Withanolide, eine Klasse natürlich vorkommender Verbindungen, die in Pflanzen vorkommen, stehen schon seit langem im Fokus der Krebsforschung, da sie das Wachstum von Krebszellen hemmen, Zelltod auslösen und Metastasen verhindern können. Diese Verbindungen sind wichtig für die Entwicklung neuer Krebsbehandlungen. Die Schwierigkeit, ausreichende Mengen an Withanolidverbindungen aus Pflanzen zu gewinnen, hat jedoch die Forschung und die Entwicklung von Therapien behindert.
Forscher am Moffitt Cancer Center haben eine bahnbrechende Methode zur skalierbaren Synthese von Withanoliden entwickelt. Dieser innovative Ansatz, der in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, könnte die Krebsforschung revolutionieren, indem er eine zuverlässige und effiziente Möglichkeit bietet, diese lebenswichtigen Verbindungen in großen Mengen herzustellen und so den Weg für neue und wirksamere Krebsbehandlungen ebnet.
Justin M. Lopchuk, Ph.D., Hauptautor und assoziiertes Mitglied der Abteilung für Arzneimittelforschung bei Moffitt, sagte: „Unsere neue Synthesemethode ist ein großer Fortschritt auf dem Gebiet der Withanolidchemie. Mit der Fähigkeit, diese Verbindungen im Grammmaßstab herzustellen, können wir nun umfangreichere biologische und medizinische Forschung unterstützen.“
Die neue Synthesemethode verwendet eine bioinspirierte Photooxygenierungs-Allylhydroperoxid-Umlagerungssequenz, die die Einführung funktioneller Gruppen in den späten Phasen der Synthese erleichtert. Dieser Ansatz gewährleistet Skalierbarkeit und ermöglicht die Herstellung zahlreicher verschiedener Withanolide aus derselben Synthese. Diese Methode macht auch die Abhängigkeit von der Pflanzenextraktion überflüssig, die zeitaufwändig und durch die natürliche Fülle dieser Verbindungen begrenzt ist.
Mit dieser neuen Methode können Wissenschaftler Withanolid-Verbindungen nun in größeren Mengen produzieren, was neue Forschungen ermöglicht und die Entwicklung von Withanolid-basierten Krebsbehandlungen beschleunigt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Behandlungen, die auf einen einzigen Signalweg abzielen, wirken Withanolide auf mehrere Zellwege. Diese Verbindungen können die Krebszellteilung stören, die Zellstrukturen von Krebszellen schädigen und das Immunsystem modulieren, um die Fähigkeit des Körpers zur Krebsbekämpfung zu verbessern. Darüber hinaus haben Withanolid-Verbindungen das Potenzial, die Wirksamkeit von Krebsbehandlungen zu steigern, indem sie Krebszellen empfindlicher gegenüber Chemotherapie und Bestrahlung machen. Withanolid-Verbindungen haben sich gegen eine Reihe von Krebsarten als wirksam erwiesen, darunter Brustkrebs, Lungenkrebs, Dickdarmkrebs und Prostatakrebs.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Fähigkeit, Arzneimittelresistenzen zu überwinden. Krebszellen können im Laufe der Zeit Resistenzen gegen herkömmliche Behandlungen entwickeln, doch Withanolide können aufgrund ihrer einzigartigen Wirkmechanismen helfen, diese Resistenzen zu überwinden und auch dann wirksam zu bleiben, wenn andere Behandlungen versagen.
„Da wir nun über eine zuverlässige Methode zur Herstellung von Withanoliden verfügen, können wir unsere Studien auf die Entwicklung neuer Therapeutika zur Behandlung von Krebspatienten konzentrieren“, sagte Lopchuk.
Withanolide sind eine Gruppe natürlich vorkommender C28-Steroidlactone mit einem auf Ergostan basierenden Skelett. Sie sind stark sauerstoffhaltige Naturprodukte, und die Oxidation an verschiedenen Stellen des Skeletts ist für die strukturellen Unterschiede in den verschiedenen Klassen von Withanoliden verantwortlich. Withanolide haben ein breites Spektrum an biologischen Aktivitäten, einschließlich Antitumoraktivität. Die Extrakte von Withanolid-haltigen Pflanzen wurden zur Behandlung verschiedener Arten von Krebs und Tumoren verwendet. Die Antitumoraktivität eines gereinigten Withanolids wurde jedoch erstmals 2004 gemeldet. Seitdem wurden viele Withanolide mithilfe einer Reihe von Bioassays auf ihre Antikrebs- und Antitumoraktivität untersucht. Withanolide kommen in der Pflanzenfamilie der Nachtschattengewächse häufig vor. Primäre Quellen natürlicher Withanolide finden sich in den ausführlich untersuchten Gattungen Datura, Jaborosa, Physalis und Withania.
Informationsquelle:
Wen Che et al. Divergente Synthese komplexer Withanolide, ermöglicht durch einen skalierbaren Weg und Funktionalisierung im Spätstadium. [Science Advances (2024)]. DOI: 10.1126/sciadv.adp9375
Discussion about this post