Морските корали са източник на търсено съединение за борба с рака

Меките корали произвеждат хиляди лекарства, подобни на съединения, които могат да действат като противовъзпалителни средства, антибиотици, терапевтични средства за рак и др. 1 кредит

Океанското дъно е пълно с мистерии, но учените наскоро разкриха една от най-добре пазените му тайни. В продължение на 25 години ловците на наркотици търсят източника на естествен химикал, който е обещаващ в ранните проучвания за лечение на рак. Сега изследователи от Здравния университет в Юта съобщават, че лесните за намиране меки корали – гъвкави корали, които изглеждат като подводни растения – са неуловимото съединение.

Идентифицирането на източника позволи на изследователите да копаят по-дълбоко и да намерят ДНК кода на животното, за да синтезират химикала. Следвайки тези инструкции, те успяха да извършат първите стъпки в пресъздаването на мекия коралов химикал в лабораторията.

„Това е първият път, когато успяхме да направим това, като имаме предвид някакво лекарство на Земята“, казва Ерик Шмид, доктор по медицина, професор по медицинска химия в U of U Health. Той ръководи изследването с д-р Пол Счеса, докторант и първи автор, и д-р Дженджиан Лин, асистент-професор.

Този пробив отваря възможността за производство на съединението в големи количества, необходими за строги тестове и може един ден да доведе до нов инструмент за борба с рака.

Втора изследователска група, ръководена от д-р Брадли Мур, от Института по океанография Скрипс към Калифорнийския университет в Сан Диего, независимо показва, че коралите създават свързани молекули. И двете проучвания са публикувани в брой от 23 май Природна химия Биология.

Свят от възможности

Меките корали съдържат хиляди лекарства, подобни на съединения, които могат да действат като противовъзпалителни средства, антибиотици и др. Но получаването на достатъчно от тези съединения е основна пречка за тяхното развитие в лекарства за клинична употреба. Шмид казва, че тези други съединения също трябва да бъдат достъпни чрез този нов подход.

Коралите не са единствените животни, които съдържат потенциални терапевтични средства. Природата гъмжи от змии, паяци и други животни, за които е известно, че носят химикали с лечебни свойства. Все пак тези меки коралови съединения предлагат различни предимства за разработването на лекарства, казва Шмид.

За разлика от отровните химикали, които се инжектират в плячката, коралите използват своите химикали, за да отблъснат хищници, които се опитват да ги изядат. Тъй като са направени за ядене, химикалите в меките корали са лесно смилаеми. По същия начин лекарствата, получени от тези видове съединения, трябва да могат да се прилагат като хапчета с чаша вода, а не чрез инжекция или други по-инвазивни средства. „Тези съединения са по-трудни за намиране, но по-лесно се правят в лабораторията и по-лесно се приемат като лекарство“, казва Шмид.

Тези възможности бяха просто недостъпни в продължение на десетилетия. Стигането до този момент изисква правилната изработка и малко късмет.

Лов на източници

Scesa намери дълго търсеното съединение в обикновен вид меки корали, живеещи край бреговете на Флорида, само на една миля от апартамента на брат му. През 90-те години на миналия век морски учени съобщават, че рядък корал близо до Австралия носи химикал, елеутеробин, с противоракови свойства. Химикалът разрушава цитоскелета, ключово скеле в клетките, а меките корали го използват като защита срещу хищници. Но лабораторните проучвания показват, че съединението също е мощен инхибитор на растежа на раковите клетки.

През следващите десетилетия учените търсеха, но не можаха да намерят легендарния химикал „Свети Граал“ в количествата, необходими за разработването на лекарства и не можеха да решат проблема, без да разберат как е направен химикалът. Догмата гласи, че подобно на други видове морски живот, химикалът е синтезиран от симбиотични организми, които живеят вътре в животните.

Пол Шеза, доктор по философия, се гмурка за меки корали край бреговете на Флорида. Той изследва потенциала на меките коралови химикали като олово за наркотици. 1 кредит

„Нямаше никакъв смисъл“, казва Шеза. “Знаехме, че коралите трябва да произвеждат елеутеробин.” В крайна сметка, той и Шмид разсъждават, някои видове меки корали нямат симбиотични организми и въпреки това телата им съдържат същия клас химикали.

Разрешаването на мистерията изглеждаше като свършена работа за Scesa. Като момче, израснало във Флорида, океанът беше неговата детска площадка и той прекара безброй часове, изследвайки неговите дълбини и дивата природа. В аспирантурата той развива привързаност към органичната химия и комбинира двата интереса, за да разбере по-добре химическото разнообразие на моретата.

По-късно той се присъединява към учения от лабораторията за природни продукти Шмид с мисия да проследи източника на оловното лекарство. Сеза заподозря, че познатите му видове корали може да имат отговора и донесе малки живи проби от Флорида в Юта и истинският лов започна.

Дешифриране на рецептата

Следващата стъпка беше да разберем дали генетичният код на корала съдържа инструкции за направата на съединението. Напредъкът в ДНК технологията наскоро направи възможно бързото сглобяване на кода на всеки вид. Трудността беше, че учените не знаеха как трябва да изглеждат инструкциите за направата на химикала. Представете си, че търсите определена рецепта в готварска книга, но не знаете какво означават думите в книгата.

„Това е като да отидеш в тъмното и да търсиш отговор, където не знаеш въпроса“, отбелязва Шмид.

Те решиха проблема, като откриха участъци от коралова ДНК, които изглеждаха като генетични инструкции за подобни видове съединения от други видове. След програмиране на отгледани в лаборатория бактерии да следват инструкциите за мека коралова ДНК, специфични за коралите, микроорганизмите успяха да възпроизведат първите стъпки в създаването на потенциалния терапевтичен рак.

Това доказа, че меките корали са източник на елеутеробин. Той също така демонстрира, че би трябвало да е възможно да се направи съединението в лабораторията. Тяхната работа сега се фокусира върху попълването на липсващите стъпки в рецептата на съединението и как най-добре да се произвеждат големи количества от потенциалното лекарство.

„Надявам се един ден да ги предам на лекар“, казва Шеза. „Мисля, че минава от дъното на океана до пейката до леглото.“


Меки корали, труден проблем: Новата техника разкрива коралите, уязвими към избелване


Повече информация:

Ерик Шмид, Древни защитни терпенови биосинтетични генни групи в меки корали, Природна химия Биология (2022 г.). DOI: 10.1038/s41589-022-01027-1. www.nature.com/articles/s41589-022-01027-1

Предоставена от
Здравни науки на Университета на Юта

цитат:
Морските корали са източник на търсено „противораково“ съединение (2022 г., 23 май)
извлечен на 23 май 2022 г
от https://phys.org/news/2022-05-sea-corals-source-sought-after-anti-cancer.html

Този документ е обект на авторско право. Освен честна употреба за целите на частно проучване или изследване, не
всяка част може да бъде възпроизвеждана без писмено разрешение. Съдържанието е предоставено само за информация.

Add Comment