Ny studie Naturlig antibiotika som kreftbehandling?

Naturlig produkt Carolacton hemmer veksten av kreftceller

Mange sykdommer kan behandles med naturlige ingredienser. I tilfelle av kreft kan et naturlig stoff også forbedre behandlingen i fremtiden. Resultatene fra en nylig studie tyder på at det naturlige aktive stoffet Carolacton eller avledede stoffer kan brukes til å hemme kreftcellevekst.

Forskere ved Helmholtz Institute for farmasøytisk forskning Saarland (HIPS) og Helmholtz Centre for infeksjon forskning (HZI) undersøkt i en fersk studie effekten av naturlig produkt Carolacton og oppdaget et viktig enzym i folatmetabolismen som et mål for stoffet. Dette åpner muligheten til å hemme veksten av kreftceller ved hjelp av Carolacton, rapporterer forskerne. Deres studieresultater ble publisert i tidsskriftet "Nature Communications".

Den naturlige aktive ingrediensen Carolacton hemmer veksten av kreftceller og kan åpne nye tilnærminger til terapi. (Bilde: Kateryna_Kon / fotolia.com)

Naturlig aktiv ingrediens dannet av mikroorganismer

Carolactone produseres som et naturlig aktivt stoff i jordbårne mikroorganismer og har antibiotiske egenskaper, rapporterer forfatterne. Carolacton tilhører klassen av polyketider og er isolert fra myxobakteriet Sorangium cellulosum. Som antibiotikum er imidlertid den aktive ingrediensen hos mennesker i prinsippet ikke anvendelig fordi den hemmer et sentralt enzym av folsyre metabolisme, og sistnevnte spiller en nøkkelrolle i de fleste levende ting - inkludert mennesker.

Antibakteriell virkning av Carolactone

"Carolacton kan forstyrre viktige prosesser i bakterier og dermed biofilmdannelse av Streptococcus mutans, den viktigste årsaken til tannråte, redusere," sier professor Rolf Müller, leder for Avdeling "Mikrobielle Natural Products" og administrerende direktør i hoftene. Samtidig danner Carolacton en veksthemmere av Streptococcus pneumonieae, en av de mest livstruende mikroorganismer. I lys av effekten på folsyremetabolismen, som er essensielt for vekst, siden for eksempel DNA-komponenter produseres via det, er Carolacton som antibiotikum, men knapt anvendbart. Imidlertid er mål-enzymet i økende grad nødvendig av raskt voksende kreftceller, og disse kan bli redusert av Carolacton i sin vekst, rapporterer forskerne.

Nøkkel enzym identifisert for binding av stoffet

Forskernes interesse vekket fremfor alt de antibiotiske aktivitetene og antibiotikaaktiviteten til det naturlige aktive stoffet. Målet var en bedre forståelse av effekten og den underliggende mekanismen. Modellorganismerne Escherichia coli og Streptococcus pneumoniae tillater forskere å identifisere det molekylære målet (såkalt mål) av stoffet. Derfor binder Carolacton høyt spesifikt til nøkkelenzymet FolD of C1 metabolisme og slår dermed av.

Bindingsegenskaper og krystallstruktur analysert

Ifølge forskerne er nøkkelenzymet FolD involvert i dannelsen av folsyre i C1-metabolisme (C står for karbon). I videre undersøkelser kunne krystallstrukturen og bindingsegenskapene til Carolacton på FolD bli vist i detalj, rapporterer HZI. C1-stoffskiftet er en av de viktigste materialets sykluser og "er sterkt konservert av alle domener i livet", understreker prof. Irene Wagner-Döbler fra HZI. Han ga viktige byggesteiner av vekst, som nukleinsyrer, aminosyrer og provitaminer.

Bruk ikke som antibiotika?

På grunn av den nøkkelrolle i C1 metabolismen er konserverte gener for nøkkelenzymet Brett i mange arter, som også finnes i mitokondriene fra humane celler, sier professor Wagner Dobler. "På grunn av den høye grad av konservering mellom det bakterielle enzymet fold og den humane enzymet i mitokondriene, spesielt når det gjelder Carolacton bindingsseter, den naturlige forbindelsen hemmer også enzymet i det mitokondrielle" the HZI forsker. Av denne grunn er bruk av Carolacton som et antibiotikum hos mennesker vanskelig å forestille seg.

Ny tilnærming til kreftbehandling

Forskerne fant imidlertid at nøkkelenzymet FolD er overproduced i mange tumorceller. "Carolacton vil derfor være et veldig godt utgangspunkt for bruk som en inhibitor i kreftterapi," rapporterer HZI. "I de første forsøkene var vi i stand til å vise hemmende effekter på forskjellige testede kreftcellelinjer," legger Prof. Müller til. I fremtiden må imidlertid en ytterligere optimalisering av molekylets farmasøytiske egenskaper først skje. (Fp)