Vinblastine and vincristine: Vinca alkaloids — ABC Chemicals

Бен Валслер

На этой неделе Кэт Арни рассказывает об истинно международных усилиях по разработке новых лекарств от рака и о женщине-исследователе, ключевую роль которой часто упускают из виду.

Кэт Арни

Мадагаскарский барвинок, также известный как розовый барвинок или Catharanthus roseus, это красивое растение, с пятью лепестками цветов, которые бывают разных оттенков от ярко-белого или ярко-красного до шокирующих розовых и пурпурных. Но у этих привлекательных садовых растений есть нечто большее, чем их внешний вид — они также являются источником мощных противораковых лекарств.

Vinblastine and vincristine: Vinca alkaloids - ABC Chemicals

Источник: © Shutterstock

Коренные жители Мадагаскара первыми выяснили лечебные свойства барвинка, первоначально используя экстракты растения для лечения диабета. Но растения использовались во всем мире от болезней, начиная от глазных инфекций и экземы до малярии, высокого кровяного давления и укусов ос.

История их использования в традиционной медицине начинается в 1950-х годах в лаборатории Джеймса Коллипа — одного из канадских исследователей в Торонто, который впервые очистил инсулин для клинических испытаний в 1920-х годах. Команда Коллипа, в том числе постдок по имени Роберт Нобл, исследовали свойства традиционных растительных лекарственных средств в надежде найти новые пероральные препараты для лечения диабета. CD Джонстон, черный хирург, работающий на Ямайке, который обучался в Канаде, рассказал им о чае из листьев барвинка, который традиционно использовался для контроля диабета, и отправил им образец растения для тестирования. К сожалению, кормление чаем крыс не влияло на уровень сахара в крови или уровень гормонов. Вместо того, чтобы сдаться, Нобл решил вместо этого впрыснуть экстракты барвинка в животных, просто чтобы посмотреть, что произошло. Любопытно, что у всех развились неприятные инфицированные абсцессы — так что же происходит на Земле?

Именно здесь в историю вступает польский ученый и пережившая Холокост Галина Чайковски-Робинсон. Инженер-химик по образованию, она работала в исследовательской лаборатории рака в престижном Институте Каролиски в Швеции после Второй мировой войны, а затем стала лаборантом в лаборатории Коллипа, когда ее семья переехала в Канаду. Она была под присмотром Нобл, она измеряла уровень глюкозы в крови у крыс после того, как они пили чай с барвинками. Но ей также было любопытно применить технику, которую она выучила в Швеции — посмотреть на количество борющихся с инфекцией белых кровяных клеток.

Когда эксперименты перешли к инъекциям, Чайковский-Робинсон заметил, что количество белых кровяных клеток у животных резко упало, что позволяет предположить, что они были уничтожены растительным экстрактом. Это пробудило интерес Нобла к потенциальному лечению лейкемии и лимфомы — рака крови и костного мозга в результате чрезмерного распространения лейкоцитов.

Следующим шагом было выделение активного ингредиента в растениях. Czjkowski-Robinson уже рекомендовал, чтобы команда попробовала метод, названный хроматографией, чтобы очистить соединение, но только когда химик по имени Чарльз Бир присоединился к лаборатории в 1954, это было фактически сделано. Пиво обнаружило химическое вещество, которое он назвал винкалейкобластин, быстро сокращенное до винбластина, и команда начала тестировать его на рак у животных. Их эксперименты были затруднены из-за нехватки листьев барвинка, которые были решены путем вызова Джонстона на Ямайке, который организовал отряды бойскаутов для сбора растений в местном лесу для отправки обратно в Онтарио.

Vinblastine and vincristine: Vinca alkaloids - ABC Chemicals

Источник: © Shutterstock

Примерно в то же время ученые, работающие в фармацевтической компании Eli Lilly, также искали новые лекарства в листьях растений барвинка. Их гораздо более масштабная методика скрининга методом грубой силы подтвердила еще одного многообещающего кандидата, которого они назвали винкристином. Эти химические вещества в совокупности называют алкалоидами барвинка, после первоначального латинского названия растения Винча розовая.

