Organiska kemister vid Ohio State University har kommit på hur man kan syntetisera det vanligaste molekylarrangemanget inom medicin, en vetenskaplig upptäckt som kan förändra hur ett antal läkemedel – inklusive ett som oftast används för att behandla äggstockscancer – produceras.

Deras upptäckt, publiceras idag i tidskriften Chem , ger läkemedelstillverkare en avgörande byggsten för att skapa läkemedel som, än så länge, görs med komplexa processer som resulterar i mycket avfall.

Detta nya fynd kan göra det möjligt för läkemedelstillverkare att skapa denna byggsten i bara ett steg, sa David Nagib, studiens seniorförfattare och biträdande professor vid Institutionen för kemi och biokemi i Ohio State.

Ett läkemedels molekyler måste interagera på precis rätt sätt med molekylerna inuti människokroppen för att vara effektiva. Det är som när två personer möts:Varje person måste använda sin högra hand för att skaka hand med varandra. Om en person försöker använda sin vänstra hand, det fungerar bara inte.

"Ett annat sätt att se på det är att droger fungerar som lås och nyckel, och du måste sätta en vänsterhänt nyckel i ett vänsterhänt lås, sa Nagib.

Det vanligaste arrangemanget av molekyler som används i läkemedel så att de kan interagera effektivt med mänskliga molekyler kallas en kiral piperidin.

För närvarande, drogtillverkare syntetiserar detta molekylarrangemang med hjälp av en omständlig process som innebär att man skapar en blandning och i huvudsak kastar ut hälften av den blandningen.

"Tidigare, det fanns ingen tillgänglig metod som helt enkelt bytte ut en enda kol-vätebindning mot en kol-kolbindning som denna, sa Zuxiao Zhang, studiens huvudförfattare och en postdoktor i Nagibs labb. "Och vad vi kom på är, genom fria radikaler, vi kan få det här att hända."

Hjärtat i deras upptäckt ligger i de kemiska bindningarna som utgör en molekyl. Forskarna övervägde ett antal läkemedel och tittade på hur deras molekyler skapas. Ett, anticancerläkemedlet niraparib – ett piller som används för att behandla äggstockscancer – använder en kiral piperidin. Men för att producera det, läkemedlets tillverkare måste skapa ett antal symmetriska blandningar, skala sedan bort delar tills de kommer till den asymmetriska molekyl som krävs för att göra läkemedlet effektivt.

Att skapa den kirala sexsidiga ringen syntetiskt var ett problem som hade bekymrat kemister i årtionden. Det var så knepigt, faktiskt, att när Zhang först kontaktade Nagib om att ta itu med det, Nagib var osäker på att det var rätt problem att lösa.

"Framgången för denna kemi var helt tack vare Zuxiaos mod och ambition att ta itu med ett så svårt problem, sa Nagib.

Det är en grundläggande förändring som Nagib hoppas kan göra ett antal läkemedel lättare att tillverka.

"Det är ett annat sätt att göra saker på, " sa han. "Det är som att flyga ett flygplan över Atlanten. Är det en genväg, istället för att ha en båt? Ja, det är ett mer effektivt sätt att gå, men det är också ett fundamentalt annorlunda sätt. Om du flyger över Atlanten, nu kan du göra andra saker — du kan flyga andra platser. Det är vad det här."