新型化合物在对抗结核病和神经退行性疾病方面显示出希望
德国慕尼黑工业大学有机化学一系主任BerndPlietker教授及其研究小组专门开发了一类天然物质——聚异戊二烯化多环酰基间苯三酚(简称PPAP)。由于其特性,所得衍生物PPAP53在药物化学领域具有巨大的应用潜力。与乌尔姆大学和美因茨大学等多家研究机构的合作表明,PPAP53在对抗多重耐药结核病方面非常有前景,并为神经退行性疾病开辟了新的治疗前景。
结核病(TB)是一种流行的传染病,每年影响数百万人。在COVID-19大流行之前,它曾是单一病原体导致死亡的主要原因。早期检测结核病具有挑战性,因为结核分枝杆菌(Mtb)可以隐藏在人类巨噬细胞中,而巨噬细胞是免疫系统的一部分。这使得传统的诊断方法很难检测到感染,直到巨噬细胞崩溃,导致“开放性结核病”。
结核病可以用普通抗生素治疗,但结核分枝杆菌反复接触这些药物可能会导致产生多重耐药和广泛耐药菌株。这凸显了寻找替代治疗方案来对抗这种具有挑战性的疾病的重要性。
几年前,BerndPlietker教授通过开发一种简短且可并行的全合成方法,制备出了一类有前景的新型天然物质活性化合物:聚异戊二烯化多环酰基间苯三酚(简称PPAP)。“对我们开发的非天然衍生物抗菌活性的初步研究已经表明,这类分子通过与膜相关蛋白的相互作用,提供了在药物化学领域应用的潜力,”主席BerndPlietker解释道。自2020年起在德累斯顿工业大学获得有机化学I学位。
在这些初步结果的基础上,他和他的团队与乌尔姆大学医院的SteffenStenger教授合作,现在已经能够证明一种特定的PPAPPPAP53能够激活人类巨噬细胞来对抗耐药结核菌,而不会产生毒性。到巨噬细胞本身。
在巨噬细胞内对抗结核病是一种很有前途的方法,可以在早期阶段成功地抵抗感染,从而避免在感染症状出现之前很久就产生耐药性。多项测试表明,PPAP53通过穿过或激活细胞膜来专门对抗细胞内结核病,而不损伤巨噬细胞。
与现有药物相比,PPAP53的另一个优点是它不会导致肝酶浓度增加。这可以防止由于活性物质在肝脏中不期望的降解而导致治疗效果下降。此外,避免了与其他治疗药物的交叉耐药性,有利于结核病的整体治疗。
在第二篇出版物中,研究了这样的假设:观察到的巨噬细胞的PPAP依赖性激活可能是与膜相关受体或通道相互作用的结果。为此,我们对负责钙离子通过细胞膜的靶向运输的TRPC6离子通道进行了研究。它们主要存在于神经元细胞和肾上腺皮质中。
“通过结合生物实验并在现代人工智能算法的支持下,我们能够证明PPAP53高度特异性地结合到该TRPC通道的C末端,并打开它进行钙转运。因此PPAP53具有与众所周知的活性成分金丝桃素,源自圣约翰草,也用作抗抑郁药。
“然而,与金丝桃素相比,PPAP53不会引起肝酶增加,从而避免了交叉耐药性。PPAP53的完全水溶性显着提高了其生物利用度,而天然物质体上的特异性取代实现了完全的光稳定性。光毒性除了肝酶浓度增加之外,副作用也是金丝桃素的主要缺点之一。
“我们现在第一次能够从分子角度理解我们的活性物质PPAP53的结构-活性关系。PPAP53的独特性质为各个医学领域开辟了迷人的前景,例如巨噬细胞治疗、肿瘤学和神经系统疾病,”第一作者PhilippPelsalz解释了这种新活性化合物的潜力。
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