رایج ترین داروها در بازار با زنجیر کردن حلقه هایی از مولکول ها برای ایجاد داروهایی برای درمان بیماری هایی از جمله درد، افسردگی و سرطان خون ساخته می شوند.
اما ایجاد آن حلقه‌ها و شکل‌دهی آنها به گونه‌ای که متناسب با هر بیماری خاص باشد، همیشه در شیمی دارویی فرآیندی دشوار و پرهزینه بوده است.
تحقیق جدیدی که امروز در مجله منتشر شد شیمی، راهی را برای ساده سازی آن تبدیل پیشنهاد می کند. به گفته محققان، این کشف احتمالاً تولید داروهای جدید را آسان‌تر می‌کند.
دیوید نگیب، نویسنده ارشد این مطالعه و دانشیار شیمی در دانشگاه ایالتی اوهایو، زنجیره مولکول‌ها را به کمربند بدون سوراخ تشبیه کرد: بدون هیچ راهی برای بستن دایره و بدون اندازه‌گیری برای جایی که سوراخ‌ها ممکن است بروند، این کمربند می‌تواند به گونه ای مونتاژ نشود که بسته بماند.
نگیب گفت: «مشکلی که ما در تلاش برای حل آن بودیم این بود که چگونه سوراخ را سوراخ کنید تا کاملاً متناسب با شما باشد و در اولین تلاش بدون اندازه‌گیری آن را درست انجام دهید. ترفند اینجا این بود که باید سوراخ‌ها را درست در جای درست قرار می‌دادیم، اما باید دقیقاً مشخص می‌کردیم که سوراخ‌ها کجا باید بروند، بدون هیچ علامتی که به ما بگوید کجا ممکن است باشد.»
«کمربند» در این مورد رشته‌ای از پیوندهای کربن-هیدروژن است، که در همه جا موجودترین پیوندها در همه طبیعت و داروهاست. اکثر داروها حاوی حلقه‌هایی از پیوندهای کربن-هیدروژن هستند که توسط یک اتم نیتروژن “پل” در ساختارهای پیچیده‌ای که دقیقاً با اجزای سلولی بدن تعامل دارند – مانند کلیدی که در یک قفل قرار می‌گیرد، به هم متصل شده‌اند. شایع ترین حلقه ای که در همه داروها یافت می شود حلقه های شش طرفه هستند که به آن پیپریدین می گویند.
اما تولید پیپریدین‌ها از دیرباز دشوار و پرهزینه بوده است، عمدتاً به این دلیل که شیمیدان‌ها نمی‌توانند به سرعت یا ارزان پیوند کربن-هیدروژن را با سایر پیوندهای شیمیایی جایگزین کنند.
محققان در آزمایشگاه Nagib در ایالت اوهایو راهی برای جایگزینی آن پیوند پیدا کردند – ایجاد “سوراخ” که به آنها اجازه می داد کمربند را ببندند – با اکسید کردن دو پیوند کربن-هیدروژن. انجام این کار به آنها اجازه داد تا مولکول های هیدروژن را انتخاب کرده و آنها را از زنجیره مولکولی حذف کنند. سپس از نور و کاتالیزور مسی برای تبدیل یکی از آن پیوندها به حلقه نیتروژن مورد نیاز استفاده کردند. این نور برای تحریک کاتالیزورها در یک فرآیند زنجیره ای شبیه به فتوسنتز عمل کرد، روشی که گیاهان از نور برای ایجاد غذا برای خود استفاده می کنند.
این فرآیند مشکلی را برای ایجاد نامزدهای دارویی در مراحل اولیه که هنوز در حال توسعه هستند حل می کند – هنوز برای استفاده در تولید انبوه دارو بسیار گران است. نگیب گفت که کار آینده بر استفاده از مواد اولیه ارزان‌تر برای افزایش تولید متمرکز خواهد بود.
نگیب گفت: “این کشف چیزی است که می تواند ایجاد سریعتر کتابخانه ای از کاندیدهای دارو برای آزمایش را ممکن کند، بنابراین شما می توانید درست، قوی ترین و موثرترین را سریعتر شناسایی کنید.”
لیا ام استیتمن، محققین ایالت اوهایو، که اکنون در Merck and Co.، Ross M. Dare و Alyson N. Paneque هستند، در این کار مشارکت داشتند. این تحقیق توسط مؤسسه ملی بهداشت تأمین شده است.
منبع داستان:
مواد ارائه شده توسط دانشگاه ایالتی اوهایو. نوشته اصلی توسط لورا آرنشیلد. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.