Nieuwe studie Natuurlijk antibioticum als kankertherapie?

Natuurlijk product Carolacton remt de groei van kankercellen

Veel ziekten kunnen met succes met natuurlijke ingrediënten worden behandeld. Ook bij kanker zou een natuurlijke stof de therapie in de toekomst aanzienlijk kunnen verbeteren. De resultaten van een recente studie suggereren dat de natuurlijke actieve stof Carolacton of afgeleide geneesmiddelen kunnen worden gebruikt om de groei van kankercellen te remmen.

Wetenschappers van het Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland (HIPS) en de Helmholtz Centre for Infection Research (HZI) onderzocht in een recente studie van het effect van het natuurlijke product Carolacton en ontdekte een belangrijk enzym in folaatmetabolisme als een doelwit voor de drug. Dit opent de mogelijkheid om de groei van kankercellen te remmen met behulp van Carolacton, rapporteren de onderzoekers. Hun studieresultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift "Nature Communications".

Het natuurlijke actieve ingrediënt Carolacton remt de groei van kankercellen en kan nieuwe benaderingen van therapie openen. (Afbeelding: Kateryna_Kon / fotolia.com)

Natuurlijk actief bestanddeel gevormd door micro-organismen

Carolactone wordt geproduceerd als een natuurlijke actieve stof in bodemgebonden micro-organismen en heeft antibiotische eigenschappen, rapporteren de auteurs van de studie. Carolacton behoort tot de klasse van polyketiden en wordt geïsoleerd uit het myxobacterium Sorangium cellulosum. Als een antibioticum, maar het geneesmiddel wordt niet gebruikt bij de mens in principe, omdat het een belangrijk enzym van de foliumzuurmetabolisme en de laatste een belangrijke rol in de meeste levende wezens remt - inclusief de mens - overneemt.

Antibacteriële werking van Carolactone

"Carolacton kunnen interfereren met belangrijke processen in bacteriën en dus biofilm vorming van Streptococcus mutans, de belangrijkste oorzaak van cariës, verminderen", zegt professor Rolf Müller, hoofd van de afdeling "Microbiële Natural Products" en Managing Director van de heupen. Carolacton gelijktijdig vormen van een groeiremmer van Streptococcus pneumoniae, een van de meest dodelijke micro-organismen. Gezien het effect op foliumzuurmetabolisme, wat essentieel is voor groei, bijvoorbeeld, DNA bouwstenen over gemaakt, echter Carolacton was nauwelijks bruikbaar als antibiotica. Het doelzym is echter in toenemende mate nodig voor snelgroeiende kankercellen en deze kunnen worden vertraagd door Carolacton in hun groei, rapporteren de wetenschappers.

Belangrijkste enzym geïdentificeerd voor de binding van het medicijn

De belangstelling van de onderzoekers wekte vooral de antibiotische activiteiten en de antibiofilmactiviteit van de natuurlijke werkzame stof. Het doel was een beter begrip van het effect en het onderliggende mechanisme. De modelorganismen Escherichia coli en Streptococcus pneumoniae stellen onderzoekers in staat om het moleculaire doelwit (het zogenaamde doelwit) van het geneesmiddel te identificeren. Dus, Carolacton bindt zeer specifiek aan het belangrijkste enzym FolD van het C1-metabolisme en schakelt het daarmee uit.

Bindingseigenschappen en kristalstructuur geanalyseerd

Volgens de onderzoekers is het belangrijkste enzym FolD betrokken bij de vorming van foliumzuur in het C1-metabolisme (C staat voor koolstof). In verder onderzoek konden de kristalstructuur en bindingseigenschappen van Carolacton op FolD in detail worden getoond, meldt de HZI. Het C1-metabolisme is een van de belangrijkste materiaalcycli en "wordt in hoge mate geconserveerd door alle domeinen van het leven", benadrukt prof. Irene Wagner-Döbler van de HZI. Hij leverde belangrijke bouwstenen voor groei, zoals nucleïnezuren, aminozuren en provitaminen.

Gebruik als antibioticum niet mogelijk?

Vanwege de sleutelrol van de C1 metabolisme geconserveerd genen voor het sleutelenzym inklappen vele soorten, zoals ook in de mitochondria van menselijke cellen, aldus prof Wagner Döbler. "Door de hoge mate van conservering tussen het bacteriële enzym vouw en het humane enzym in mitochondria, vooral op het gebied van Carolacton bindingsplaatsen, de natuurlijke verbinding remt ook het enzym van de mitochondriale" HZI de onderzoeker. Om deze reden is het gebruik van Carolacton als een antibioticum bij de mens moeilijk voorstelbaar.

Nieuwe benadering van kankertherapie

De onderzoekers ontdekten echter dat het sleutelenzym FolD overmatig geproduceerd wordt in veel tumorcellen. "Carolacton zou daarom een ​​zeer goed startpunt zijn voor gebruik als een remmer in kankertherapie", meldt de HZI. "In de eerste experimenten waren we in staat om remmende effecten te laten zien op verschillende geteste kankercellijnen", voegt prof. Müller toe. In de toekomst moet echter eerst een verdere optimalisatie van de farmaceutische eigenschappen van het molecuul plaatsvinden. (Fp)