En kemist från Purdue University har hittat ett sätt att syntetisera en förening för att bekämpa ett tidigare "outnyttjbart" cancerprotein med fördelar över en myriad av cancertyper.

Inspirerad av en sällsynt förening som finns i en buske från Nordamerika, Mingji Dai, professor i kemi och en vetenskapsman vid Purdue University Center for Cancer Research, studerade föreningen och upptäckte ett kostnadseffektivt och effektivt sätt att syntetisera det i labbet. Föreningen - curcusone D - har potential att hjälpa till att bekämpa ett protein som finns i många cancerformer, inklusive vissa former av bröst, hjärna, kolorektal, prostata, lung- och levercancer, bland andra. Proteinet, kallad BRAT1, hade tidigare ansetts vara "obrukbar" för sina kemiska egenskaper. I samarbete med Alexander Adibekians grupp vid Scripps Research Institute, de kopplade curcusone D till BRAT1 och validerade curcusone D som den första BRAT1 -hämmaren.

Curcusones är föreningar som kommer från en buske som heter Jatropha curcas, även kallad rensningsmuttern. Infödd i Amerika, det har spridit sig till andra kontinenter, inklusive Afrika och Asien. Anläggningen har länge använts för medicinska egenskaper - inklusive behandling av cancer - liksom en föreslagen billig källa till biodiesel.

Dai var intresserad av denna familj av föreningar - curcusone A, B, C och D.

"Vi var mycket intresserade av dessa föreningars nya struktur, ”, sade Dai. ”Vi finnas intrigued vid deras biologiska funktion; de visade ganska kraftfull anti-canceraktivitet och kan leda till nya mekanismer för att bekämpa cancer. "

Forskare testade föreningarna på bröstcancerceller och fann att curcusone D var extremt effektivt för att stänga av cancerceller. Proteinet de riktade in sig på, BRAT1, reglerar DNA-skadesvar och DNA-reparation i cancerceller. Cancerceller växer väldigt snabbt och gör mycket DNA. Om forskare kan skada cancercellernas DNA och hindra dem från att reparera det, de kan stoppa cancerceller från att växa.

"Vår förening kan inte bara döda dessa cancerceller, det kan stoppa deras migration, " Sa Dai. "Om vi ​​kan hålla cancern från att metastasera, patienten kan leva längre. "

Att stoppa cancer från att spridas i hela kroppen - metastasering - är nyckeln till att bevara en cancerpatients liv. När cancer börjar migrera från sitt ursprungliga organ till olika kroppssystem, nya symtom börjar utvecklas, ofta hotar patientens liv.

"För att döda cancerceller och stoppa migration, det finns andra föreningar som gör det, "Sa Dai." Men när det gäller att hämma BRAT1 -proteinet, det finns inga andra föreningar som kan göra det. "

Dai och hans team tror att lika effektivt som curcusone D är av sig självt, det kan vara ännu mer potent som en del av en kombinationsbehandling. De testade det tillsammans med ett DNA-skadande medel som redan har godkänts av Food and Drug Administration och fann att denna kombinationsterapi är mycket effektivare.

En svårighet med att studera curcusones som potentiella cancerbehandlingar är att, medan busken de kommer ifrån är vanlig och billig, det krävs enorma mängder av busken för att ge ens en liten mängd av föreningarna. Även då, det är svårt att skilja föreningarna de var intresserade av från resten av kemikalierna i buskens rötter.

"I naturen, växten producerar inte mycket av denna förening, "Sa Dai." Du skulle behöva kanske så mycket som 100 kilo av plantans torra rötter för att få ungefär en fjärdedel tesked av ämnet - ett avkastning på 0,002%. "

Den lilla avkastningen är relevant för produktionen, för om det är effektivt som cancerbehandling, apotekare kommer att behöva mycket mer av det. Dessutom, att ha ett rikligt utbud av föreningarna gör det lättare att studera dem, snabbare och billigare.

"Det är därför en ny syntes är så viktig, " sa Dai. "Vi kan använda syntesen för att producera fler föreningar i en renare form för biologiska studier, så att vi kan avancera på fältet. Därifrån, vi kan göra analoger av föreningen för att förbättra dess styrka och minska risken för biverkningar. "

Nästa steg blir att testa föreningen för att säkerställa att den inte är giftig för människor, något forskarna är optimistiska om eftersom busken den kom ifrån har använts som traditionell medicin i en rad kulturer. Redan, forskare från andra enheter har nått ut för att testa substansen på cancer de studerar, ger hopp om förnyad terapi för att behandla sjukdomen.

"Många av våra mest framgångsrika cancerläkemedel har kommit från naturen, "Sa Dai." Mycket av den lågt hängande frukten, de föreningar som är lätta att isolera eller syntetisera, har redan screenats och plockats över. Vi letar efter saker som ingen har tänkt på tidigare. När vi väl har kemin, vi kan bygga molekylerna vi är intresserade av och studera deras biologiska funktion. "