Ξεκλείδωμα των μυστικών ενός καρκίνου που καταπολεμά τον καρκίνο
Μια χημική ουσία που εξάγεται από ένα μικρό ανθοφόρο φυτό έχει βοηθήσει στην καταπολέμηση του καρκίνου για δεκαετίες. Τώρα, μετά από ένα κυνήγι 60 ετών, οι επιστήμονες ανακάλυψαν τελικά πώς δημιουργεί αυτό το ιατρικά σημαντικό μόριο.
Η βίγκα της Μαδαγασκάρης, ή η ρόδινη βίγκα, είναι ένα ευχάριστο μικρό φυτό που στολίζει πολλούς κήπους.
Αλλά υπάρχουν περισσότερα σε αυτό το αγγειόσπερμο από ό, τι συναντά το μάτι - στην πραγματικότητα, είναι μια σωτήρια ζωή.
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες έχουν εξάγει με ανυπομονησία μια χημική ουσία που ονομάζεται vinblastine από τα φύλλα της.
Στον Καναδά, τη δεκαετία του 1950, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η βινμπλαστίνη είναι ένα εξαιρετικά χρήσιμο φάρμακο για τον καρκίνο.
Σταματά τα κύτταρα να εισέλθουν σε μίτωση, διακόπτοντας έτσι την κυτταρική διαίρεση και έχει χρησιμοποιηθεί κατά του καρκίνου της ουροδόχου κύστης, των όρχεων, των πνευμόνων, των ωοθηκών και του μαστού.
Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (ΠΟΥ) το χαρακτηρίζει ως απαραίτητο φάρμακο, χαρακτηρίζοντάς το ως ένα από τα «πιο αποτελεσματικά, ασφαλή και οικονομικά φάρμακα για συνθήκες προτεραιότητας».
Το πρόβλημα με τη βινμπλαστίνη
Ένα σημαντικό ζήτημα έχει επηρεάσει τη χρησιμότητα του vinblastine: είναι πολύ δύσκολο και αναποτελεσματικό να εξαχθεί. Παρά τις εξελίξεις στην τεχνολογία που βοήθησαν στον εξορθολογισμό της διαδικασίας, παραμένει αργή και ακριβή. Επί του παρόντος, απαιτούνται περίπου 500 κιλά αποξηραμένων φύλλων για την παραγωγή μόλις 1 γραμμαρίου βινμπλαστίνης.
Λόγω του απίστευτου όγκου που απαιτείται για την παραγωγή του φαρμάκου, οι επιστήμονες έχουν μια αποστολή 60 ετών για να καταλάβουν πώς το εργοστάσιο παράγει αυτό το χημικό.
Αν μπορούν να κατανοήσουν τη φυσική διαδικασία, ελπίζουμε ότι μπορούν να τη μιμηθούν στο εργαστήριο και να σχεδιάσουν τρόπους για την παραγωγή βινμπλαστίνης πιο αποτελεσματικά και, κυρίως, με χαμηλότερο κόστος.
Τα τελευταία 15 χρόνια, ερευνητές στο εργαστήριο της καθηγητής Sarah O'Connor στο John Innes Center στο Norfolk του Ηνωμένου Βασιλείου, προσπαθούν να αποκαλύψουν τη γενετική της βιγκας της Μαδαγασκάρης.
Τέλος, ο Δρ Lorenzo Caputi και η ομάδα του - σε συνεργασία με επιστήμονες του ομίλου Courdavault που εδρεύει στην Tours, Γαλλία - περιέγραψαν το τελευταίο κομμάτι του παζλ.
Χρησιμοποιώντας υπερσύγχρονες τεχνικές προσδιορισμού αλληλουχίας γονιδιώματος, έχουν εντοπίσει τα γονίδια που λείπουν στην πορεία προς την παραγωγή βινμπλαστίνης.
«Το Vinblastine είναι ένα από τα πιο δομικά σύνθετα φαρμακευτικά δραστικά φυσικά προϊόντα στα φυτά, γι 'αυτό τόσα πολλά άτομα τα τελευταία 60 χρόνια προσπαθούν να φτάσουν εκεί που έχουμε φτάσει σε αυτήν τη μελέτη. Δεν μπορώ να πιστέψω ότι είμαστε επιτέλους εδώ. "
Καθηγητής Sarah O'Connor
Τα 31 βήματα για το vinblastine
Όπως επισημαίνουν οι συγγραφείς της μελέτης, τα ευρήματά τους βασίζονται σε χρόνια εργασίας που πραγματοποιήθηκε σε διάφορα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο. Ήταν πραγματικά μια κοινή προσπάθεια.
Η πρόσφατη εργασία τους, με τίτλο «Λείπουν ένζυμα στη βιοσύνθεση του αντικαρκινικού φαρμάκου vinblastine στη βίγκα της Μαδαγασκάρης», δημοσιεύεται στο περιοδικό Επιστήμη. Στο άρθρο, οι ερευνητές εντοπίζουν επίσης τα ένζυμα που εμπλέκονται στα τελικά στάδια της σύνθεσης της βινβλαστίνης: της καθαρανθίνης και της tabersonine.
Χρησιμοποιώντας τη σύγχρονη τεχνολογία, την παραδοσιακή χημεία και τη λογοτεχνία που γράφτηκαν στη δεκαετία του 1960 και του '70, συνένωσαν τα χημικά βήματα που εμπλέκονται στη μετατροπή του προδρόμου μορίου σε vinblastine - ένα συγκλονιστικό 31 βήματα συνολικά. Η ρόδινη βίγκα είναι πράγματι ένα εντυπωσιακό φυτό.
Τα ένζυμα που ταυτοποίησαν μπορούν να συνδυαστούν χρησιμοποιώντας τεχνικές συνθετικής βιολογίας που ήδη χρησιμοποιούνται, δημιουργώντας μια πολύ απαραίτητη συντόμευση για την παραγωγή βινμπλαστίνης.
Υπάρχει καλός λόγος να είμαστε ενθουσιασμένοι με αυτά τα αποτελέσματα. Ο καθηγητής O'Connor λέει, "Με αυτές τις πληροφορίες, μπορούμε τώρα να προσπαθήσουμε να αυξήσουμε την ποσότητα της βινμπλαστίνης που παράγεται είτε στο φυτό είτε τοποθετώντας συνθετικά γονίδια σε ξενιστές όπως η μαγιά ή τα φυτά."
Προβλέπουν ότι μέσα στους επόμενους 12–18 μήνες, το εργαστήριό τους, ή ένας ανταγωνιστής, θα πρέπει να είναι σε θέση να δημιουργήσει μικρές ποσότητες βινμπλαστίνης ή των προδρόμων της βινδολίνης και καθερανθίνης.
