Przełomowe odkrycie! Naukowcy rozszyfrowali, jak tworzyć tańsze leki przeciwnowotworowe
Naukowcy z University of Warwick i Monash University rozwiązali zagadkę, z którą twórcy leków mierzyli się od dziesięcioleci: w jaki sposób bakterie naturalnie tworzą wiele różnych wariantów silnych związków przeciwnowotworowych z tej samej biologicznej „maszynerii”. Wyniki, opublikowane w czasopiśmie Nature Communications, mogą przyspieszyć opracowywanie nowych terapii dla trudnych do leczenia nowotworów.
Wykorzystanie enzymów bakteryjnych do tworzenia wariantów leków – strategia znana jako biosynteza kombinatoryjna – od dawna była marzeniem chemików zajmujących się lekami. Problem w tym, że bez zrozumienia, w jaki sposób poszczególne enzymy ze sobą współpracują, postęp w tej dziedzinie utknął w miejscu. Zespół z Warwick i Monash skupił się na rodzinie związków znanej jako inhibitory deacetylazy histonowej (HDAC) – klasie leków blokujących enzymy, które komórki wykorzystują do włączania i wyłączania genów. Do tej rodziny należy m.in. romidepsyna (Istodax), zatwierdzony lek stosowany w terapii chłoniaków T-komórkowych.
Naukowcy zidentyfikowali niewielkie fragmenty molekularne, nazwane „domenami dokującymi”, które działają jak złącza między główną maszynerią budującą szkielet leku a enzymami odpowiedzialnymi za tworzenie zmiennych elementów cząsteczki. Kluczowe okazało się to, że domeny te wykorzystują uniwersalny punkt połączenia, kompatybilny z wieloma różnymi partnerami enzymatycznymi to właśnie tłumaczy, jak bakterie generują różnorodność strukturalną produktów, zachowując przy tym precyzję i skuteczność powstających związków.
Od naturalnej ewolucji do projektowania leków w laboratorium
Zespół prześledził też, jak takie systemy produkujące leki ewoluowały w naturze. Odkryty w badaniu związek FR-901375 – znany od dziesięcioleci, ale o nieznanym dotąd szlaku biosyntezy – najprawdopodobniej wyewoluował z pokrewnego systemu produkcyjnego w wyniku duplikacji i rekombinacji genów.
Zrozumienie tego mechanizmu daje naukowcom coś więcej niż wiedzę akademicką: to gotowy schemat, który można wykorzystać do projektowania zupełnie nowych wariantów leków w laboratorium, replikując zasadę działania natury, ale w sposób szybszy i bardziej kontrolowany. Jak podsumował prof. Greg Challis, współautor badania z Monash Warwick Alliance, odkrycie daje naukowcom plan działania pozwalający robić to, co robi natura – tylko lepiej i szybciej.
Źródło: University of Warwick / Monash University
Czytaj też: Przełom w polskich laboratoriach. Studenci zaprojektowali inteligentny plaster monitorujący rany
Grafika tytułowa: Myriam Zilles / Unsplash
