Ny studie Naturlig antibiotikum som cancerbehandling?

Naturlig produkt Carolacton hämmar tillväxten av cancerceller

Många sjukdomar kan framgångsrikt behandlas med naturliga ingredienser. Även i fall av cancer kan ett naturligt ämne avsevärt förbättra behandlingen i framtiden. Resultaten av en ny studie tyder på att den naturliga aktiva substansen Carolacton eller härledda droger kan användas för att hämma cancercelltillväxten.

Forskare vid Helmholtz-institutet för Pharmaceutical Research Saarland (HIPS) och Helmholtz Centrum för Infection forskning (HZI) undersöktes i en nyligen genomförd studie av effekten av den naturliga produkten Carolacton och upptäckte ett nyckelenzym i folatmetabolism som ett mål för läkemedlet. Detta öppnar möjligheten att hämma tillväxten av cancerceller med hjälp av Carolacton, rapporterar forskarna. Deras studieresultat publicerades i tidskriften "Nature Communications".

Den naturliga aktiva substansen Carolacton hämmar tillväxten av cancerceller och kan öppna nya metoder för behandling. (Bild: Kateryna_Kon / fotolia.com)

Naturlig aktiv ingrediens bildad av mikroorganismer

Carolactone produceras som en naturlig aktiv substans i jordburna mikroorganismer och har antibiotika egenskaper, rapporterar författarna. Carolacton tillhör klassen polyketider och är isolerad från myxobakteriet Sorangium cellulosum. Som ett antibiotikum är emellertid den aktiva ingrediensen hos människor i princip inte tillämplig eftersom den hämmar ett nyckelenzym av folsyrametabolism och den senare spelar en nyckelroll i de flesta levande saker - inklusive människor.

Antibakteriell verkan av Carolactone

"Carolacton kan störa viktiga processer i bakterier och därmed biofilm bildning av Streptococcus mutans, den främsta orsaken till karies, minska", säger professor Rolf Müller, chef för Department "Microbial Natural Products" och VD för höfterna. Samtidigt bildar Carolacton en tillväxthämmare av Streptococcus pneumonieae, en av de mest livshotande mikroorganismerna. Med tanke på effekten på folsyrametabolismen, som är väsentlig för tillväxt, eftersom exempelvis DNA-komponenter produceras via den, är Carolacton som antibiotikum men knappast användbar. Måletzymet behöver emellertid i allt större utsträckning av snabbt växande cancerceller och dessa kan saktas av Carolacton i sin tillväxt, rapporterar forskarna.

Nyckel enzym identifierat för bindning av läkemedlet

Forskarnas intresse väckte framförallt den antibiotiska aktiviteten och antibiotikamaktiviteten hos den naturliga aktiva substansen. Målet var en bättre förståelse för effekten och den underliggande mekanismen. Modellorganismerna Escherichia coli och Streptococcus pneumoniae tillåter forskare att identifiera det molekylära målet (så kallat mål) för läkemedlet. Således binder Carolacton mycket specifikt till nyckel enzymet FolD av C1-metabolismen och därmed stänger av det.

Bindande egenskaper och kristallstruktur analyseras

Enligt forskarna är nyckel enzymet FolD involverat i bildningen av folsyra i C1-metabolism (C står för kol). Vid ytterligare undersökningar kan kristallstrukturen och bindningsegenskaperna för Carolacton på FolD visas i detalj, rapporterar HZI. C1-ämnesomsättningen är en av de viktigaste materialcyklerna och "är starkt bevarad av alla livets områden", betonar professor Irene Wagner-Döbler från HZI. Han gav viktiga byggstenar av tillväxt, såsom nukleinsyror, aminosyror och provitaminer.

Använd inte som antibiotikum?

På grund av den nyckelroll som C1-metabolism är konserverade gener för nyckelenzymet Vik i många arter, som också finns i mitokondrierna av mänskliga celler, säger Prof. Wagner Dobler. "På grund av den höga graden av konservering mellan det bakteriella enzymet vecket och det humana enzymet i mitokondrier, i synnerhet i området för Carolacton bindningsställen, den naturliga föreningen hämmar även enzymet enligt mitokondriella" den HZI forskaren på. Av denna anledning är användningen av Carolacton som ett antibiotikum hos människor svårt att föreställa sig.

Ny metod för cancerbehandling

Däremot fann forskarna att det centrala enzymet FolD överproduceras i många tumörceller. "Carolacton skulle därför vara en mycket bra utgångspunkt för användning som en hämmare i cancerterapi", rapporterar HZI. "I de första experimenten kunde vi visa hämmande effekter på olika testade cancercellslinjer," tillägger professor Müller. I framtiden måste emellertid en ytterligare optimering av molekylens farmaceutiska egenskaper först ske. (Fp)