En grupp forskare från Moskva har upptäckt och förklarat aktivitetsmekanismen hos en ny anticancermolekyl - difenylisoxazol. Denna molekyl har visat sig vara effektiv mot mänskliga cancerceller. Forskningen, publiceras i tidskriften Bokstäver inom bioorganisk och medicinsk kemi , gör det möjligt att producera ett prisvärt läkemedel mot cancer.

Varje cell i vår kropp har ett cytoskelett, ett system av mikrotubuli och filament som stödjer cellens stela form. Mikrotubuli bildas av proteinet tubulin och spelar en nyckelroll i uppdelningen av både friska celler och tumörceller. Därför, mikrotubuli är ett mål för antimitotiska läkemedel - läkemedel mot cancer som hämmar tumörtillväxt genom att störa tubulinpolymerisationen. Eftersom den obegränsade spridningen av cancerceller är det som gör sjukdomen så farlig, många läkemedel syftar till att hämma denna process.

Tubulinmolekylen har fyra bindningsställen (ställen där den kan interagera med ett läkemedel), nämligen kolchicin, taxan/epotilon, bindningsställen för laulimalid och vinca-alkaloid. Flera ämnen är kända för att binda till tubulin vid kolchicinstället och i slutändan störa tubulinpolymerisationen, och alla innehåller en trimetoxifenylring.

Med hjälp av datorsimuleringar, Moskvaforskarna bestämde vilka föreningar, inklusive de utan trimetoxifenylring, kunde binda till tubulin, och kunde förutsäga effektiviteten av en ny substans för sådana studier - difenylisoxazol. Denna molekyl är unik genom att den lätt syntetiseras med hjälp av tillgängliga föreningar - bensaldehyder, acetofenoner, och arylnitrometaner.

Simuleringen visade också för första gången att molekylen av ett ämne inte behöver ha en trimetoxifenylring för att binda till tubulin vid kolchicinstället. Alla tidigare kända tubulinpolymerisationshämmare som interagerar med kolchicinstället hade en trimetoxifenylsubstituent i sin struktur, men detta element är frånvarande i difenylisoxazol. Detta innebär att det finns en ännu outforskad strukturell klass av föreningar med antimitotisk aktivitet som kan användas för att skapa läkemedel mot cancer med nya egenskaper.

Det visades senare att difenylisoxazol hämmar tubulinpolymerisation i sjöborre embryon, vars snabba celldelning liknar cancer, gör det till ett frekvent föremål för sådana studier. Tillsats av difenylisoxazol till ett kärl innehållande befruktade sjöborreägg hämmade cellreproduktionen och fick embryot att rotera istället för att simma framåt. Denna observation tyder på att ämnet påverkade cellernas mikrotubuli. Efterföljande experiment visade molekylens effektivitet inte bara på sjöborre embryon utan också på mänskliga cancerceller.

Forskarna påpekade att inte bara resultaten av forskningen utan också dess metod har värde.

Enligt HSE University professor Igor Svitanko, en av författarna till studien, "Tidigare arbete av dessa forskare om syntesen av läkemedel mot leukemi och reumatoid artrit, såväl som på andra läkemedel mot cancer, har visat vikten av denna sekvens vid utformningen av det vetenskapliga experimentet - först simulera materiens struktur med de önskade egenskaperna, och först därefter syntetisera och testa dess biologiska aktivitet. Att ställa frågan på detta sätt ger endast sekundär betydelse för organisk syntes och kräver att den tar den enklaste möjliga vägen till den förutsagda strukturen. Detta gör det möjligt att dramatiskt minska kostnaderna för att hitta och introducera nya läkemedel, " han sa.

Professor Svitanko sa också att datormodellering gör det möjligt för unga forskare utan många års erfarenhet och intuition när det gäller syntet att delta i sådana komplexa studier. HSE University har föreslagit att skapa ett nytt datormodelleringslaboratorium som skulle syntetisera nya droger och andra ämnen med hjälp av datorförutsedda strukturer.