Een medicijn geïsoleerd uit een zeeplaag is veelbelovend voor de behandeling van enkele van 's werelds meest vervelende ziekten, en onderzoekers zouden graag willen weten hoe effectief het is - als ze er maar meer te pakken konden krijgen. Zoals het staat, de wereldvoorraad van de chemische stof is gedaald tot ongeveer de helft van wat het was in de jaren negentig, en het is moeilijk om voldoende hoeveelheden te extraheren uit de gevederde zeedieren die het produceren.

Nutsvoorzieningen, Stanford-onderzoekers hebben een eenvoudigere en efficiëntere manier gevonden om deze steeds meer gevraagde verbinding in het laboratorium te maken. ze melden 6 oktober in het journaal Wetenschap . Hun nieuwe synthetische voorraad zal voldoende zijn om de lopende proeven voort te zetten die de effectiviteit ervan testen als kankerimmunotherapie en voor de behandeling van de ziekte van Alzheimer en HIV, waarvoor een verdere levering tot nu toe onzeker was.

Hoofdonderzoeker Paul Wender, een professor in de chemie en lid van Stanford ChEM-H, zei dat hij op een gegeven moment zo enthousiast was over het project, "Ik trok mijn laboratoriumjas aan en deed wat kristallisaties, " een van de basisstappen van het scheikundelabwerk dat meestal aan studenten wordt overgelaten, geen hoogleraren. Voor hem, de nieuwe krant is het resultaat van tientallen jaren werk en een gelukkig ongeluk in de Golf van Mexico, bijna 50 jaar geleden.

Van drie olifanten tot een zoutvaatje

Net als veel andere natuurlijk voorkomende chemicaliën die in gebruik worden genomen als farmaceutica, bryostatine werd ontdekt na wat in wezen een visexpeditie was. In de jaren 1960, enig succes hebben gehad met het ontwikkelen van medicijnen uit de terrestrische flora en fauna, wetenschappers begonnen de aandacht te verleggen naar het leven in zee.

Het verhaal van bryostatine zelf begon in 1968, toen een mariene bioloog die in de Golf van Mexico werkte, een overvloed aan mariene organismen verzamelde en ze naar het National Cancer Institute stuurde voor analyse. Een van die organismen, Bugula neritina, een plaag die vooral bekend staat om het vervuilen van het mariene milieu, toonde enige belofte als een middel tegen kanker. Anderhalf decennium later, onderzoekers rapporteerden de structuur van het actieve ingrediënt, die ze bryostatine 1 noemden naar de gewone naam van het dier, bruine bryozoa.

Helaas, bryostatine 1 is zeer moeilijk te verkrijgen. Toen NCI-wetenschappers teruggingen en 14 ton B. neritina opruimden, ze slaagden erin om slechts 18 gram bryostatine te extraheren.

"Het zijn eigenlijk drie olifanten die naar een zoutvaatje gaan, ' zei Wender.

Slechter, latere studies toonden aan dat B. neritina bryostatine alleen produceert in diepten van meer dan ongeveer 3 meter en in warmere zeeën dichter bij de evenaar, en alleen tijdens bepaalde periodes van het jaar. (In feite, de collectie van 14 ton van het NCI kwam uit Californië, omdat latere monsters uit de Golf van Mexico inactief bleken te zijn.) En hoewel er een manier was om bryostatine in het laboratorium te synthetiseren, het duurde 57 stappen en was niet erg efficiënt.

Verbetering van de natuur

Wender en zijn groep hebben gewerkt met bryostatine-analogen - chemicaliën geïnspireerd door bryostatine, maar niet helemaal hetzelfde - sinds de jaren tachtig, maar pas onlangs begon na te denken over hoe bryostatine zelf in een laboratorium kon worden gemaakt.

"Gewoonlijk, we zijn bezig met het maken van chemicaliën die beter zijn dan de natuurlijke producten", zoals bryostatine, zei Wender. Wender en het werk van zijn lab, met andere woorden, is het bedenken van chemicaliën geïnspireerd door de natuur, maar effectiever.

"Maar toen we ons realiseerden dat klinische proeven waar veel mensen aan dachten, niet werden gedaan omdat ze niet genoeg materiaal hadden, we besloten, 'Dat is het, we gaan onze mouwen opstropen en bryostatine maken omdat er nu veel vraag naar is, ' zei Wender.

De laboratoriumjas afstoffen

Na tientallen jaren ervaring met bryostatine-analogen en twee jaar gezamenlijke inspanning, het lab kwam met een veel kortere, 29-stappenproces en een opbrengst van 4,8 procent, tienduizenden keren efficiënter dan het extraheren van bryostatine uit B. neritina, en aanzienlijk eenvoudiger en efficiënter dan de vorige synthetische benadering.

"Het talent en de toewijding van deze groep maakten een prestatie mogelijk die velen voor onmogelijk hadden gehouden, "Zei Wender. "We hebben zoveel geluk dat we mensen hebben die zich daar niet door laten afschrikken."

De teamleden hebben nu meer dan 2 gram bryostatine 1 aangemaakt. en zodra de productie is opgeschaald, Wender zei, ze verwachten dat fabrikanten ongeveer 20 gram per jaar kunnen produceren, genoeg om klinische en onderzoeksbehoeften te dekken. Dat is iets meer dan ooit uit B. neritina is gehaald en genoeg om ongeveer 20, 000 kankerpatiënten of 40, 000 Alzheimerpatiënten.

De resultaten kunnen ook een zegen zijn voor hiv/aids-onderzoek. Eind september, het team meldde dat een bryostatine 1-analoog kan helpen latente HIV-geïnfecteerde cellen te wekken, waardoor ze vatbaarder worden voor aanvallen door hiv-medicijnen of het immuunsysteem. Met nieuw inzicht in - en een nieuwe voorraad van - bryostatine 1, Wender zei, "we hebben een kans om een ​​serieus klinisch gesprek te beginnen over het uitroeien van hiv/aids."