Φυτική ουσία "μάχεται" και κερδίζει τα καρκινικά κύτταρα

Ερευνητές στο University of British Columbia Okanagan ανακάλυψαν τον μηχανισμό που χρησιμοποιούν τα φυτά για να παράγουν τη μιτραφυλλίνη (mitraphylline), μία σπάνια φυσική ένωση που έχει προσελκύσει έντονο επιστημονικό ενδιαφέρον λόγω των πιθανών αντικαρκινικών ιδιοτήτων της. Η ανακάλυψη αυτή θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική, καθώς αποκαλύπτει για πρώτη φορά τα ακριβή μοριακά βήματα με τα οποία τα φυτά δημιουργούν αυτή τη σύνθετη χημική ουσία.

Η μιτραφυλλίνη ανήκει σε μια ξεχωριστή κατηγορία φυτικών χημικών ενώσεων, γνωστών ως αλκαλοειδή σπειροοξινδόλης (spirooxindole alkaloids). Οι ενώσεις αυτές είναι γνωστές για τη μοναδική τρισδιάστατη δομή τους, η οποία περιλαμβάνει έναν «στριμμένο» δακτύλιο που τους προσδίδει ιδιαίτερες βιολογικές ιδιότητες. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι πολλές από αυτές τις ουσίες παρουσιάζουν ισχυρή αντιφλεγμονώδη και αντικαρκινική δράση, γεγονός που τις καθιστά εξαιρετικά σημαντικές για τη φαρμακευτική έρευνα και την ανάπτυξη νέων θεραπειών.

Παρόλο που οι ενώσεις αυτές μελετώνται εδώ και δεκαετίες, μέχρι πρόσφατα παρέμενε άγνωστος ο τρόπος με τον οποίο τα φυτά καταφέρνουν να τις συνθέσουν. Το μυστήριο άρχισε να λύνεται το 2023, όταν η ερευνητική ομάδα της Δρ. Thu-Thuy Dang, από τη Σχολή Επιστημών Irving K. Barber του UBC Okanagan, εντόπισε το πρώτο γνωστό φυτικό ένζυμο που μπορεί να «στρίψει» ένα μόριο και να δημιουργήσει τη χαρακτηριστική σπειροειδή δομή.

Βασιζόμενος σε αυτή τη σημαντική ανακάλυψη, ο ερευνητής Tuan-Anh Nguyen ηγήθηκε νέας μελέτης που αποκάλυψε δύο κρίσιμα ένζυμα απαραίτητα για την παραγωγή της μιτραφυλλίνης. Το πρώτο ένζυμο οργανώνει το μόριο στη σωστή τρισδιάστατη μορφή, ενώ το δεύτερο ολοκληρώνει τη διαδικασία μετατρέποντάς το στη μιτραφυλλίνη.

Η Δρ. Dang παρομοίασε την ανακάλυψη αυτή με τον εντοπισμό των χαμένων κρίκων μιας γραμμής παραγωγής. Όπως εξηγεί, η έρευνα δίνει απάντηση σε ένα μακροχρόνιο επιστημονικό ερώτημα σχετικά με τον τρόπο που η φύση δημιουργεί τόσο πολύπλοκα μόρια και ταυτόχρονα ανοίγει τον δρόμο για την αναπαραγωγή αυτής της διαδικασίας σε εργαστηριακές συνθήκες.

Η σημασία της μιτραφυλλίνης είναι ιδιαίτερα μεγάλη, επειδή η ουσία αυτή βρίσκεται μόνο σε ελάχιστες ποσότητες μέσα σε συγκεκριμένα τροπικά φυτά. Ανάμεσα σε αυτά είναι τα φυτά του γένους Mitragyna, γνωστά και ως kratom, καθώς και τα φυτά του γένους Uncaria, γνωστά ως cat’s claw. Και τα δύο ανήκουν στην οικογένεια του καφέ. Η σπανιότητα της ουσίας καθιστά εξαιρετικά δύσκολη και ακριβή την απομόνωση και τη σύνθεσή της σε εργαστήριο.

Με τον εντοπισμό των ενζύμων που είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία και τη διαμόρφωση της μιτραφυλλίνης, οι επιστήμονες διαθέτουν πλέον έναν πιο αποτελεσματικό και βιώσιμο τρόπο παραγωγής της ουσίας αλλά και παρόμοιων μορίων. Αυτό θα μπορούσε στο μέλλον να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων για την αντιμετώπιση σοβαρών ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων διαφόρων μορφών καρκίνου.

Ο Nguyen χαρακτήρισε την ανακάλυψη ως μια «πράσινη» προσέγγιση στη χημεία, επειδή επιτρέπει την παραγωγή φαρμακευτικά πολύτιμων ουσιών με πιο φιλικές προς το περιβάλλον μεθόδους. Παράλληλα, τόνισε ότι η επιτυχία αυτή οφείλεται στο ερευνητικό περιβάλλον του UBC Okanagan, όπου φοιτητές και καθηγητές συνεργάζονται στενά για την επίλυση προβλημάτων με παγκόσμια σημασία.

Η έρευνα αποτέλεσε αποτέλεσμα διεθνούς συνεργασίας ανάμεσα στο εργαστήριο της Δρ. Dang στο UBC Okanagan και την ερευνητική ομάδα του Δρ. Satya Nadakuduti στο University of Florida. Η χρηματοδότηση προήλθε από σημαντικούς επιστημονικούς οργανισμούς του Καναδά και των Ηνωμένων Πολιτειών, γεγονός που υπογραμμίζει τη διεθνή σημασία της ανακάλυψης.

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Σύμφωνα με τη Δρ. Dang, τα φυτά λειτουργούν σαν εξαιρετικοί «φυσικοί χημικοί», δημιουργώντας περίπλοκες ουσίες με μοναδικές ιδιότητες. Τα επόμενα βήματα της έρευνας θα επικεντρωθούν στην αξιοποίηση αυτών των φυσικών μοριακών εργαλείων, με στόχο τη δημιουργία ακόμη περισσότερων θεραπευτικών ενώσεων που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στη σύγχρονη ιατρική.