Drie Chinese dennenbomen in een natuurgebied in Zuidoost-China zijn de laatste in hun soort. Aangezien hun bestaan ​​wordt bedreigd door menselijke verstoring en klimaatverandering, onderzoekers haasten zich om alles te weten te komen over de boom, wat zou kunnen leiden tot nieuwe en effectievere manieren om verschillende vormen van kanker te behandelen.

Chemici in China bestudeerden aanvankelijk de boom, Abies beshanzuensis, om te zoeken naar moleculen die mogelijk diabetes en obesitas kunnen behandelen. Met alleen schors en naalden die van de bomen vielen, om de kleine populatie niet verder te storen, onderzoekers ontdekten dat de make-up van de boom niet zo effectief was als ze hadden gehoopt bij de behandeling van deze ziekten.

De helende krachten van de boom zagen er grimmig uit tot Mingji Dai, een organisch chemicus aan de Purdue University, begon te sleutelen aan enkele van zijn moleculen in zijn lab. Zijn team creëerde synthetische versies van twee, en dan een paar analogen, die kleine structurele wijzigingen ondergaan. In samenwerking met Zhong-Yin Zhang, een vooraanstaande professor in de medicinale chemie aan de Purdue, hij ontdekte dat een van de synthetische analogen een krachtige en selectieve remmer van SHP2 was, een steeds populairder doelwit voor de behandeling van kanker. De bevindingen werden gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society .

"Dit is momenteel een van de belangrijkste doelen tegen kanker in de farmaceutische industrie, voor een grote verscheidenheid aan tumoren, " zei Dai. "Veel bedrijven proberen medicijnen te ontwikkelen die tegen SHP2 werken."

Kanker zou naar verwachting meer dan 600, 000 leven alleen al in de Verenigde Staten in 2018, volgens het National Cancer Institute. Gerichte therapieën helpen kanker te behandelen door te interfereren met specifieke eiwitten die tumoren helpen groeien en zich door het lichaam verspreiden. In tegenstelling tot veel van de moleculen die nu worden gebruikt om SHP2 te targeten, Dai's (aangeduid als "verbinding 30") vormt een chemische binding met het SHP2-eiwit.

"Met anderen, het is een lossere binding. De onze vormt een covalente binding, die veiliger en duurzamer is, " zei Dai. "Maar we vroegen ons ook af of dit type molecuul met andere eiwitten zou kunnen interageren."

Met hulp van chemisch biologen van het Scripps Research Institute in Florida, het team ging vissen - in een vijver vol eiwitten. Met behulp van een getagde versie van compound 29 (die net een beetje structureel anders is dan compound 30) als aas, ze vingen POLE3, een enzym dat helpt bij het synthetiseren en repareren van DNA-moleculen.

Dit vertelde het team dat POLE3 en compound 29 interactie hadden, maar niet veel anders. Alleen, verbinding 29 had geen effect op kankercellen. Maar ze wisten dat deze verbinding werd aangetrokken door een doeleiwit dat betrokken is bij DNA-synthese, dus gingen ze op zoek naar door de FDA goedgekeurde kankermedicijnen die zich richten op DNA voor mogelijke combinatietherapie. Ze vonden Etoposide, een DNA-beschadigend medicijn dat wordt gebruikt om meerdere soorten kanker te behandelen. Samen, de resultaten waren veelbelovend.

"Verbinding 29 alleen doodt geen kanker, maar als je het combineert met Etoposide, het medicijn is veel effectiever, " zei Dai. "Dit zou sommige van de kankermedicijnen die tegenwoordig worden gebruikt kunnen verbeteren, en het vertelt ons ook iets nieuws over de functie van POLE3. Mensen waren niet eerder gericht op dit eiwit voor de behandeling van kanker, maar onze bevindingen bieden een nieuwe strategie voor het doden van kankercellen."