Многие живые существа, от ядовитых гадюк до воронковых пауков, являются поистине бесценными поставщиками лекарственных препаратов, потенциально спасающими наши жизни. Однако некоторые из таких животных более охотно предоставляют свои эффективные молекулы, чем другие. 25-летние попытки найти другой источник многообещающего противоракового химического соединения, производимого очень редким видом кораллов, теперь начали приносить плоды. Недавно выяснилось, что некоторые другие виды более распространенных кораллов производят это вещество в больших количествах.

Ученые обнаружили в мягких кораллах генетические инструкции необходимые для производства перспективного противоракового препарата. Bailey Miller

Вещество, находящееся в центре этого эксперимента, называется элеутеробин. Вскоре после того, как в 1990-х годах оно было выделено из редкого вида кораллов у побережья Австралии, учёные обнаружили его "чрезвычайно мощный" и "высокоцитотоксичный" противораковый потенциал. Однако, несмотря на обнадеживающие результаты, ученые не смогли найти это химическое вещество в необходимых количествах, а отсутствие поставок приостановило их стремление к дальнейшим исследованиям и разработке лекарств.

Пол Скеса, научный сотрудник Университета штата Юта, с раннего детства исследовал морские глубины, омывающие побережье Флориды. Его знания в области органической химии натолкнули исследователя на мысль о том, что некоторые известные виды мягких кораллов могут помочь в многолетнем поиске "волшебного". Элеутеробина. Именно поэтому он начал лабораторные исследования живых образцов, взятых из этого района.

Знать, что кораллы могут производить элеутеробин, - это одно, но понять, как они это делают, - это именно то, что ученые хотели бы узнать. Передовые ДНК - технологии могли бы помочь изучить генетический код кораллов и попытаться вычислить, инструкции необходимые для производства этого соединения. Однако, не зная, как именно они должны выглядеть, ученые столкнулись с непростой задачей.

"Это все равно, что идти в темноте и искать ответ, когда не знаешь сути вопроса", - сказал Эрик Шмидт, руководитель данного исследования.

В поисках генетических инструкций для воспроизводства соединений, близких к элеутеробину, ученые применяли инструментарий ДНК на различных видах мягких кораллов, собранных Полом. В результате ученым удалось выделить участки ДНК похожие на необходимые инструкции и разработать своего рода алгоритм по созданию элеутеробина.

Затем ученые в лабораторных условиях вывели бактерии запрограммированных на выполнение этих инструкций. В результате микроорганизмы проделали все необходимые этапы по созданию предшественников элеутеробина. По словам ученых, это доказало, что мягкие кораллы, из которых были получены генетические инструкции, являются продуцентами многообещающего противоракового соединения. 

"Это первый случай, когда нам удалось сделать подобное с одним из важнейших лекарственных препаратов на Земле ", - сказал Шмидт.

Элеутеробин - это химическое вещество, используемое кораллами для отпугивания потенциальных хищников, и как следствие, оно предназначено для употребления в пищу, в отличие, например, от ядовитых химикатов змей, которые впрыскиваются в добычу. Это означает, что соединения на основе этого вещества также должны быть легко усваиваемыми и даже могут иметь форму таблеток, которые можно принимать перорально, запивая стаканом воды, считают ученые.

"Эти соединения трудно найти в природе, но их можно получить в лаборатории и использовать в качестве лекарства", - говорит Шмидт.

Сейчас ученые работают над тем, как увеличить масштабы производства данного химиката, надеясь в конечном итоге создать высокоэффективное и легкодоступное средство для лечения рака.

"Я надеюсь, что в один прекрасный день смогу передать их врачу", - говорит Скеса. "Я думаю об этом как о пути со дна океана в лабораторию к постели больного".

Исследование было опубликовано в журнале Nature Chemical Biology.

Источники: Университет Юты, Journal Nature Chemical Biology.
(https://www.nature.com/articles/s41589-022-01027-1)
(https://healthcare.utah.edu/publicaffairs/news/2022/05/coral-anti-cancer-drug.php)