27 Febrero 2013
del Sitio Web ITechPost
traducción de Adela Kaufmann
Versión original en ingles
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Una rana de madera descansa al lado de una seta chanterelle.
Crédito: Reuters
Los químicos del MIT están probando compuestos a base de una sustancia química secretada por los hongos. Los compuestos podrían ser utilizados en la formulación de medicamentos para tratar el cáncer.
Hace años, un equipo dirigido por Mohammed Movassaghi, profesor asociado del MIT, sintetizó un complejo compuesto de hongos. Estudios previos del compuesto llamados 11, 11'-dideoxyverticillin encontró que exhiben características que combaten el cáncer.
Hace años, un equipo dirigido por Mohammed Movassaghi, profesor asociado del MIT, sintetizó un complejo compuesto de hongos. Estudios previos del compuesto llamados 11, 11'-dideoxyverticillin encontró que exhiben características que combaten el cáncer.
Movassaghi afirma que un estudio más completo tiene que llevarse a cabo para determinar las posibilidades de desarrollo de fármacos.
"Hay una gran cantidad de datos por ahí, datos muy interesantes, pero hay una cosa que nos interesa hacer es tomar un gran grupo de estos compuestos, y por vez primera, evaluarlos de manera uniforme", dijo Movassaghi.
Los científicos creen que los compuestos producidos de forma natural por hongos conocidos como alcaloides pipolythiodiketopiperazine (ETP) que son emitidos para ayudar a los hongos a combatir organismos que tratan de invadir su territorio.
Los investigadores sintetizaron ETP natural en el laboratorio y produjeron compuestos similares que creían que tenían características y propiedades anti-cancerígenas. Más compuestos fueron creados para el nuevo estudio, formando una variedad, ya sea agregando o quitando grupos químicos.
El estudio fue publicado en línea en Ciencias Químicas, explicando como 60 compuestos han sido diseñados y probados por su capacidad de destruir las células cancerosas.
Los investigadores sintetizaron ETP natural en el laboratorio y produjeron compuestos similares que creían que tenían características y propiedades anti-cancerígenas. Más compuestos fueron creados para el nuevo estudio, formando una variedad, ya sea agregando o quitando grupos químicos.
El estudio fue publicado en línea en Ciencias Químicas, explicando como 60 compuestos han sido diseñados y probados por su capacidad de destruir las células cancerosas.
"Lo que fue particularmente emocionante para nosotros fue ver, a través de diversas líneas celulares de cáncer, que algunos de ellos son muy potentes", dijo Movassaghi.
Los 60 compuestos fueron probados en dos cánceres humanos, el cáncer cervical y el linfoma.
Cánceres de pulmón, de riñón y de mama fueron posteriormente analizados utilizando 25 de los mejores compuestos. Se encontró que los compuestos diméricos, formados mediante la combinación de dos moléculas idénticas, eran más eficaces para matar las células de cáncer en comparación con los monómeros, que son compuestos de una sola molécula.
Los compuestos eran selectivos y destruyeron células cancerosas 1,000 veces más efectivamente de lo que hicieron las células sanguíneas sanas.
El equipo de investigación incluyó Movassaghi y sus colegas en el MIT y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC). Nicolas Boyer, un post-doctorado del MIT, es el autor principal del artículo.
Muchos antibióticos, incluida la penicilina, fueron derivados de los productos químicos extraídos de o en base a los productos químicos de los hongos.
El equipo de investigación incluyó Movassaghi y sus colegas en el MIT y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC). Nicolas Boyer, un post-doctorado del MIT, es el autor principal del artículo.
Muchos antibióticos, incluida la penicilina, fueron derivados de los productos químicos extraídos de o en base a los productos químicos de los hongos.
Alexander Fleming hizo el descubrimiento en 1929 de que el contaminante fúngico descrito como "Penicillium notatum" era eficaz contra muchos tipos de bacterias.
Químicos Encuentran Ayuda de la Naturaleza en...
La Lucha Contra el Cáncer
- Investigación Actualizada -por Anne Trafton
El estudio de varias decenas de compuestos basados en
un producto químico de hongos
muestra una potente actividad anti-tumoral.
Químicos del MIT diseñaron muchas variantes
De alcaloides epipolythiodiketopiperazine (ETP)
y les analizó su actividad anticancerosa.
Una estructura representativa ETP es mostrada.
Gráfico, cortesía de los investigadores
Gráfico, cortesía de los investigadores
Inspirado por una sustancia química que los hongos secretan para defender su territorio, los químicos del MIT han sintetizado y probado varias docenas de compuestos que pueden ser prometedores como potenciales fármacos contra el cáncer.
Hace unos años, los investigadores del MIT dirigidos por el profesor asociado de química Mohammad Movassaghi se convirtieron en los primeros en sintetizar químicamente 11,11 '-dideoxyverticillin, un compuesto fungicida altamente complejo que ha demostrado actividad contra el cáncer en estudios previos.
Hace unos años, los investigadores del MIT dirigidos por el profesor asociado de química Mohammad Movassaghi se convirtieron en los primeros en sintetizar químicamente 11,11 '-dideoxyverticillin, un compuesto fungicida altamente complejo que ha demostrado actividad contra el cáncer en estudios previos.
Este y otros compuestos relacionados se producen naturalmente en cantidades tan pequeñas que ha sido difícil hacer un estudio exhaustivo de la relación entre la estructura del compuesto y su actividad - la investigación que podría ayudar al desarrollo de drogas, dice Movassaghi.
"Hay una gran cantidad de datos por ahí, datos muy interesantes, pero hay una cosa que nos interesa hacer es tomar un gran grupo de estos compuestos, y por vez primera, evaluarlos de manera uniforme", dice Movassaghi.
