Oamenii de știință realizează prima sinteză totală a herpotrichonelor cu proprietăți neuroprotectoare

Cercetătorii de la Institutul Avansat de Știință și Tehnologie din Coreea (KAIST), sub coordonarea profesorului Sunkyu Han, au anunțat realizarea primei sinteze totale a herpotrichonelor A, B și C – compuși naturali cu potențial neuroprotector, anterior disponibili doar în cantități infime din fungi simbiotici ai crustaceelor izopode. Descoperirea deschide perspective importante în dezvoltarea unor noi terapii pentru boli neurodegenerative precum boala Alzheimer și boala Parkinson.
Herpotrichonele sunt molecule naturale izolate din Herpotrichia sp. SF09, un fung simbiotic rar, ce dezvoltă o arhitectură moleculară unică, cu cinci inele condensate (patru cu șase atomi și unul cu trei). Aceste structuri prezintă proprietăți antiinflamatorii cerebrale și capacitatea de a inhiba feroptoza – un proces de moarte celulară dependent de fier, implicat în degenerarea neuronală.

Despre studiu

Obiectiv și strategie

Scopul echipei a fost reproducerea controlată a structurii herpotrichonelor printr-o abordare de sinteză inspirată biosintetic. Punctul cheie a fost utilizarea reacției Diels–Alder, o reacție clasică care permite formarea de inele cu șase atomi prin legarea a doi compuși nesaturați.

Rolul interacțiunilor de legătură de hidrogen

Pentru a dirija reacția cu precizie, cercetătorii au exploatat legăturile de hidrogen, forțe slabe dar esențiale pentru stabilizarea stărilor de tranziție. Prin proiectarea strategică a poziției grupului hidroxil de la carbonul C2', s-a obținut o selectivitate chimică, regională și stereo-specifică, esențială pentru obținerea herpotrichonei C.

Rezultate obținute

• Herpotrichona C a fost obținută ca produs major, în urma unei reacții atent controlate cu inducere de legături de hidrogen.
• Principiul a fost extins cu succes la herpotrichona A și B, validând strategia generală.
• În timpul reacției Diels–Alder, au apărut noi structuri moleculare, potențial produse naturale inedite cu valoare farmacologică ridicată.

Descoperiri colaterale importante

Studiul s-a bazat inițial pe lucrările unei echipe chineze din 2019, care a elucidat structura herpotrichonelor A și B. Pe parcursul sintezei, au fost observate produse secundare neașteptate. În mod surprinzător, în 2024, aceeași echipă chineză a publicat o nouă descoperire: herpotrichona C, care s-a dovedit a fi identică cu produsul secundar major observat anterior de echipa KAIST. Acest fapt validează indirect acuratețea sintezei realizate și relevanța produselor obținute.

Impact și perspective

Potrivit profesorului Han, studiul reprezintă prima sinteză totală a unui compus rar cu activitate neuroprotectoare și oferă un model sistematic de abordare biomimetică în sinteza compușilor naturali complecși. Printre implicațiile majore:

• Accesul la herpotrichone în cantități suficiente pentru teste farmacologice extinse;
• Deschiderea drumului spre medicamente antiinflamatorii cerebrale de nouă generație;
• Fundament pentru studiile viitoare de biosinteză a compușilor naturali similari.

Publicație și recunoaștere

Rezultatele cercetării au fost publicate în prestigioasa revistă Journal of the American Chemical Society (JACS). Primul autor este Yoojin Lee, doctorand în cadrul unui program integrat master–doctorat în Departamentul de Chimie al KAIST.

Studiul reprezintă o piatră de hotar în sinteza compușilor naturali cu potențial terapeutic și marchează un pas esențial spre transformarea unor molecule rare în soluții reale pentru bolile neurodegenerative.