Zucker kann die Entwicklung von Medikamenten beschleunigen

Die Oberfläche von Zellen und mehrere biologisch aktive Moleküle sind mit Zuckerstrukturen übersät, die statt Energie zu speichern, an Kommunikation, Immunität und Entzündung beteiligt sind. In ähnlicher Weise können an Drogen gebundene Zucker ihre Wirkungen verstärken, verändern oder neutralisieren. Jon Thorson, Professor für Pharmazeutische Wissenschaften an der Universität von Wisconsin-Madison School of Pharmacy erklärt. Am 21. August wurde die Untersuchung online veröffentlicht in Natur Chemische Biologie.
Laut Thorson, ein Fachmann in der Anlage und in der Funktion dieser Zucker, hat das Verstehen und das Steuern von ihnen enormes Potenzial, um Medikationen zu verbessern. Da mehrere neue Zucker schwer zu erzeugen und zu manipulieren sind, sind die Forscher frustriert. Thorson sagt: "Die Chemie dieser Zucker ist schwierig, deshalb haben wir an Methoden gearbeitet, um es benutzerfreundlicher zu machen."
Thorson, Doktorand Richard Gantt und Postdoktorandin Pauline Peltier-Pain, haben eine einfache Methode beschrieben, die Zucker von einem Trägermolekül abzutrennen und sie dann an ein Medikament oder eine andere Chemikalie anzuheften. Nur bei jenen Molekülen, die den Zucker angenommen haben, löst die Methode einen Farbwechsel aus. Diese Farbänderung sollte einem Screening-System helfen, leicht transformierte Molule für weitere Tests auszuwählen. Therson stellt fest: "Man kann 1000 Drogensorten auf einen Teller legen und nach Farbe sagen, wie viele von ihnen den zugesetzten Zucker erhalten haben."
Angebaute Zucker spielen eine entscheidende Rolle in der Pharmazie, sie können nicht nur die Löslichkeit einer Verbindung verändern, sagt er, "sondern es gibt auch Transporter im Körper, die bestimmte Zuckerarten spezifisch erkennen, und pharmazeutische Firmen haben dies ausgenutzt, um Moleküle gezielt zu lenken Gewebe oder Zelltypen Wenn wir eine Toolbox bauen können, die es uns ermöglicht, diese Moleküle auf Nachfrage herzustellen, können wir fragen: "Was wird Zucker A tun, wenn es an Medikament B angehängt ist?"
Obwohl sich die neue Untersuchung mehr auf eine verbesserte Methode als auf die Veränderung von Drogen konzentriert, erklärt sie doch die Produktion einiger wirklich interessanter Zucker-angehängter Drogen: antivirale, antibiotische, krebshemmende und entzündungshemmende Medikamente. Derzeit werden Nachuntersuchungen durchgeführt, um das Potenzial dieser Analoga zu entdecken.
11 Varianten von Vancomycin, einem starken Antibiotikum, das sich durch die Art und Anzahl der gebundenen Zucker auszeichnet, wurden in die neuen Moleküle aufgenommen.
Die Basis der neuen Technik ist ihr Ausgangspunkt, ein Molekül, das die Dynamik der Zuckeranlagerungsreaktion verändert. Thorson erklärt,

"Dies ist eine der ersten systematischen Studien des Gleichgewichts der Reaktion, und es zeigt, dass wir es vorwärts oder rückwärts treiben können, abhängig von dem Molekül, mit dem wir beginnen."

Die neue Methode ist in der Lage, den Zucker von seinem Träger zu trennen und ihn in einem einzigen Reagenzglas an das biologische Zielmolekül wieder anzubringen. Er sagt,

"Zucker sind in einer großen Bandbreite von Biologie involviert, aber es gibt noch immer viele Aspekte, die nicht gut verstanden werden, was die Auswirkungen von Anhaftung und Entfernung von Zucker angeht, zum Teil wegen der Schwierigkeit, diese Arten zu analysieren und Zugang zu ihnen zu erhalten."

Die Variation von potenziellen und bestehenden Medikamenten ist für Arzneimittelhersteller gängige Praxis. Eine kürzlich veröffentlichte Untersuchung von Peltier-Pain und Thorson zeigte, dass das Anbinden eines bestimmten Zuckers an das Antikoagulans Warfarin seine gerinnungshemmende Wirkung tötet. Das transformierte Molekül "wird jedoch plötzlich ziemlich zytotoxisch - es tötet Zellen", sagt Thorson, "Wir kennen den Mechanismus nicht, aber es gibt ein gewisses Interesse daran, ihn zu verwenden, um Krebs zu bekämpfen, weil er spezifisch auf bestimmte Zellen wirkt."

Zucker wird auch an Proteine, Zelloberflächen und viele andere Stellen in der Biologie gebunden, sagt Thorson,

"Indem wir den Anhang vereinfachen, verbessern wir die Toolbox des Pharmakologen. Diese Studie bietet Zugang zu neuen Reagenzien und bietet eine sehr bequeme Suche nach neuen Katalysatoren und / oder neuen Medikamenten und nach anderen Dingen, an die wir noch nicht gedacht haben. Wir glauben dies wird viele Türen öffnen. "

Geschrieben von Grace Rattue