Przez ponad pół wieku werticylina A pozostawała jednym z najbardziej frustrujących „świętych Graali” chemii medycznej. Odkryta w latach 70. w mikroskopijnych grzybach, od dawna przyciągała uwagę naukowców ze względu na silny potencjał przeciwnowotworowy. Problem był jeden: natura produkowała ją w śladowych ilościach, a jej struktura chemiczna skutecznie opierała się próbom syntezy.
Teraz to się zmieniło. Zespół badaczy z MIT oraz Harvard Medical School po raz pierwszy w historii zsyntetyzował werticylinę A w laboratorium. To moment, który może realnie wpłynąć na przyszłość badań nad leczeniem nowotworów.
Dlaczego werticylina A była tak trudna do odtworzenia?
Na pierwszy rzut oka cząsteczka wydaje się prosta: składa się z dwóch identycznych połówek połączonych w dimer. W praktyce to chemiczny koszmar.
Werticylina A:
- jest wyjątkowo niestabilna,
- wymaga idealnego trójwymiarowego ułożenia atomów,
- rozpada się przy najmniejszym błędzie w kolejności reakcji.
Przez dekady naukowcy potrafili syntetyzować jedynie związki podobne do werticyliny A, różniące się dosłownie kilkoma atomami. Te drobne różnice wystarczały jednak, by uniemożliwić uzyskanie oryginalnej cząsteczki.
Klucz do sukcesu: kolejność ma znaczenie
Przełom nastąpił dzięki modyfikacji wcześniejszej metody opracowanej przez chemika Mohammada Movassaghiego z MIT. Zespół zrozumiał, że w tym przypadku nie chodzi o to, co łączyć, ale kiedy.
Nowa metoda:
- składa się z 16 precyzyjnych etapów,
- chroni kruche wiązania chemiczne aż do końcowej fazy,
- pozwala „odsłonić” kluczowe grupy funkcyjne dopiero wtedy, gdy cząsteczka jest stabilna.
Jak podkreśla Movassaghi, zmiana kolejności reakcji okazała się absolutnie decydująca. Bez niej werticylina A po prostu by nie powstała.
Pierwsze testy: obiecujące wyniki w raku mózgu
Nowo zsyntetyzowana werticylina A – oraz kilka jej zaprojektowanych wariantów – została przetestowana na komórkach glejaka rozlanego linii pośrodkowej (DMG). To jeden z najbardziej agresywnych nowotworów mózgu u dzieci, dla którego medycyna wciąż ma bardzo ograniczone opcje leczenia.
Wyniki?
- związki skutecznie niszczyły komórki nowotworowe in vitro,
- precyzyjnie oddziaływały na konkretne białka wewnątrz komórek,
- potwierdziły wcześniejsze hipotezy o silnym działaniu przeciwnowotworowym tej klasy substancji.
To nie jest jeszcze lek. Ale to pierwszy raz, gdy naukowcy mogą systematycznie badać mechanizm działania werticyliny A, zamiast polegać na rzadkich próbkach z natury.
Dlaczego to odkrycie jest tak ważne?
Synteza werticyliny A to coś więcej niż sukces laboratoryjny. To otwarcie drzwi do:
- projektowania nowych, bezpieczniejszych wariantów cząsteczki,
- badań nad jej działaniem w różnych typach nowotworów,
- połączenia chemii, biologii nowotworów i medycyny klinicznej w jednym projekcie.
Jak podkreśla biolog chemiczny Jun Qi z Harvard Medical School, związki naturalne od dekad są fundamentem odkrywania leków. Problem w tym, że bez kontroli nad ich syntezą pozostają ciekawostką. Werticylina A właśnie przestała nią być.
Co dalej?
Teraz, po 55 latach od odkrycia, werticylina A wreszcie trafia tam, gdzie powinna być od początku: do pełnoprawnych badań nad terapiami przeciwnowotworowymi. Przed naukowcami wciąż długa droga – testy na zwierzętach, bezpieczeństwo, skuteczność kliniczna – ale fundament został położony.
To jeden z tych momentów, gdy chemia cierpliwie dogania biologię. I robi to w najlepszym możliwym momencie.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society .