امید به کشف داروهای بیماری‌های لاعلاج با کمک یک واکنش شیمیایی جدید

پژوهشگران آمریکایی، یک واکنش شیمیایی جدید را کشف کرده‌اند که می‌تواند به کشف داروهای جدید برای بیماری‌های لاعلاج کمک کند.

کد خبر: ۴۱۸۶۵۲

تاریخ: ۲۸ فروردين ۱۴۰۱ - ۱۴:۵۴

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیوز مدیکال نت، گروهی از پژوهشگران "دانشگاه ایلینوی در اربانا شمپین"(UIUC)، روشی برای تولید گروهی از مولکول‌ها یافته‌اند که می‌تواند راه را برای کشف داروهای جدید بیماری‌های لاعلاج هموار کند.

اگر کمد داروهای خانگی را باز کنید، احتمالا مشتقات آلی آمونیاک به نام "آمین‌ها"(Amines) را در آن خواهید یافت. آمین‌ها یکی از رایج‌ترین ساختارهایی هستند که در حال حاضر در داروها یافت می‌شوند. بیش از ۴۰ درصد از داروها حاوی آمین هستند و ۶۰ درصد از آمین‌ها نوع سوم هستند که به دلیل سه کربنی که به نیتروژن پیوند می‌خورند، نامگذاری شده‌اند.

آمین‌های نوع سوم در برخی از تاثیرگذارترین داروهای انسانی از جمله آنتی‌بیوتیک‌ها، داروهای سرطان پستان و لوسمی، داروهای ضد درد، آنتی‌هیستامین‌ها، رقیق‌کننده‌های خون، داروهای HIV، داروهای ضد میگرن و گزینه‌هایی از این دست یافت می‌شوند. آنها توانایی حل شدن دارو را افزایش می‌دهند و می‌توانند عملکردهای بیولوژیکی کلیدی آن را تحریک کنند.

به‌رغم کاربرد گسترده این دسته خاص از مولکول‌ها در داروها، بسیاری از قابلیت‌های عملکردی آمین‌های نوع سوم احتمالا دست‌نخورده باقی مانده‌اند. دلیل این امر شاید آن باشد که فرآیند سنتی ساخت آمین‌های نوع سوم نیازمند شرایط خاص و کنترل‌شده‌ای است که ذاتا کشف انواع جدید آنها را محدود می‌کند. شاید آمین‌های نوع سوم بتوانند طیف وسیعی از بیماری‌های غیرقابل درمان را درمان کنند.

پژوهشگران دانشگاه ایلینوی به سرپرستی "کریستینا وایت"(Christina White)، استاد شیمی این دانشگاه، یک واکنش شیمیایی جدید را کشف کرده‌اند که روشی سریع‌تر و ساده‌تر برای ساخت آمین‌های نوع سوم را بدون محدودیت‌های ذاتی روش‌های سنتی ایجاد می‌کند. پژوهشگران بر این باورند که این روش می‌تواند برای کشف واکنش‌های جدید با نیتروژن نیز مورد استفاده قرار گیرد.

این واکنش جدید، فرآیند سنتی ساخت آمین نوع سوم را که نیازمند شرایط بسیار تخصصی برای هر مولکول است، به روشی تبدیل می‌کند که می‌توان آن را در شرایط عمومی و در معرض هوا و رطوبت انجام داد.

آن گونه که پژوهشگران گزارش داده‌اند، این روش جدید از یک کاتالیزور فلزی کشف‌شده توسط گروه آنها و دو مولفه سازنده دیگر شامل هیدروکربن‌های فراوان و آمین‌های درجه دو استفاده می‌کند تا به تولید آمین‌های نوع سوم بپردازد. وایت توضیح داد: این روش به شیمیدان‌ها امکان می‌دهد تا انواع متفاوتی از آمین‌های نوع دوم را مصرف کنند و آنها را با "الفین‌های"(olefins) گوناگون ترکیب کنند که هر دو را می‌توان خرید یا به راحتی ساخت.

