Un químico de la Universidad de Texas en Dallas y sus colegas han desarrollado una nueva reacción química que permite a los investigadores sintetizar selectivamente versiones zurdas o diestras de “moléculas espejo” que se encuentran en la naturaleza y evaluarlas para su posible uso contra el cáncer. infección. , depresión, inflamación y una serie de otras condiciones.
Los hallazgos son importantes porque, si bien las versiones diestra y zurda, o enantiómeros, de compuestos químicos tienen propiedades químicas similares, difieren en cómo reaccionan en el cuerpo humano. Desarrollar métodos rentables para sintetizar sólo la versión con el efecto biológico deseado es fundamental para la química medicinal.
En un estudio publicado en la edición del 11 de octubre de la revista Ciencialos investigadores describen cómo su método de síntesis química puede producir de forma rápida, eficiente y escalable una muestra que es puramente un par de moléculas en espejo, a diferencia de una mezcla de los dos. El nuevo método implica añadir grupos prenilo (moléculas formadas por cinco átomos de carbono) a aniones mediante un catalizador recientemente desarrollado en un paso del proceso de síntesis.
“Agregar un grupo prenilo es la forma en que la naturaleza ensambla estas moléculas, pero ha sido difícil para los científicos replicarlas con éxito”, dijo el Dr. Filippo Rometti, Facultad de Ciencias Naturales, Matemáticas y Química de UT Dallas y profesor asistente de bioquímica. Autor correspondiente del estudio.
“La naturaleza es el mejor químico sintético; está muy por delante de nosotros. Esta investigación representa un punto de inflexión en la forma en que ahora podemos sintetizar grandes cantidades de moléculas biológicamente activas y utilizarlas para actividades terapéuticas. Podemos probar”, dijo Romiti, quien es también un experto. Becario del Instituto de Investigación y Prevención del Cáncer de Texas (CPRIT).
Los compuestos naturales son una fuente importante de posibles nuevos fármacos, pero como a menudo sólo se encuentran en cantidades mínimas, los científicos y las empresas farmacéuticas necesitan grandes cantidades para probarlos en el laboratorio o desarrollar métodos de síntesis.
En su estudio, los investigadores demostraron cómo la adición de una nueva reacción química dio como resultado una síntesis que se completó en aproximadamente 15 minutos a temperatura ambiente, mucho más rápido que cualquier otra reacción. La temperatura es más energética que calentar o enfriar significativamente sustancias.
Rometty trabajó con investigadores del Boston College, la Universidad de Pittsburgh y la Universidad de Estrasburgo en Francia para desarrollar la nueva reacción química. El papel de Rometty en la creación del proceso de síntesis.
Los investigadores desarrollaron su método como parte de un esfuerzo para sintetizar acilfluoroglucinoles poliprenilados policíclicos (PPAP), una clase de más de 400 productos naturales con un amplio espectro de bioactividad, incluido el anticancerígeno H. Incluye la lucha contra la intravenosa, la enfermedad de Alzheimer, la depresión, la epilepsia y obesidad. .
Rometti y sus colegas demostraron una prueba de concepto al sintetizar ocho enantiómeros de PPAP, incluido el nimrozonol, una sustancia química derivada de un árbol brasileño que otros investigadores han demostrado que tiene actividad antibiótica.
“Durante 20 años, hemos sabido que el nimesanol es antimicrobiano, pero ¿qué enantiómero es responsable? ¿Es uno o ambos?” dijo Rometty. “Puede ser que una versión tenga esta característica, pero la otra no”.
Rometti y sus colegas probaron su enantiómero nemerozonol contra líneas celulares de cáncer de pulmón y de mama proporcionadas por el Dr. John Mina, director del Centro Hammon de Investigación en Oncología Terapéutica del Centro Médico Southwestern de UT.
“Nuestro enantiómero de nemerozonol ha mostrado muy buenos efectos contra líneas celulares cancerosas”, dijo Romiti. “Esto fue muy interesante y sólo podría haberse descubierto si hubiéramos tenido acceso a grandes cantidades de muestras enantioméricas puras para realizar pruebas”.
Se necesitarán más investigaciones para confirmar si un enantiómero de nemerosnol es específicamente antimicrobiano y el otro anticancerígeno, afirmó Rometty.
Los resultados del estudio pueden influir en el descubrimiento de fármacos y la medicina traslacional de varias maneras. Además de informar sobre procesos de desarrollo de fármacos escalables y más eficaces, los hallazgos permitirán a los investigadores adaptar productos naturales más eficaces, que son versiones mejoradas de productos naturales que son más potentes o más eficaces en la forma en que funcionan en el cuerpo.
“Hemos diseñado el proceso para que sea lo más amigable posible con el sector farmacéutico”, dijo Romiti. “Esta es una nueva herramienta para que químicos y biólogos estudien 400 nuevos fármacos que podemos fabricar, y sus análogos, y probar su actividad biológica. Ahora tenemos un sistema natural tan poderoso. Hay acceso a productos que no podríamos sintetizar en el laboratorio antes.”
Rometty dijo que el siguiente paso será aplicar la nueva reacción a la síntesis de otras clases de productos naturales además del PPAP. En agosto, recibió una inversión de maximización de 1,95 millones de dólares para investigadores en etapa inicial del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, un componente de los Institutos Nacionales de Salud (NIH), para continuar su trabajo en esta área.
Además de CPRIT, la investigación contó con fondos de la Fundación Nacional de Ciencias y los NIH (2R35GM130395, 2R35GM128779) para los autores correspondientes y el Dr. Peng Liu, profesor de química de la Universidad de Pittsburgh, y el Dr. Amir Howida. .
