I ricercatori del Dartmouth College hanno sviluppato una tecnica per produrre steroidi sintetici che potrebbe aprire la strada a una cascata di nuove scoperte sui farmaci. Il processo, pubblicato sulla rivista Chimica della natura , facilita l'accesso a rari, isomeri speculari di strutture steroidee presenti in natura.

La tecnica, sulla base di una serie di nuove reazioni chimiche, riduce significativamente la spesa e il tempo necessari per sviluppare terapie da una raccolta di molecole farmaceuticamente privilegiata ma inesplorata.

"Questa è una strategia molecolare fondamentalmente nuova per la costruzione di steroidi, " ha detto Glenn Micalizio, il professore di chimica del New Hampshire a Dartmouth. "Questa tecnologia consente la preparazione dell'isomero dell'immagine speculare con la stessa facilità, ma con un'efficienza senza precedenti."

La struttura molecolare di base degli steroidi è una comprovata spina dorsale nello sviluppo di farmaci. Più di 100 diverse molecole di steroidi sono approvate dalla Food and Drug Administration degli Stati Uniti come terapie per un'ampia gamma di sintomi e malattie tra cui infiammazione e dolore, cancro e infezioni batteriche.

Le terapie steroidee costituiscono probabilmente la classe di medicina di maggior successo ispirata a un prodotto naturale. Tutti i farmaci conosciuti in questa classe condividono una struttura comune composta da uno solo dei due possibili scheletri di immagini speculari, noti come enantiomeri. Tali agenti sono tipicamente disponibili da trasformazioni chimiche di steroidi naturali e facilmente disponibili.

Secondo i ricercatori, molecole basate sull'isomero innaturale dell'immagine speculare degli steroidi costituiscono il fondamento di una vasta collezione di potenziali farmaci inesplorati. Sebbene questi composti condividano le proprietà fisiche di base simili ai farmaci della classe naturale, vantano strutture 3D complementari con ampio potenziale in clinica.

"Con questo progresso, ora abbiamo l'opportunità di investigare regioni fertili dello spazio chimico per l'identificazione di numeri incalcolabili di unici, agenti rilevanti dal punto di vista medico, " disse Micalizio.

Il processo sviluppato nel Laboratorio Micalizio a Dartmouth, produce strutture steroidei di entrambi gli enantiomeri con quella che i ricercatori descrivono come un'efficienza senza precedenti. Utilizzando materiali di partenza economici e abbondanti, la nuova classe di sintetici può essere prodotta in appena cinque passaggi chimici.

L'anticipo si basa su una reazione chimica scoperta nel 2014 da Micalizio che forgia metà della struttura dello steroide. La svolta è stata resa possibile inventando una semplice procedura per far avanzare questi intermedi a strutture steroidee di entrambe le serie di immagini speculari.

Mentre la sintesi chimica è stata precedentemente descritta come una via per gli enantiomeri innaturali degli steroidi, il processo sperimentato a Dartmouth consente agli scienziati di indagare più facilmente sulle loro proprietà medicinali. È importante sottolineare che il tempo e il costo della preparazione di raccolte di nuovi composti in questa classe - un requisito della maggior parte dei moderni sforzi di scoperta di farmaci - è stato drasticamente ridotto.

"Questo è di gran lunga il percorso più conciso e flessibile per produrre un'ampia varietà di nuovi steroidi, " disse Micalizio.

Per mostrare il valore della tecnologia nella scienza biomedica, il team di ricerca ha dimostrato che una delle molecole preparate nel loro studio iniziale ha proprietà inibitorie della crescita potenti e selettive contro tre diverse linee cellulari di cancro umano.

"Non stiamo solo dicendo che queste cose hanno un potenziale, " disse Micalizio, "Ecco un esempio dal numero relativamente piccolo di composti che abbiamo prodotto che dimostra il loro potenziale valore come agenti antitumorali".

Poiché gli isomeri sintetici dell'immagine speculare non sono prontamente disponibili da fonti naturali, il perseguimento di questa classe di farmaci e il loro valore clinico dipende dall'efficienza con cui i chimici organici possono prepararli.

"La scienza della chimica organica sintetica è una componente essenziale della scoperta di farmaci, e i progressi in questo campo sono direttamente responsabili della nostra recente scoperta, " disse Micalizio.

"Senza la capacità di creare nuove collezioni di molecole, è difficile perseguire molte nuove direzioni potenzialmente interessanti nella scoperta di farmaci. Come tale, progressi nella sintesi chimica, come questo, può avere effetti profondi e increspabili sulla scienza biomedica, " Ha aggiunto Micalizio

Basandosi sulla sfida di inventare la chimica che alimenta la scoperta nella scienza biomedica, Il laboratorio di Micalizio spera di sviluppare una nuova piattaforma tecnologica per esplorare gli isomeri innaturali degli steroidi per lo sviluppo di terapie.