banner

 

Międzynarodowy zespół, w skład którego wchodzili naukowcy z Wydziału Fizyki i Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego oraz badacze z Scripps Research i National Institutes of Health (USA) oraz z University of Bonn (Niemcy), opracował metodę stereokontrolowanej syntezy tiofosforanowych nukleotydów. Ma ona bardzo duże znaczenie z punktu widzenia dostępności czystych stereochemicznie modyfikowanych nukleotydów i ich wykorzystania w rozwijaniu nowych terapii. Wyniki badań zespołu opublikowane zostały na łamach czasopisma „Nature Chemistry”.

Nukleotydy

Nukleotydy to związki chemiczne o niezwykle istotnym znaczeniu dla funkcjonowania organizmów żywych. Jest to swego rodzaju komórkowa „waluta” dostarczająca energii procesom komórkowym. Pełnią one funkcję kofaktorów enzymatycznych aktywujących nasze biokatalizatory. Biorą też udział w sygnalizacji wewnątrzkomórkowej i międzykomórkowej, są składnikami kwasów nukleinowych oraz substratami do ich syntezy. Dzięki tym ważnym funkcjom biologicznym, nukleotydy mają również olbrzymi potencjał w kontekście rozwijania nowych terapii.

Mamy do czynienia z licznymi enzymami zdolnymi do niszczenia nukleotydów, dlatego – aby w pełni wykorzystać ich potencjał – wprowadza się do nich pewne modyfikacje zmieniające ich właściwości, w szczególności poprawiające trwałość w układach biologicznych – wyjaśnia prof. Jacek Jemielity i dodaje: – Jedną z najpopularniejszych modyfikacji stosowanych w tym kontekście jest ta tiofosforanowa, w której jeden z atomów tlenu w grupie fosforanowej zostaje zastąpiony atomem siarki.

Taka zmiana prowadzi do powstania nowego centrum stereogenicznego na atomie fosforu, a to oznacza, że możliwe jest rozmieszczenie podstawników w przestrzeni wokół atomu fosforu na dwa różne sposoby, co prowadzi do dwóch różnych związków, zwanych stereoizomerami. Aby badać je i stosować dalej w kontekście terapeutycznym, muszą one być rozdzielone na czyste stereoizomery, co jest procesem często bardzo trudnym, a czasem wręcz niemożliwym.

Metoda stereokontrolowanej syntezy

Międzynarodowy zespół, w skład którego wchodzili naukowcy z Wydziału Fizyki UW (mgr Olga Perzanowska, dr hab. Joanna Kowalska) i CeNT UW (prof. Jacek Jemielity) oraz badacze z USA (prof. Phil Baran z Scripps Research, prof. Kenneth Jacobson z NIH) i Niemiec (prof. Christa Müller University of Bonn) opracował i zobrazował użyteczność metody stereokontrolowanej syntezy tiofosforanowych nukleotydów.

Termin „stereokontrolowana” oznacza, że dzięki tej metodzie możliwe jest otrzymanie tylko jednego z dwóch dopuszczalnych stereoizomerów nukleotydu. Użyteczność metody przedstawiono na wielu przykładach ważnych biologicznie nukleotydów.
Wśród otrzymanych nukleotydów ważnym przykładem były nowe tzw. analogi końca 5’ mRNA, tzw. kapu, czyli reagenty wykorzystywane do produkcji terapeutycznego mRNA – mówi dr hab. Joanna Kowalska.
Struktura kapu jest niezwykle istotna dla biologicznych funkcji i terapeutycznych zastosowań informacyjnego RNA (mRNA). Za zbadanie właściwości tych nowych związków był odpowiedzialny zespół z UW.
Inne tiofosforanowe analogi kapu opracowane przez polski zespół są stosowane m.in. w badaniach klinicznych nad przeciwnowotworowymi szczepionkami opartymi na technologii mRNA.

Więcej na temat najnowszych osiągnięć polskiego zespołu na polu terapeutycznych mRNA można przeczytać w publikacji przeglądowej w „Accounts of Chemical Research” >> https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.3c00442