Tre kinesiska granar på ett naturreservat i sydöstra Kina är de sista i sitt slag. Eftersom deras existens hotas av mänskliga störningar och klimatförändringar, forskare skyndar sig att lära sig allt de kan om trädet – vilket kan inspirera till nya och mer effektiva sätt att behandla olika cancerformer.

Kemister i Kina studerade först trädet, Abies beshanzuensis, att leta efter molekyler som kanske kan behandla diabetes och fetma. Använd bara bark och nålar som föll från träden, för att inte ytterligare störa den lilla befolkningen, forskare fann att trädets makeup inte var så effektiv som de hade hoppats på att behandla dessa sjukdomar.

Trädets helande krafter såg dystra ut tills Mingji Dai, en organisk kemist vid Purdue University, började mixtra med några av dess molekyler i sitt labb. Hans team skapade syntetiska versioner av två, och sedan några analoger, som har mindre strukturella ändringar. I samarbete med Zhong-Yin Zhang, en framstående professor i medicinsk kemi vid Purdue, han fann att en av de syntetiska analogerna var en potent och selektiv hämmare av SHP2, ett alltmer populärt mål för cancerbehandling. Resultaten publicerades i Journal of the American Chemical Society .

"Detta är ett av de viktigaste målen mot cancer i läkemedelsindustrin just nu, för en mängd olika tumörer, " Dai sa. "Många företag försöker utveckla läkemedel som fungerar mot SHP2."

Cancer beräknades ta mer än 600, 000 liv bara i USA under 2018, enligt National Cancer Institute. Riktade terapier hjälper till att behandla cancer genom att störa specifika proteiner som hjälper tumörer att växa och spridas i hela kroppen. Till skillnad från många av de molekyler som används för att rikta in sig på SHP2 just nu, Dai's (refererad till som "förening 30") bildar en kemisk bindning med SHP2-proteinet.

"Med andra, det är en lösare bindning. Vår bildar en kovalent bindning, som är säkrare och mer långvarig, " Sa Dai. "Men vi undrade också om den här typen av molekyler kunde interagera med andra proteiner."

Med hjälp av kemiska biologer vid Scripps Research Institute i Florida, laget gick och fiskade — i en damm full av proteiner. Genom att använda en märkt version av förening 29 (som bara skiljer sig lite från förening 30) som bete, de fångade POLE3, ett enzym som hjälper till att syntetisera och reparera DNA-molekyler.

Detta berättade för teamet att POLE3 och förening 29 samverkade, men inte så mycket annat. Ensam, förening 29 hade ingen effekt på cancerceller. Men de visste att denna förening drogs till ett målprotein involverat i DNA-syntes, så de började leta efter FDA-godkända cancerläkemedel som riktar in sig på DNA för potentiell kombinationsterapi. De hittade Etoposide, ett DNA-skadande läkemedel som används för att behandla flera typer av cancer. Tillsammans, resultaten var lovande.

"Enbart förening 29 dödar inte cancer, men när du kombinerar det med Etoposide, läkemedlet är mycket effektivare, Dai sa. "Detta kan förbättra några av cancerläkemedlen som används idag, och det berättar också något nytt om funktionen hos POLE3. Människor var inte inriktade på detta protein för cancerbehandling tidigare, men våra resultat erbjuder en ny strategi för att döda cancerceller."