MENA Newswire , וושינגטון : מדענים במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס סינתזו בהצלחה את ורטיקילין A, תרכובת פטרייתית מורכבת שזוהתה לראשונה לפני יותר מ-50 שנה והוכרה זה מכבר בזכות תכונותיה האנטי-סרטניות. ההישג מסמן את הסינתזה המעבדתית הראשונה של התרכובת ופותר אתגר ארוך שנים בכימיה אורגנית, אשר המחקר המדעי של המולקולה מוגבל מאז גילויה.
ורטיצילין A בודד במקור מפטריות בתחילת שנות ה-60 ומשך תשומת לב בשל פעילותו הביולוגית, כולל יכולתו להפריע לגדילת תאי סרטן. למרות הבטחה מוקדמת זו, החוקרים לא הצליחו לשחזר את התרכובת באופן סינתטי בגלל הארכיטקטורה המולקולרית המורכבת ביותר שלה. המבנה שונה רק במעט מתרכובות פטרייתיות קשורות, אך הבדלים עדינים אלה יצרו מכשולים משמעותיים להרכבת המולקולה עם הסידור התלת-ממדי המדויק הנדרש לתפקודה הביולוגי.
העבודה שפורסמה לאחרונה מדגימה כיצד התגברו על אתגרים אלה באמצעות התקדמות בכימיה סינתטית. מוחמד מובאסאגי, פרופסור לכימיה ב- MIT ואחד המחברים הבכירים של המחקר, אמר שהמאמץ סיפק הבנה ברורה יותר של האופן שבו שינויים מבניים קטנים יכולים להגדיל באופן דרמטי את המורכבות הסינתטית. החוקרים פיתחו שיטות שאפשרו להם לשלוט בסדר שבו נוצרו קשרים כימיים, מה שאפשר את בניית התרכובת לאחר עשרות שנים של ניסיונות כושלים מצד הקהילה המדעית.
בדיקות מעבדה של נגזרת של ורטיצילין A הראו פעילות בתאי סרטן אנושיים, כולל נגד גליומה מפושטת של קו האמצע, סרטן מוח נדיר ואגרסיבי בילדים. גליומה מפושטת של קו האמצע מאופיינת באפשרויות טיפול מוגבלות ותוצאות גרועות, מה שהופך אותה למוקד מחקר מתמשך. הממצאים התקבלו באמצעות תאי סרטן אנושיים בתרבית ומייצגים תוצאות ניסיוניות בשלב מוקדם ולא נתונים קליניים.
המחקר נוהל במשותף על ידי מובאסאגי וג'ון צ'י, פרופסור חבר לרפואה המסונף למכון הסרטן דנה-פרבר , למרכז הסרטן והפרעות הדם בילדים בבוסטון , ולבית הספר לרפואה של הרווארד . ממצאיהם פורסמו בכתב העת Journal of the American Chemical Society , אחד מכתבי העת המובילים בתחום הכימיה שעברו ביקורת עמיתים.
אתגר בן עשרות שנים בסינתזת תרכובות פטרייתיות נפתר
ברמה המולקולרית, ורטיצילין A מורכב משני חצאים זהים שיש להתמזג יחד כדי ליצור דימר בעל תצורה מרחבית מדויקת. השגת יישור מדויק זה הייתה האתגר המרכזי שמנע סינתזה במשך עשרות שנים. לדברי החוקרים, אפילו סטיות קלות באוריינטציה במהלך ההרכבה יכולות לשבש את התכונות הביולוגיות של התרכובת, מה שהופך את השליטה הקפדנית על המבנה התלת-ממדי לחיונית.
כדי לטפל בכך, הצוות תכנן תהליך סינתטי בן 16 שלבים ששלט בקפידה מתי וכיצד נוצר כל קשר כימי. החוקרים שינו את הרצף המסורתי של תגובות יצירת קשרים והגנו באופן זמני על אזורים מולקולריים שבירים מפני שבירה בשלבים קריטיים. קבוצות פונקציונליות מסוימות נותרו מוסוות במכוון עד לאחר ששני חצאי המולקולה חוברו בהצלחה, מה שהבטיח שהתרכובת הסופית תאמץ את המבנה התלת-ממדי הנדרש.
תזמון התגובות הכימיות הוכח כקריטי
מובסאגי אמר שהעבודה הדגישה את חשיבות התזמון בסינתזה כימית. על ידי שינוי סדר השלבים המרכזיים, הצליחו החוקרים להוביל את המולקולה לתצורתה הנכונה, תוצאה שלא הושגה בעבר. הגישה מאפשרת גם יצירת וריאנטים קשורים של ורטיצילין A, בהם ניתן להשתמש כדי לחקור כיצד שינויים כימיים קטנים משפיעים על הפעילות הביולוגית.
עם סינתזה מעבדתית מבוססת, ניתן לייצר ורטיקלין A בכמויות המספיקות למחקר מדעי רחב יותר. צ'י אמר כי תרכובות טבעיות מילאו תפקיד משמעותי מבחינה היסטורית בגילוי תרופות, וגישה לוורטיקלין A המיוצר באופן סינתטי מאפשרת מחקר מפורט יותר של האופן שבו המולקולה מקיימת אינטראקציה עם תאי סרטן. החוקרים מתכננים לבחון את תכונותיה באמצעות גישות משולבות הכוללות כימיה, ביולוגיה כימית, ביולוגיה של הסרטן ומחקר ממוקד מטופלים, במטרה להרחיב את ההבנה של תפקידה הפוטנציאלי במדעי הסרטן.
הפוסט ורטיצילין A מסונתז לראשונה על ידי חוקרי MIT הופיע לראשונה ב- Front Page Arabia .