Withanolides, een klasse van natuurlijk voorkomende verbindingen die in planten worden aangetroffen, zijn al lang een focus van kankeronderzoek vanwege hun vermogen om de groei van kankercellen te remmen, celdood te induceren en metastasering te voorkomen. Deze verbindingen zijn belangrijk bij de ontwikkeling van nieuwe kankerbehandelingen. De moeilijkheid om voldoende withanolideverbindingen uit planten te verkrijgen, heeft echter onderzoek en therapeutische ontwikkeling belemmerd.
Onderzoekers van het Moffitt Cancer Center hebben een baanbrekende methode ontwikkeld voor de schaalbare synthese van withanolides. Deze innovatieve aanpak, gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances, zou een revolutie teweeg kunnen brengen in het kankeronderzoek door een betrouwbare en efficiënte manier te bieden om deze essentiële verbindingen in grote hoeveelheden te produceren, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor nieuwe en effectievere kankerbehandelingen.
Justin M. Lopchuk, Ph.D., hoofdauteur en geassocieerd lid van de Drug Discovery Department van Moffitt, zei: “Onze nieuwe synthesemethode is een grote stap voorwaarts op het gebied van de withanolidechemie. Nu we deze verbindingen op gramschaal kunnen produceren, kunnen we nu uitgebreider biologisch en medicinaal onderzoek ondersteunen.”
De nieuwe synthesemethode maakt gebruik van een bio-geïnspireerde foto-oxygenatie-allylische hydroperoxide-herschikkingssequentie, die de introductie van functionele groepen in de late stadia van de synthese vergemakkelijkt. Deze aanpak zorgt voor schaalbaarheid en maakt de productie van talloze verschillende withanoliden uit dezelfde synthese mogelijk. Deze methode neemt ook de afhankelijkheid van plantenextractie weg, wat tijdrovend is en beperkt wordt door de natuurlijke overvloed van deze verbindingen.
Met deze nieuwe methode kunnen wetenschappers nu withanolideverbindingen in grotere hoeveelheden produceren, wat nieuw onderzoek mogelijk maakt en de ontwikkeling van op withanolide gebaseerde kankerbehandelingen versnelt. In tegenstelling tot conventionele behandelingen die zich op één enkele route richten, werken withanolides op meerdere cellulaire routes. Deze verbindingen kunnen de deling van kankercellen verstoren, de cellulaire structuren van kankercellen beschadigen en het immuunsysteem moduleren om het vermogen van het lichaam om kanker te bestrijden te vergroten. Bovendien hebben withanolideverbindingen het potentieel om de effectiviteit van kankerbehandelingen te verbeteren door kankercellen gevoeliger te maken voor chemotherapie en bestraling. Withanolideverbindingen hebben werkzaamheid aangetoond tegen een reeks soorten kanker, waaronder borstkanker, longkanker, darmkanker en prostaatkanker.
Een ander cruciaal aspect is het vermogen om resistentie tegen geneesmiddelen te overwinnen. Kankercellen kunnen in de loop van de tijd resistentie ontwikkelen tegen conventionele behandelingen, maar withanoliden kunnen, vanwege hun unieke werkingsmechanismen, helpen deze resistentie te overwinnen en effectief blijven waar andere behandelingen falen.
“Nu we een betrouwbare methode hebben om withanolides te produceren, kunnen we onze studies richten op het creëren van nieuwe therapieën om kankerpatiënten te helpen”, aldus Lopchuk.
Withanolides zijn een groep natuurlijk voorkomende C28-steroïdale lactonen met een skelet op basis van ergostaan. Het zijn sterk geoxygeneerde natuurlijke producten en de oxidatie op verschillende plaatsen in het skelet is verantwoordelijk voor de structurele variaties in verschillende klassen withanolides. Withanolides hebben een breed scala aan biologische activiteiten, waaronder antitumoractiviteit. De extracten van withanolidebevattende planten zijn gebruikt voor de behandeling van verschillende soorten kanker en tumoren. De antitumoractiviteit van een gezuiverd withanolide werd echter voor het eerst gerapporteerd in 2004. Sindsdien zijn veel withanolides geëvalueerd op hun antikanker- en antitumoractiviteiten met behulp van een aantal bioassays. Withanolides zijn overvloedig aanwezig in de Solanaceae-plantenfamilie. Primaire bronnen van natuurlijke withanolides zijn te vinden in de uitgebreid bestudeerde genera Datura, Jaborosa, Physalis en Withania.
Informatiebron:
Wen Che et al. Divergente synthese van complexe withanolides mogelijk gemaakt door een schaalbare route en functionalisering in een laat stadium. Sciencen eendveences (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp9375
Discussion about this post