Een groep wetenschappers uit Moskou heeft het werkingsmechanisme van een nieuw antikankermolecuul, difenylisoxazol, ontdekt en verklaard. Van dit molecuul is aangetoond dat het effectief is tegen menselijke kankercellen. Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Brieven over bio-organische en medicinale chemie , maakt het mogelijk om een ​​betaalbaar medicijn tegen kanker te produceren.

Elke cel in ons lichaam heeft een cytoskelet, een systeem van microtubuli en filamenten die de starre vorm van de cel ondersteunen. Microtubuli worden gevormd door het eiwit tubuline en spelen een sleutelrol bij de deling van zowel gezonde als tumorcellen. Daarom, microtubuli zijn een doelwit voor antimitotica - geneesmiddelen tegen kanker die de tumorgroei remmen door de polymerisatie van tubuline te verstoren. Omdat de onbeperkte proliferatie van kankercellen de ziekte zo gevaarlijk maakt, veel medicijnen zijn erop gericht dit proces te remmen.

Het tubulinemolecuul heeft vier bindingsplaatsen (plaatsen waar het kan interageren met een geneesmiddel), namelijk de colchicine, taxaan/epothilon, laulimalide en vinca alkaloïde bindingsplaatsen. Van verschillende stoffen is bekend dat ze binden met tubuline op de colchicine-plaats en uiteindelijk de polymerisatie van tubuline verstoren, en ze bevatten allemaal een trimethoxyfenylring.

Met behulp van computersimulaties, de Moskouse onderzoekers bepaalden welke verbindingen, inclusief die zonder een trimethoxyfenylring, konden binden aan tubuline, en waren in staat om de effectiviteit van een nieuwe stof voor dergelijke onderzoeken te voorspellen:difenylisoxazol. Dit molecuul is uniek omdat het gemakkelijk kan worden gesynthetiseerd met behulp van beschikbare verbindingen - benzaldehyden, acetofenonen, en arylnitromethanen.

De simulatie toonde ook voor het eerst aan dat het molecuul van een stof geen trimethoxyfenylring hoeft te hebben om te binden aan tubuline op de colchicine-plaats. Alle eerder bekende tubuline-polymerisatieremmers die een interactie aangaan met de colchicine-plaats hadden een trimethoxyfenylsubstituent in hun structuur, maar dit element is afwezig in difenylisoxazol. Dit betekent dat er een nog onontgonnen structurele klasse van verbindingen met antimitotische activiteit is die kan worden gebruikt om geneesmiddelen tegen kanker met nieuwe eigenschappen te maken.

Later werd aangetoond dat difenylisoxazol de polymerisatie van tubuline in zee-egelembryo's remt, waarvan de snelle celdeling lijkt op die van kanker, waardoor het een veelvoorkomend onderwerp van dergelijke studies is. Het toevoegen van difenylisoxazol aan een vat met bevruchte zee-egeleitjes remde de celreproductie en zorgde ervoor dat het embryo roteerde in plaats van naar voren te zwemmen. Deze waarneming geeft aan dat de stof de microtubuli van de cellen aantast. Daaropvolgende experimenten bewezen de effectiviteit van het molecuul niet alleen op zee-egelembryo's, maar ook op menselijke kankercellen.

De wetenschappers wezen erop dat niet alleen de resultaten van het onderzoek, maar ook de methodologie waardevol zijn.

Volgens HSE University-professor Igor Svitanko, een van de auteurs van de studie, "Eerder werk van deze onderzoekers aan de synthese van geneesmiddelen tegen leukemie en reumatoïde artritis, evenals op andere geneesmiddelen tegen kanker, heeft het belang van deze volgorde aangetoond bij het ontwerpen van het wetenschappelijke experiment - eerst de structuur van de materie nabootsen met de gewenste eigenschappen, en pas dan de biologische activiteit ervan synthetiseren en testen. Door de vraag op deze manier te stellen, krijgt organische synthese slechts secundair belang en vereist dat het de eenvoudigst mogelijke weg naar de voorspelde structuur neemt. Dit maakt het mogelijk om de kosten voor het vinden en introduceren van nieuwe medicijnen drastisch te verlagen, " hij zei.

Professor Svitanko zei ook dat computermodellering het voor jonge onderzoekers zonder jarenlange ervaring en intuïtie met betrekking tot synthetische stoffen mogelijk maakt om deel te nemen aan dergelijke complexe onderzoeken. HSE University heeft voorgesteld een nieuw computermodelleringslaboratorium op te richten dat nieuwe medicijnen en andere stoffen zou synthetiseren met behulp van door de computer voorspelde structuren.