Tridsať rokov nevedeli, aké látky ukrýva ražný peľ. Chemici konečne rozlúskli štruktúru molekuly, ktorá v pokusoch brzdila rast nádorov.
Vedci po takmer 30 rokoch odhalili presnú štruktúru molekúl z ražného peľu, ktoré v pokusoch na zvieratách spomaľovali rast nádorov. Objav môže pomôcť pochopiť ich možný vplyv na imunitu.
V ražnom peľu sa našli molekuly, ktoré pred rokmi zaujali onkológov aj chemikov. V pokusoch na zvieratách dokázali spomaľovať rast nádorov, lenže výskum narazil na zásadnú prekážku: vedci nevedeli, ako presne vyzerajú v priestore. Bez tejto informácie sa nedalo spoľahlivo zistiť, ktorá časť molekuly je dôležitá a ako by sa dala prípadne upraviť.
Chemici z Northwestern University teraz definitívne určili trojrozmerné štruktúry oboch látok, secalosidu A a secalosidu B. Namiesto toho, aby sa spoliehali iba na analytické merania, zvolili náročnejšiu cestu. Molekuly postavili v laboratóriu krok za krokom úplne od nuly a výsledok porovnali so vzorkami izolovanými priamo z ražného peľu. Štúdia vyšla v časopise Journal of the American Chemical Society.
Ražný peľ zatiaľ nie je liek. Vedcom však ukázal smer, ktorým sa oplatí ísť
Medicína už viackrát siahla po látkach, ktoré sa pôvodne našli v prírode. Morfín pochádza z ópiového maku, Taxol, využívaný pri liečbe viacerých typov rakoviny, bol pôvodne izolovaný z tisu tichomorského. Aj statíny, lieky na znižovanie cholesterolu, majú pôvod v látkach produkovaných hubami.
Ražný peľ zatiaľ do tejto kategórie nepatrí. To je dôležité povedať hneď. Nejde o nový liek na rakovinu a už vôbec nie o dôkaz, že výživové doplnky z ražného peľu liečia nádory. Extrakty z ražného peľu sa síce predávajú ako doplnky na podporu zdravia prostaty, no farmaceutický výskum potrebuje úplne inú úroveň dôkazov. Vedci najprv musia poznať presnú štruktúru účinných molekúl, až potom môžu skúmať ich správanie v tele.
Rovnaké zloženie, no molekula môže fungovať úplne inak
Secalosid A a secalosid B trápili chemikov najmä tým, že ich štruktúra sa nedala jednoznačne rozlíšiť bežnými postupmi. Nepomohli ani pokročilé metódy vrátane jadrovej magnetickej rezonancie. Dlhé roky preto existovali dve možné verzie. Obe mali rovnaké atómy, rovnaké väzby aj veľmi podobný celkový tvar. Rozdiel bol v orientácii jednej kľúčovej časti molekuly.
Neprehliadni
V chémii môže aj drobná zmena v priestorovom usporiadaní rozhodnúť o tom, či molekula vôbec funguje. Nestačí vedieť, z akých atómov je poskladaná. Dôležité je aj to, ako sú tieto atómy otočené v priestore. Karl A. Scheidt, ktorý výskum viedol, to prirovnal k rukám. Ľavá a pravá ruka sú zrkadlové obrazy, no do jednej rukavice pasuje iba jedna z nich. Pri molekulách môže podobný rozdiel určiť, či sa zapoja do biologického procesu, alebo či účinok úplne stratia.
Najväčšou prekážkou bol kruh natlačený do neprirodzeného tvaru
Keď samotná analýza nestačila, výskumníci použili totálnu syntézu. Konkrétne to znamená, že vedci prírodnú molekulu neskúmajú len zvonka, ale pokúsia sa ju v laboratóriu poskladať od základných stavebných kameňov. Je to pomalý a technicky náročný postup, no má jednu veľkú výhodu. Ak sa syntetická verzia správa rovnako ako prírodná vzorka, štruktúra sedí.
Pri secalosidoch bol najväčší problém v ich jadre. Molekuly obsahujú silno napätý 10-členný bis-laktónový kruh a indánovú časť. Takéto usporiadanie sa nestavia ochotne. Väzby v molekule sú natlačené do polôh, ktoré im prirodzene nevyhovujú, a preto experimenty často končia neúspechom. Chemické rovnice na papieri znesú veľa, no laboratórium rýchlo ukáže, čo je skutočne možné.
Tím preto zvolil obchádzku. Najprv pripravil väčší a voľnejší kruh. Až v neskorej fáze syntézy ho pomocou neobvyklej reakcie stiahol do menšieho, napätejšieho tvaru. Autori tento krok opisujú ako transanulárne oxidatívne enolátové spájanie, teda reakciu, pri ktorej sa správne časti molekuly spoja cez vnútro kruhu. Práve tento trik im umožnil pripraviť obe navrhované verzie a porovnať ich s prírodnými secalosidmi. A s prírodným vzorom sa zhodovala iba jedna z nich.
Vedci už poznajú tvar. Teraz musia zistiť, čo molekula v tele robí
Samotné vyriešenie štruktúry ešte nehovorí, ako presne tieto molekuly pôsobia. Otvára však cestu k otázke, ktorá bola doteraz prakticky zablokovaná: ktorá časť secalosidov je zodpovedná za biologický účinok? Vedci teraz môžu meniť jednotlivé časti molekuly a sledovať, či sa účinok zosilní, oslabí alebo úplne zmizne.
Doterajšie práce naznačovali, že secalosidy nemusia pôsobiť ako klasický jed namierený priamo proti nádorovým bunkám. Pravdepodobnejšia je imunomodulácia, teda ovplyvnenie imunitnej odpovede. Inak povedané, tieto látky by mohli meniť spôsob, akým telo reaguje na nádor. Zatiaľ je to však hypotéza, nie klinický výsledok.
Scheidt uviedol, že jeho tím teraz hľadá spolupracovníkov z imunológie, ktorí by pomohli posunúť výskum ďalej. Cesta od presnej štruktúry k lieku býva dlhá a často sa skončí slepou uličkou. Tentoraz však vedci konečne vedia, s akým tvarom vlastne pracujú. A pri molekulách, ktoré čakali na rozlúsknutie takmer tridsať rokov, je to viac než technická podrobnosť.
