că medicamentul este sigur, dar nu a arătat niciun beneficiu împotriva HIV la doza mică utilizată. Extinderea accesului la compus ar trebui să ajute la accelerarea acestui tip de cercetare.