Os químicos de Yale sintetizaram pela primeira vez uma classe única de moléculas que combatem o câncer a partir de briozoários, marcando um grande avanço na química sintética. Ao empregar uma nova abordagem que combina processos químicos estratégicos com técnicas avançadas de determinação de estrutura, a equipa de investigação abriu novas possibilidades para a investigação do tratamento do cancro.
Quase três décadas atrás, os pesquisadores descobriram um grupo único de compostos que combatem o câncer em briozoários, um grupo de invertebrados marinhos nativos de águas tropicais.
As estruturas químicas complexas e densas dessas moléculas, que consistem em anéis oxidados e átomos de nitrogênio, têm atraído o interesse de químicos orgânicos de todo o mundo, que desejam recriar essas estruturas do zero em laboratório. No entanto, apesar dos esforços consideráveis, esta continua a ser uma tarefa ilusória.
Agora, escrevendo na revista Science, uma equipe de químicos de Yale sintetizou com sucesso oito desses compostos pela primeira vez, usando um método que combina estratégias químicas criativas com as mais recentes técnicas de determinação de estrutura de moléculas pequenas.
"Essas moléculas têm sido um grande desafio na química sintética", disse Seth Herzon, professor de química Milton Harris na Escola de Artes e Ciências de Yale e autor correspondente do novo estudo. "Muitos grupos de pesquisa tentaram reproduzir essas moléculas em laboratório, mas suas estruturas são tão densas e intrincadas que têm sido evasivas. Tenho lido sobre a síntese desses compostos desde que era estudante de graduação, no início dos anos 2000."
Na natureza, essas moléculas são encontradas em certas espécies de animais do filo Exozoa, que são pequenos animais aquáticos que filtram as presas da água por meio de minúsculos tentáculos. Pesquisadores de todo o mundo consideram os briozoários uma fonte potencialmente valiosa de novos medicamentos, e muitas moléculas isoladas de briozoários foram estudadas para uso como novos agentes anticancerígenos. No entanto, a complexidade das moléculas muitas vezes limita o seu desenvolvimento posterior.
A equipe de Hersson estudou uma espécie de marisco chamada Securiflustrasecurifrons. Ele disse: "Estudamos essas moléculas há cerca de dez anos. Embora não as tenhamos reproduzido com sucesso naquela época, tínhamos uma compreensão profunda de sua estrutura e reatividade química, o que forneceu uma base para o nosso pensamento."
A nova abordagem envolve três elementos estratégicos principais. Primeiro, Herzon e sua equipe evitaram construir um heterociclo reativo (ou seja, um indol) no final do processo. Os heterociclos contêm dois ou mais elementos, e esse anel específico é conhecido por ser reativo e pode causar problemas.
Em segundo lugar, os pesquisadores usaram um método chamado fotociclização oxidativa para construir algumas das ligações principais da molécula. Uma dessas reações de fotociclização envolve a reação de um heterociclo com oxigênio molecular, uma reação estudada pela primeira vez por Harry Wasserman, da Universidade de Yale, na década de 1960.
Finalmente, Hersson e sua equipe usaram a análise de difração de elétrons microcristalinos (MicroED) para ajudar a visualizar a estrutura molecular. Neste caso, os métodos tradicionais de determinação de estrutura são insuficientes.
Os resultados da nova abordagem são oito novas moléculas sintéticas com potencial terapêutico e a promessa de muitos mais novos produtos químicos.
"Em termos de peso molecular, elas não são tão grandes em comparação com outras moléculas estudadas em nosso laboratório. Mas do ponto de vista da reatividade química, são um dos maiores desafios que enfrentamos." Ele também é membro do Yale Cancer Center e ocupa cargos conjuntos em farmacologia e radioterapia na Escola de Medicina de Yale, disse Herson.
Compilado de: ScitechDaily