Laukta daugiau nei pusę amžiaus: mokslininkai pagaliau padarė tai kas anksčiau atrodė neįmanoma

Galimybė verticiliną A gaminti pagal poreikį yra didelis proveržis. Gamtoje šios medžiagos aptinkama tik labai mažais kiekiais mikroskopiniuose grybuose, be to, ją itin sunku išgauti.

Iki šiol sudėtinga cheminė struktūra ir prigimtinis verticilino A nestabilumas reikšmingai apsunkino jo sintezę, tačiau MIT ir Harvardo medicinos mokyklos tyrėjams pavyko įveikti abu šiuos iššūkius.

Pagrindinis žingsnis buvo patobulinti MIT chemiko Mohammado Movassaghi anksčiau sukurtą metodą, kuriuo jam buvo pavykę susintetinti panašius junginius. Šie junginiai nuo verticilino A skyrėsi vos keliais atomais, tačiau būtent tie, atrodytų, nežymūs skirtumai labai padidino sintezės sudėtingumą.

„Dabar daug geriau suprantame, kaip net labai subtilūs struktūriniai pokyčiai gali drastiškai padidinti sintezės sudėtingumą“, – aiškina Movassaghi.

„Turime technologijas, kurios leidžia mums šiuos junginius gauti pirmą kartą, praėjus daugiau nei 50 metų nuo jų izoliavimo. Be to, galime kurti daugybę specialiai suprojektuotų variantų, o tai atvers kelią itin detaliems tyrimams.“

Verticilino A molekulę sudaro dvi visiškai identiškos dalys, sujungtos į vadinamąjį dimerą. Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo paprasta, tačiau šios medžiagos trimatė struktūra turi būti išdėstyta ypač tiksliai – tik tada susidaro veiksmingas junginys.

Norėdami susintetinti verticiliną A, mokslininkai pasitelkė keletą gudrybių: pakeitė tvarką, kuria prijungiamos molekulinės dalys, bei saugojo trapias jungtis, kad šios nesuirų sintezės metu. Per 16 žingsnių procesą, kai dalis funkcinių grupių buvo „nuimamos kaukės“ jau po to, kai abi molekulės pusės buvo sujungtos, pavyko tiksliai suformuoti reikalingą trimatę struktūrą.

„Supratome, kad įvykių seka yra absoliučiai kritinė“, – pabrėžia Movassaghi. – „Turėjome iš esmės pakeisti ryšių formavimosi tvarką.“

Naujai susintetintas junginys ir keli jo variantai buvo išbandyti su laboratorijoje auginamomis difuzinio vidurinės linijos gliomos (DMG) ląstelėmis – tai itin agresyvus vaikų smegenų vėžys.

Anksčiau buvo nustatyta, kad su verticilinu A susiję junginiai gali veiksmingai naikinti DMG ląsteles, ir naujuose tyrimuose šis poveikis vėl buvo patvirtintas. Detalesnė analizė parodė, kad naujasis sintetinis junginys sėkmingai „pataiko“ į planuotus baltymų taikinius vėžinėse ląstelėse.

Dabar, kai verticilinas A pirmą kartą pilnai susintetintas, galima pereiti į naują tyrimų etapą – išsamiai nagrinėti, kaip tiksliai ši medžiaga sąveikauja su vėžinėmis ląstelėmis ir kaip ją būtų galima paversti veiksmingu vaistu.

„Natūralios kilmės junginiai jau daugelį metų yra itin vertingas vaistų kūrimo šaltinis. Mes visapusiškai įvertinsime šių molekulių terapinį potencialą, sujungdami savo chemijos, cheminės biologijos, vėžio biologijos ir pacientų priežiūros žinias“, – teigia Harvardo medicinos mokyklos cheminės biologijos specialistas Junas Qi.