Ранние клинические испытания алкалоидов барвинка начались в конце 1950-х годов, показав, что, хотя эти два препарата имеют почти одинаковую молекулярную структуру, они работают на очень разных типах опухолей: винбластин лучше всего работает при лимфоме Ходжкина и распространенном раке яичек или молочной железы, в то время как винкристин в основном используется для лечения острых лейкозов и других лимфом.

Дальнейшие исследования показали, что они работают, связываясь с тубулином — одним из компонентов внутренних «строительных лесов» внутри клеток или цитоскелета, который играет жизненно важную роль в делении клеток. Взаимодействие с цитоскелетом останавливает быстро растущие раковые клетки на их пути, предотвращая деление клеток и останавливая рост опухоли.

Оба препарата до сих пор используются для лечения рака сегодня, обычно в сочетании с другими химиотерапевтическими средствами. Еще с шестидесятых годов появилось еще пара алкалоидов барвинка, включая винорелбин, используемый для лечения рака легких и запущенного рака молочной железы, и винфлунин для лечения запущенного рака мочевого пузыря.

Хотя алкалоиды барвинка занимают важное место в арсенале химиотерапии, их не так просто производить. Например, производители должны начать с примерно 500 килограммов листьев барвинка, чтобы сделать только один грамм винбластина. В поисках путей улучшения этого процесса ученые заняты поиском генов, кодирующих ферменты, ответственные за выработку алкалоидов барвинка, и помещают их в клетки дрожжей, которые можно выращивать в больших количествах для получения химических веществ-прекурсоров, которые затем превращаются в активные лекарственные препараты. ,

Тот факт, что они были здесь так долго и так хорошо изучены, делает алкалоиды барвинка одними из наиболее часто используемых противоопухолевых препаратов в мире сегодня, хотя они имеют некоторые довольно неприятные побочные эффекты, включая повреждение нервов, анемию, рвоту , диарея и даже проблемы с сердцем. В настоящее время ученые разрабатывают более эффективные способы доставки лекарств от барвинка непосредственно в опухоли — например, заключая их в маленькие молекулярные «мешочки», называемые липосомами, или добавляя различные химические метки, чтобы сделать их менее токсичными.

Vinblastine and vincristine: Vinca alkaloids - ABC Chemicals

Источник: © Shutterstock

Наконец, сноска о Халине Цайковской-Робинсон, чей вклад в историю о винбластине остался в значительной степени непризнанным даже мужчинами, с которыми она работала. Она покинула лабораторию Коллипа и Нобла в 1955 году, чтобы занять должность директора детских педиатрических лабораторий в Детском госпитале военного мемориала в Лондоне, Онтарио, где она оставалась до выхода на пенсию в 1976 году. Ее лабораторная тетрадь закончилась Коллипом, но с тех пор пропала без вести. , Нобл даже неправильно написала ее имя, называя ее «Хеленой» в признании его статьи 1958 года о винбластине — как простой лаборант, она никогда не упоминалась как автор. На вопрос историка науки Жакалин Даффин, думала ли она, что Нобл забыл ее, потому что она была техником-женщиной, Чайковский-Робинсон сначала колебался, а затем засмеялся, сказав: «Я не удивлюсь. Я не удивлюсь.

Бен Валслер

Кэт Арни с алкалоидами барвинка. В следующий раз Луиза Крейн проводит дегустацию вин.

Луиза Крейн

«Официант, это вино закупоривается!» это может быть фраза, которую вы слышали раньше по телевизору или в кино, но сколько из нас знает, что такое пробковое вино? Одной из двух основных причин загрязнения вина пробкой является химическое вещество 2,4,6-трихлоранизол, или сокращенно ТСА.

Бен Валслер

Налей себе бокал и присоединяйся к Луизе на следующей неделе Химия в своей стихии, А пока свяжитесь с любыми предложениями по соединениям, на которые мы должны обратить внимание. Электронная почта chemworld@rsc.org или твит @chemistryworld. Я Бен Валслер, спасибо, что присоединились ко мне.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *