Withanolide là một nhóm hợp chất tự nhiên có trong thực vật và từ lâu đã là một trọng tâm của các nghiên cứu điều trị ung thư nhờ khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư, gây chết tế bào và ngăn ngừa di căn. Các hợp chất này rất quan trọng trong việc phát triển các phương pháp điều trị ung thư mới. Tuy nhiên, khó khăn trong việc thu thập đủ hợp chất withanolide từ thực vật đã cản trở việc nghiên cứu và phát triển liệu pháp.
Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Ung thư Moffitt đã phát triển một phương pháp đột phá để tổng hợp withanolide mà có thể mở rộng quy mô. Phương pháp sáng tạo này, được công bố trên tạp chí Science Advances, có thể cách mạng hóa việc nghiên cứu ung thư vì nó là một phương pháp đáng tin cậy và hiệu quả để sản xuất các hợp chất quan trọng này với số lượng lớn, mở đường cho các liệu pháp điều trị ung thư mới và hiệu quả hơn.
Tiến sĩ Justin M. Lopchuk, tác giả chính và là thành viên của Khoa Khám phá Thuốc tại Moffitt cho biết: “Phương pháp tổng hợp mới của chúng tôi là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực hóa học withanolide. Với khả năng sản xuất các hợp chất này ở quy mô gram, giờ đây chúng tôi có thể hỗ trợ nghiên cứu sinh học và dược phẩm sâu rộng hơn”.
Phương pháp tổng hợp mới này sử dụng trình tự sắp xếp lại photooxygenation-allylic hydroperoxide lấy cảm hứng từ sinh học, giúp đưa các nhóm chức năng vào giai đoạn cuối của quá trình tổng hợp. Phương pháp này đảm bảo khả năng mở rộng và cho phép sản xuất nhiều withanolide khác nhau từ cùng một quá trình tổng hợp. Phương pháp này cũng loại bỏ sự phụ thuộc vào việc chiết xuất thực vật, vốn tốn thời gian và bị hạn chế bởi sự dư thừa tự nhiên của các hợp chất này.
Với phương pháp mới này, các nhà khoa học hiện có thể sản xuất các hợp chất withanolide với số lượng lớn hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu mới và đẩy nhanh việc phát triển các liệu pháp điều trị ung thư dựa trên withanolide. Không giống như các phương pháp điều trị thông thường vốn nhắm vào một con đường duy nhất, withanolide hoạt động trên nhiều con đường tế bào (cellular pathway). Các hợp chất này có thể cản trở sự phân chia tế bào ung thư, làm hỏng cấu trúc của tế bào ung thư, và điều chỉnh hệ thống miễn dịch để tăng cường khả năng chống ung thư của cơ thể. Ngoài ra, hợp chất withanolide có khả năng nâng cao hiệu quả của các phương pháp điều trị ung thư khác bằng cách làm cho tế bào ung thư nhạy cảm hơn với hóa trị và xạ trị. Hợp chất withanolide đã cho thấy hiệu quả chống lại nhiều loại ung thư, bao gồm ung thư vú, ung thư phổi, ung thư ruột kết và ung thư tuyến tiền liệt.
Một khía cạnh quan trọng khác là khả năng khắc phục tình trạng kháng thuốc của hợp chất này. Các tế bào ung thư có thể phát triển khả năng đề kháng với các phương pháp điều trị thông thường theo thời gian, nhưng các hợp chất withanolide, do cơ chế hoạt động độc đáo của chúng, có thể giúp khắc phục tình trạng kháng thuốc này và vẫn hiệu quả khi các phương pháp điều trị khác thất bại.
Tiến sĩ Lopchuk cho biết: “Bây giờ chúng ta đã có phương pháp đáng tin cậy để sản xuất withanolide, nên chúng ta có thể tập trung nghiên cứu vào việc tạo ra các liệu pháp mới để giúp bệnh nhân ung thư”.
Withanolide là một nhóm lactone steroid C28 tự nhiên có bộ khung gốc ergostane. Chúng là những sản phẩm tự nhiên có hàm lượng oxy cao và quá trình oxy hóa tại nhiều vị trí khác nhau của bộ khung tạo ra những biến thể về cấu trúc trong các lớp withanolide khác nhau. Withanolide có nhiều hoạt tính sinh học, gồm cả hoạt tính chống khối u. Chiết xuất từ các loại cây có chứa withanolide đã được sử dụng để điều trị nhiều loại ung thư và khối u khác nhau. Tuy nhiên, hoạt tính chống khối u của withanolide tinh khiết lần đầu tiên được báo cáo vào năm 2004. Kể từ đó, nhiều withanolide đã được đánh giá về hoạt tính chống ung thư và chống khối u của chúng thông qua một số xét nghiệm sinh học. Withanolide có nhiều trong họ thực vật Solanaceae. Các nguồn withanolide thiên nhiên chính được tìm thấy trong các chi thực vật Datura, Jaborosa, Physalis và Withania; những loài cây này đã được nghiên cứu rộng rãi.
Nguồn thông tin:
Wen Che và cộng sự. Việc tổng hợp các withanolide phức tạp được kích hoạt bằng lộ trình có thể mở rộng và chức năng hóa ở giai đoạn cuối. Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adp9375
