I ricercatori della Colorado State University hanno pubblicato i risultati in Nature ciò potrebbe essere utile per accelerare lo sviluppo di nuovi prodotti farmaceutici e pesticidi.

I professori Andy McNally e Robert Paton hanno guidato il lavoro attraverso il Dipartimento di Chimica della CSU. L'articolo delinea un approccio per scomporre e quindi riassemblare composti comuni noti come eterocicli per ottenere nuove caratteristiche. Questi composti rappresentano spesso un punto di partenza per la ricerca in diversi campi e gli scienziati lavorano costantemente per modificarli, ad esempio per migliorare o ottimizzare i farmaci.

Di solito, la creazione di questi composti viene effettuata all’inizio del processo di sviluppo, con i ricercatori che sviluppano combinazioni note attraverso più passaggi per arrivare a un possibile farmaco candidato da testare. Il team della CSU dimostra invece nell'articolo un modo per rompere prima un eterociclo pirimidinico esistente e poi ricostruirlo per contenere azoto anziché carbonio lungo il bordo delle strutture.

Questo cambiamento alla periferia consente una nuova serie di reazioni chimiche benefiche che prima sarebbe stato difficile o impossibile ottenere con queste strutture. Questo approccio, ha affermato McNally, elimina la necessità di effettuare sintesi estese e dispendiose in termini di tempo dal semplice composto precursore originale verso l'esterno. Ha detto che questo tipo di lavoro è noto come editing molecolare.

"Il nostro approccio è controintuitivo ma è più efficiente", ha affermato McNally, titolare della cattedra Albert I. Meyers in Chimica organica. "Separando questi composti e ricostruendoli alla fine, possiamo trasformarli rapidamente in versioni leggermente diverse e più potenti che possono quindi accelerare lo sviluppo del farmaco finale senza dover lavorare su molte potenziali combinazioni, alcune delle quali potrebbero non mai allenarsi."

Il team di McNally è specializzato in chimica organica sintetica, ovvero la scienza che consente di creare molecole nuove e necessarie in laboratorio. Mentre il suo team guidava la parte sperimentale della ricerca, ha lavorato a stretto contatto con il team di Paton per sviluppare e utilizzare metodi computazionali per testare i loro approcci e per descrivere meglio gli stati di transizione. Altri autori della ricerca di entrambi i gruppi del dipartimento includono gli studenti laureati Louis de Lescure, Benjamin Uhlenbruck e Celena Josephitis.

McNally ha affermato che la strategia descritta nel documento può essere utilizzata in molti campi e si basa su una tradizione di eccellenza nella ricerca nella chimica sintetica presso la CSU. Ha affermato che il suo team si sta ora concentrando su come utilizzare questo approccio anche per comprendere meglio l'attività dei farmaci nel corpo prima dell'uso da parte del pubblico.

"Qualsiasi farmaco immesso sul mercato deve prima passare attraverso i rapporti tossicologici per garantire che non finisca dove non dovrebbe e per quantificare meglio la sua attività nel corpo", ha affermato.

"Il nostro approccio può essere utilizzato per aumentare leggermente la massa di questi composti senza modificarne la chimica. Ciò consente ai ricercatori di utilizzare la spettrometria di massa per rilevarne meglio il percorso e l'attività e accelererebbe nuovamente lo sviluppo e la comprensione di queste sostanze chimiche necessarie."

Ulteriori informazioni: Benjamin J. H. Uhlenbruck et al, Una strategia di decostruzione-ricostruzione per la diversificazione delle pirimidine, Natura (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07474-1

Informazioni sul giornale: Natura

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