Ученые Массачусетского технологического института (MIT) впервые смогли синтезировать в лаборатории молекулу вертициллин A — редкое соединение грибного происхождения, которое химики безуспешно пытались воссоздать более 50 лет. Это достижение не только решает давнюю научную задачу, но и открывает новые перспективы в борьбе с тяжелыми формами детских опухолей мозга.
Вертициллин A был впервые выделен из грибов в 1970 году. В природе он помогает грибам защищаться от патогенов. Уже много лет это соединение привлекает внимание исследователей благодаря потенциальным противораковым и антимикробным свойствам, однако чрезвычайно сложная химическая структура делала его синтез практически невозможным.
Главная трудность заключалась в тонких структурных особенностях молекулы. Вертициллин A отличается от близкого аналога всего двумя атомами кислорода, однако именно они делают соединение крайне нестабильным и чувствительным при химических реакциях. По словам профессора химии MIT Мохаммада Мовассаги, даже минимальные изменения в структуре могут радикально усложнить процесс синтеза.
Исследователям пришлось полностью пересмотреть стратегию сборки молекулы. Новый путь синтеза начинается с производного аминокислоты β-гидрокситриптофана и включает 16 последовательных стадий, на каждой из которых строго контролируется пространственное расположение атомов. Ключевым решением стало раннее введение серосодержащих групп, которые временно «маскировали» для защиты от разрушения, а затем восстанавливали на финальных этапах.
Получив доступ к вертициллину A, ученые смогли создавать его модифицированные производные. Эти соединения были протестированы на клетках диффузной срединной глиомы — редкой и крайне агрессивной опухоли головного мозга у детей, для которой сегодня практически не существует эффективных методов лечения.
В лабораторных экспериментах некоторые производные вертициллина A показали выраженную активность против опухолевых клеток, особенно в случаях, когда клетки вырабатывали высокий уровень белка EZHIP — важного регулятора процессов метилирования ДНК. Воздействие на этот механизм приводило к запуску программируемой гибели раковых клеток.
Исследователи подчеркивают, что речь идет о ранней стадии работ: соединения пока не готовы к клиническому применению и требуют дальнейших исследований, включая испытания на животных моделях. Тем не менее сам факт успешного синтеза молекулы, остававшейся недоступной более полувека, открывает путь к созданию новых противораковых препаратов на ее основе.
Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of the American Chemical Society.