En el nuevo estudio, publicado en línea recientemente en la revista Chemical Science (Synthesis and Anticancer Activity of Epipolythiodiketopiperazine Alkaloids), Movassaghi y sus colegas en el MIT y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign (UIUC) diseñaron y probaron 60 compuestos por su capacidad para matar células humanas de cáncer.
"Lo que fue particularmente emocionante para nosotros fue ver, a través de diversas líneas celulares de cáncer, que algunos de ellos son muy potentes", dice Movassaghi.
El autor principal de este trabajo es el MIT postdoc Nicolas Boyer.
Otros autores son los estudiantes graduados del MIT Justin Kim, el profesor UIUC de química Paul Hergenrother UIUC y la estudiante graduada UIUCKaren Morrison.
Mejorando el diseño de la naturaleza
Muchos de los compuestos ensayados en este estudio, conocido como alcaloides epipolythiodiketopiperazine (ETP), son naturalmente producidos por los hongos. Los científicos creen que estos compuestos ayudan a los hongos a impedir que otros organismos invadan su territorio.
En el proceso de sintetizar productos naturales ETP en su laboratorio, los investigadores del MIT produjeron muchos compuestos similares que se sospecha que también podrían tener actividad anti-cáncer. Para el estudio, crearon aún más compuestos mediante la variación sistemática de las estructuras naturales - la adición o eliminación de ciertos grupos químicos de diferentes lugares.
Los investigadores analizaron 60 compuestos contra dos diferentes líneas celulares de cáncer humano - el cáncer de cuello de útero y linfoma.
Muchos de los compuestos ensayados en este estudio, conocido como alcaloides epipolythiodiketopiperazine (ETP), son naturalmente producidos por los hongos. Los científicos creen que estos compuestos ayudan a los hongos a impedir que otros organismos invadan su territorio.
En el proceso de sintetizar productos naturales ETP en su laboratorio, los investigadores del MIT produjeron muchos compuestos similares que se sospecha que también podrían tener actividad anti-cáncer. Para el estudio, crearon aún más compuestos mediante la variación sistemática de las estructuras naturales - la adición o eliminación de ciertos grupos químicos de diferentes lugares.
Los investigadores analizaron 60 compuestos contra dos diferentes líneas celulares de cáncer humano - el cáncer de cuello de útero y linfoma.
Luego se eligieron los mejores 25 para probarlos contra tres líneas adicionales, de tumores de pulmón, de riñón y de mama. En general, los compuestos diméricos - aquellos con dos moléculas unidas ETP - parecieron ser más eficaces matando células cancerosas que las moléculas individuales (conocidas como monómeros).
La estructura de un producto natural ETP tiene típicamente al menos un conjunto de anillos condensados que contienen uno o más átomos de azufre que se enlazan a un anillo de seis miembros conocido como ciclo-dipéptido.
La estructura de un producto natural ETP tiene típicamente al menos un conjunto de anillos condensados que contienen uno o más átomos de azufre que se enlazan a un anillo de seis miembros conocido como ciclo-dipéptido.
Los investigadores encontraron que otra clave para la capacidad de destruir tumores es la disposición y el número de estos átomos de azufre: compuestos con al menos dos átomos de azufre son los más eficaces, los que tienen un átomo de azufre fueron menos eficaces, y aquellos sin azufre no mataron eficientemente las células tumorales.
Otros anillos tienen típicamente grupos químicos de diferentes tamaños unidos en ciertas posiciones, una posición clave es que junto al anillo de ETP. Los investigadores hallaron que cuanto mayor sea este grupo, más potente era el compuesto contra el cáncer.
Los compuestos que matan las células cancerosas parecen ser muy selectivos, destruyéndolos 1,000 veces más eficientemente de lo que matan a las células sanguíneas sanas.
Los investigadores también identificaron secciones de los compuestos que se pueden alterar sin cambiar visiblemente su actividad.
Otros anillos tienen típicamente grupos químicos de diferentes tamaños unidos en ciertas posiciones, una posición clave es que junto al anillo de ETP. Los investigadores hallaron que cuanto mayor sea este grupo, más potente era el compuesto contra el cáncer.
Los compuestos que matan las células cancerosas parecen ser muy selectivos, destruyéndolos 1,000 veces más eficientemente de lo que matan a las células sanguíneas sanas.
Los investigadores también identificaron secciones de los compuestos que se pueden alterar sin cambiar visiblemente su actividad.
Esto es útil porque podría permitir a los químicos utilizar esos puntos para unir los compuestos a un agente de entrega, como un anticuerpo que les apuntar a las células cancerosas, sin perjudicar su capacidad de matar las células cancerígenas.
Síntesis de complejos
Larry Overman, profesor de química en la Universidad de California en Irvine, dijo que el nuevo estudio es un avance impresionante.
"Movassaghi y compañeros de trabajo revelan por primera vez una serie de relaciones entre la estructura química de las moléculas en la serie de ETP y su actividad in vitro contra el cáncer", dice Overman, quien no formó parte del equipo de investigación."El conocimiento de este tipo será esencial para el desarrollo futuro del tipo de moléculas ETP en atractivos candidatos clínicos y el potencial de nuevos fármacos contra el cáncer".
Ahora que tenemos algunos datos iniciales, los investigadores pueden utilizar sus hallazgos para diseñar compuestos adicionales que podrían ser aún más eficaces.
"Podemos ir con mucha más precisión y poner a prueba las hipótesis que estamos desarrollando en términos de qué porciones de las moléculas son más importantes en el mantenimiento o la mejora de la actividad biológica," dice Movassaghi.
La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales.
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