Η αντικαρκινική δράση της σίκαλης στο μικροσκόπιο

Σχεδόν 30 χρόνια μετά την ανακάλυψη δύο ασυνήθιστων μορίων στη γύρη της σίκαλης, επιστήμονες κατάφεραν να λύσουν ένα σημαντικό επιστημονικό μυστήριο που εμπόδιζε την περαιτέρω αξιοποίησή τους στην έρευνα για τον καρκίνο. Ερευνητές του Πανεπιστημίου Northwestern προσδιόρισαν με ακρίβεια την τρισδιάστατη δομή των μορίων, γνωστών ως «secalosides» A και B, ανοίγοντας τον δρόμο για τη μελέτη της πιθανής αντικαρκινικής τους δράσης.

Οι ουσίες αυτές είχαν απομονωθεί από τη γύρη της σίκαλης πριν από περίπου τρεις δεκαετίες. Πρώιμες μελέτες σε πειραματόζωα έδειξαν ότι μπορούσαν να επιβραδύνουν ή ακόμη και να συμβάλλουν στην εξάλειψη όγκων μέσω ενός άγνωστου και μη τοξικού μηχανισμού. Ωστόσο, η έρευνα δεν προχώρησε, επειδή οι επιστήμονες δεν γνώριζαν την ακριβή τρισδιάστατη διάταξη των ατόμων των μορίων. Χωρίς αυτή τη γνώση ήταν αδύνατο να κατανοήσουν τον τρόπο δράσης τους ή να δημιουργήσουν βελτιωμένες εκδοχές τους.

Η νέα μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Journal of the American Chemical Society, έλυσε αυτό το πρόβλημα. Οι ερευνητές κατασκεύασαν τα μόρια εξ ολοκλήρου στο εργαστήριο μέσω της μεθόδου της ολικής σύνθεσης, μιας πολύπλοκης διαδικασίας κατά την οποία ένα φυσικό μόριο δημιουργείται βήμα προς βήμα από απλούστερες χημικές ενώσεις. Συγκρίνοντας τα συνθετικά μόρια με εκείνα που είχαν απομονωθεί από τη γύρη, επιβεβαίωσαν οριστικά ποια ήταν η σωστή μοριακή δομή.

Σύμφωνα με τον καθηγητή Χημείας Karl A. Scheidt, η επιβεβαίωση της δομής αποτελεί το πρώτο και απαραίτητο βήμα για να εντοπιστεί ποιο τμήμα των μορίων ευθύνεται για την πιθανή αντικαρκινική δράση τους. Η γνώση αυτή θα επιτρέψει στο μέλλον τον σχεδιασμό νέων, αποτελεσματικότερων ενώσεων που θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν στην ανάπτυξη καινοτόμων θεραπειών κατά του καρκίνου, πιθανώς μέσω της ενίσχυσης της λειτουργίας του ανοσοποιητικού συστήματος.

Η φύση έχει αποτελέσει διαχρονικά πολύτιμη πηγή φαρμακευτικών ουσιών. Πολλά σημαντικά φάρμακα προέρχονται από φυσικά προϊόντα ή βασίστηκαν σε αυτά για την ανάπτυξή τους. Παραδείγματα αποτελούν η μορφίνη από την παπαρούνα του οπίου, η ταξόλη από τον ίταμο του Ειρηνικού για τη θεραπεία του καρκίνου και οι στατίνες, που προέρχονται από μύκητες και χρησιμοποιούνται για τη μείωση της χοληστερόλης. Οι φυσικές ουσίες συχνά δεν αποτελούν έτοιμα φάρμακα, αλλά λειτουργούν ως πρότυπα πάνω στα οποία οι επιστήμονες σχεδιάζουν ασφαλέστερες και αποτελεσματικότερες θεραπείες.

Η επίλυση του συγκεκριμένου προβλήματος αποδείχθηκε ιδιαίτερα δύσκολη. Οι πολύπλοκες αυτές οργανικές ενώσεις (γλυκοσίδες) που απομονώνονται από τη γύρη της σίκαλης διαθέτουν στο κέντρο τους έναν εξαιρετικά σπάνιο και έντονα «συμπιεσμένο» δεκαμελή δακτύλιο, του οποίου η σύνθεση είναι εξαιρετικά απαιτητική. Οι ερευνητές ξεπέρασαν το εμπόδιο δημιουργώντας αρχικά έναν μεγαλύτερο και πιο ευέλικτο δακτύλιο, τον οποίο στη συνέχεια μετέτρεψαν χημικά στον μικρότερο, επιτυγχάνοντας την επιθυμητή δομή.

Για δεκαετίες υπήρχαν δύο διαφορετικά θεωρητικά μοντέλα για τη δομή των μορίων. Η διαφορά τους αφορούσε μόνο τον προσανατολισμό μιας συγκεκριμένης περιοχής, η οποία αποτελούσε κατοπτρική εικόνα της άλλης. Αν και η διαφορά αυτή φαίνεται μικρή, μπορεί να επηρεάσει καθοριστικά τον τρόπο με τον οποίο ένα μόριο αλληλεπιδρά με βιολογικούς στόχους, όπως ένζυμα ή υποδοχείς, και επομένως τη βιολογική του δράση.

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Η επιβεβαίωση της σωστής δομής δίνει πλέον στους επιστήμονες τη δυνατότητα να μελετήσουν σε βάθος τις ιδιότητες των γλυκοσιδών και να διερευνήσουν εάν μπορούν να αξιοποιηθούν στην ανάπτυξη νέων αντικαρκινικών θεραπειών. Η ερευνητική ομάδα αναζητά ήδη συνεργασίες με ειδικούς στην ανοσολογία, ώστε να εξεταστεί η δράση των μορίων σε βιολογικά συστήματα και, μακροπρόθεσμα, να αξιολογηθεί η πιθανή εφαρμογή τους στην κλινική πράξη. Αν και απαιτούνται ακόμη πολλά στάδια έρευνας πριν από οποιαδήποτε θεραπευτική χρήση, η συγκεκριμένη ανακάλυψη αποτελεί σημαντικό βήμα προς την αξιοποίηση φυσικών ουσιών για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων κατά του καρκίνου.