وی افزود: این مولفه‌ها، مواد اولیه پایدار هستند. شما می‌توانید آنها را در ظروف جداگانه داشته باشید، آنها را با هم ترکیب کنید و با استفاده از کاتالیزور ما، ترکیبات گوناگونی از آمین‌های نوع سوم را ابداع کنید. انعطاف‌پذیری این واکنش، روند کشف داروهای حاوی آمین نوع سوم را آسان‌تر می‌کند.

تفاوت بین واکنش‌های سنتی و این واکنش جدید برای ساخت آمین‌های نوع سوم، مانند تفاوت بین انتخاب کردن یک ساندویچ از فهرست غذا در مقابل درست کردن یک ساندویچ جدید با مجموعه‌ای از مواد گوناگون است.

این سیستم بسیار انعطاف‌پذیر، برای ساخت آمین‌های نوع سوم نیز بسیار کاربردی است. وایت ادامه داد: در اصل می‌توانید این فرمول را روی اجاق گاز خود اجرا کنید. نیازی نیست که با احتیاط زیادی با آن رفتار کنید، می‌توانید آن را در معرض هوا قرار دهید و نیازی به حذف کردن آب ندارید. شما فقط به مواد اولیه، کاتالیزور و کمی حرارت نیاز دارید. این ترکیب باید دقیقا عملکرد خود در آزمایشگاه را تکرار کند.

وایت توضیح داد که وقتی یک شرکت داروسازی می‌خواهد آمین‌های نوع سوم را بسازد، اغلب باید از روش‌های تخصصی استفاده کند اما این واکنش به شما امکان می‌دهد تا دو ماده اولیه ساده و تجاری را بردارید و با استفاده از روش مورد نظر، آنها را کنار هم قرار دهید.

وی افزود: از آنجا که شرایط این روش بسیار ساده است و برای بسیاری از آمین‌ها و الفین‌ها کار می‌کند، امکان زیادی برای خودکارسازی این واکنش وجود دارد.

چالش اصلی که پژوهشگران در این کشف بر آن غلبه کردند، حل کردن یک مشکل دیرینه در شیمی بود؛ یعنی جایگزینی اتم هیدروژن در چارچوب کربن یک مولکول با یک آمین پایه و نوع دوم برای ساخت مستقیم آمین‌های نوع سوم.

کاتالیزورهای فلزی، تعامل با آمین‌های پایه را ترجیح می‌دهند. پژوهشگران این فرضیه را مطرح کردند که نمک‌های آمین که استفاده و ذخیره‌سازی آنها آسان است، می‌توانند از این تعامل با کاتالیزور جلوگیری کنند. کاتالیزور این گروه پژوهشی مانند سدی که جریان آب را تعدیل می‌کند، به آزادسازی آهسته آمین‌ها از نمک‌ها می‌پردازد و همچنین، واسطه جفت شدن آمین نوع دوم و هیدروکربن برای تشکیل آمین نوع سوم می‌شود.

پژوهشگران با نشان دادن قدرت این واکنش شیمیایی جدید، ۸۱ آمین نوع سوم را در پژوهش خود ساختند و طیف وسیعی از آمین‌های نوع دوم پیچیده را با بسیاری از الفین‌های پیچیده حاوی عملکرد واکنشی جفت کردند. آنها علاوه بر نشان دادن پتانسیل کشف داروهای جدید، این واکنش جدید را برای ساخت موثر ۱۲ ترکیب دارویی به کار بردند.

علاوه بر استفاده از این واکنش در صنعت داروسازی به عنوان بستری برای تسریع روند کشف داروهای حاوی آمین نوع سوم، پژوهشگران باور دارند که راهبرد رهاسازی آهسته آنها می‌تواند توسط سایر پژوهشگران برای کشف بسیاری از واکنش‌های جدید با نیتروژن مورد استفاده قرار بگیرد.

این پژوهش، در مجله "Science" به چاپ رسید.