Wie ein einzelnes Stickstoffatom die Zukunft der Arzneimittelforschung verändern könnte

Forscher der University of Oklahoma haben eine bahnbrechende Methode zum Hinzufügen eines einzelnen Stickstoffatoms zu Molekülen entwickelt und damit neue Möglichkeiten in der Arzneimittelforschung und -entwicklung eröffnet. Jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft, diese Forschung erhält bereits internationale Aufmerksamkeit von Arzneimittelherstellern.

Stickstoffatome und stickstoffhaltige chemische Strukturen, sogenannte Heterozyklen, spielen eine zentrale Rolle in der medizinischen Chemie und der Arzneimittelentwicklung. Ein Team unter der Leitung von OU-Assoziierter Professor Indrajeet Sharma hat gezeigt, dass Forscher durch die Verwendung einer kurzlebigen Chemikalie namens Sulfenylnitren ein Stickstoffatom in bioaktive Moleküle einfügen und diese in neue Pharmakophore umwandeln können, die für die Herstellung von Medikamenten nützlich sind.

Dieser Prozess wird als Skelettbearbeitung bezeichnet und ist von Sir Derek Barton inspiriert, dem Nobelpreisträger für Chemie im Jahr 1969.

„85 Prozent aller existierenden, von der FDA zugelassenen Medikamente haben ein oder mehrere Stickstoffatome. Und wenn man sich die Top-200-Markenmedikamente ansieht, haben 75–80 Prozent Stickstoffheterozyklen“, sagte er.

„Durch das selektive Hinzufügen eines Stickstoffatoms zu diesen vorhandenen Arzneimittelheterozyklen in späteren Entwicklungsstadien können wir die biologischen und pharmakologischen Eigenschaften des Moleküls ändern, ohne seine Funktionalitäten zu ändern. Dies könnte unbekannte Bereiche des chemischen Raums in der Arzneimittelentwicklung eröffnen.“

Laut Sharma ermöglicht dieser Skelettbearbeitungsprozess eine größere Medikamentenvielfalt, denn anstatt neue Medikamente von Grund auf zu entwickeln, können Forscher ein einzelnes Stickstoffatom einbauen, um eine neue Reihe von Medikamenten herzustellen. Stickstoff ist in diesem Prozess wichtig, da DNA, RNA, Proteine ​​und Aminosäuren alle mit Stickstoff hergestellt werden, was bedeutet, dass Sharmas Forschung weitreichende Auswirkungen auf die potenzielle Behandlung von Krankheiten wie Krebs und neurologischen Störungen hat.

Zuvor veröffentlichte Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet zeigten ein ähnliches Konzept, erforderten jedoch herkömmliche Nitrene und erzeugten eine übermäßige Menge an Oxidationsmittel, das mit vielen Arzneimittelmolekülen nicht kompatibel war. Sharmas Team verwendet eine Methode zur Herstellung von Sulfenylnitrenen, die frei von Zusatzstoffen und Metallen ist und mit anderen funktionellen Gruppen innerhalb des Moleküls kompatibel ist.

„Die Kosten vieler Medikamente hängen von der Anzahl der Schritte ab, die zu ihrer Herstellung erforderlich sind, und Pharmaunternehmen sind daran interessiert, Möglichkeiten zu finden, diese Schritte zu reduzieren. Durch das Hinzufügen eines Stickstoffatoms in den späten Entwicklungsstadien können Sie neue Medikamente billiger machen. Das ist es.“ als würde man ein Gebäude renovieren, anstatt es von Grund auf neu zu bauen“, sagte er.

„Nicht jeder hat den gleichen Zugang zur Gesundheitsversorgung. Selbst in den Vereinigten Staaten steigen die Pro-Kopf-Gesundheitsausgaben auf über 12.000 US-Dollar pro Jahr. Indem wir die Produktion dieser Medikamente in großem Maßstab erleichtern, könnten wir die Kosten der Gesundheitsversorgung für gefährdete Bevölkerungsgruppen in der Umgebung senken.“ die Welt.“