Các nhà khoa học tổng hợp thuốc chống ung thư trong 'khám phá mang tính bước ngoặt'
Trong cái mà họ gọi là “thành tựu chưa từng có”, các nhà nghiên cứu đã tổng hợp được một hợp chất chống ung thư mạnh mẽ. Các nhà khoa học đã cố gắng đạt được kỳ tích này trong hơn 3 thập kỷ.
Yoshito Kishi, Giáo sư Hóa học Morris Loeb tại Khoa Hóa học và Sinh học Hóa học tại Đại học Harvard ở Cambridge, MA, là trưởng nhóm nghiên cứu của nỗ lực khoa học này, và hợp chất được đề cập là một loại gọi là halichondrin.
Halichondrins xuất hiện tự nhiên trong bọt biển Halichondria okadai. Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Nhật Bản đã phát hiện ra nó ở trạng thái tự nhiên cách đây 33 năm.
Tuy nhiên, trong bọt biển, các nhà khoa học chỉ tìm thấy halichondrin với số lượng rất nhỏ.
Để nghiên cứu các đặc tính dược lý và hành vi sinh học của nó, cũng như để kiểm tra tác dụng chống ung thư của nó, các nhà nghiên cứu cần số lượng lớn hơn.
Nhóm nghiên cứu đã phát triển một phương pháp tổng hợp halichondrin B, một thành viên của họ phân tử halichondrin, ở quy mô nhỏ trong quá khứ. Kể từ đó, họ đã cố gắng mở rộng quy trình. Tuy nhiên, cấu trúc của phân tử này đặc biệt khó tái tạo.
Cụ thể, phân tử E7130 có 31 trung tâm bất đối xứng dẫn đến khoảng 4 tỷ cách tổng hợp có thể bị sai.
Tầm quan trọng của halichondrin
Khi các nhà nghiên cứu lần đầu tiên phát hiện ra nó, họ “nhận ra rằng halichondrins trông cực kỳ mạnh mẽ,” đồng tác giả nghiên cứu Takashi Owa giải thích.
“Do cấu trúc rất độc đáo của sản phẩm tự nhiên, nhiều người quan tâm đến phương thức hoạt động, và các nhà điều tra muốn thực hiện một nghiên cứu lâm sàng, nhưng việc thiếu nguồn cung cấp thuốc đã ngăn cản họ làm điều đó. Vậy là đã 30 năm trôi qua, ”anh nói tiếp.
Owa cũng là Giám đốc Sáng tạo Thuốc và Giám đốc Khám phá tại nhóm kinh doanh ung thư của Eisai. Eisai là một công ty dược phẩm của Nhật Bản đã làm việc với các nhà khoa học Harvard trong 3 năm để đạt được sự tổng hợp.
Giờ đây, Giáo sư Kishi và các đồng nghiệp đã vượt qua những trở ngại này và “đạt được tổng hợp […] E7130” trên quy mô lớn hơn 10 gam với độ tinh khiết hơn 99,8%.
Họ trình bày chi tiết những phát hiện của họ trong tạp chí Báo cáo Khoa học.
'Thành tựu tổng hợp chưa từng có'
Năm 1992, Giáo sư Kishi và nhóm nghiên cứu lần đầu tiên tổng hợp được halichondrin B. Năm 2010, một phiên bản đơn giản của phân tử - được gọi là eribulin - đã có sẵn để điều trị ung thư vú di căn và u mỡ.
Tuy nhiên, “[i] n 1992, thật không thể tưởng tượng được để tổng hợp một lượng gam của một halichondrin,” GS Kishi nói. Nhưng giờ đây, “[o] tổng hợp rganic đã phát triển đến mức đó, ngay cả với sự phức tạp của phân tử mà vài năm trước đây không thể chạm tới”.
Giáo sư Kishi cho biết thêm: “Chúng tôi rất vui mừng khi thấy những khám phá hóa học cơ bản của chúng tôi đã giúp chúng tôi có thể tổng hợp hợp chất này ở quy mô lớn.
“Đó là một thành tựu thực sự chưa từng có về tổng hợp tổng thể, một thành tựu đặc biệt […] Không ai có thể sản xuất halichondrins trên quy mô 10 gam - một miligam, chỉ có thế.”
Takashi Owa
Nhóm nghiên cứu “đã hoàn thành một tổng hợp đáng chú ý, cho phép chúng tôi bắt đầu thử nghiệm lâm sàng E7130,” Owa tiếp tục.
Trong bài báo của mình, các nhà khoa học cũng mô tả những hiểu biết mới về cơ chế hoạt động của E7130. Trước đây, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng halichondrins có thể ức chế các vi ống, và do đó phát huy đặc tính chống ung thư. Nhưng E7130 cũng có những hiệu ứng độc đáo; nó thay đổi môi trường khối u, có thể cải thiện hiệu quả hoạt động của các loại thuốc ung thư khác.
