Ученые из биотехнологической компании Integrated Biosciences создали первую в мире платформу для скрининга лекарств с помощью оптогенетики — технологии, которая использует свет для управления клетками. Результаты их работы, опубликованные в журнале Cell, показали, как этот метод помогает находить вещества, влияющие на важный клеточный механизм — интегрированную стрессовую реакцию (ISR).

Оптогенетика — метод, при котором в клетки встраивают светочувствительные белки, чтобы управлять их работой с помощью света. Например, можно «включить» нейрон или, как здесь, запустить стрессовую реакцию.

Эта реакция связана со старением, нейродегенеративными заболеваниями, раком и вирусными инфекциями. Обычные методы изучения ISR не позволяют точно контролировать процесс, но новая платформа меняет правила игры. Световые импульсы активируют нужные пути в клетках, а автоматизированные системы быстро проверяют тысячи соединений. Так удалось найти вещества, которые усиливают ISR и заставляют больные клетки самоуничтожаться, не вредя здоровым.

Одно из этих соединений уже показало эффект против вируса герпеса в пробирке и у мышей — оно снизило количество вируса и повреждение тканей.

Платформа работает так:

• В клетки встраивают светочувствительные белки, которые реагируют на определенные длины волн.
• Световые импульсы включают нужные процессы с точностью до миллисекунд.
• Роботизированные системы анализируют, как разные вещества влияют на клетки в реальном времени.

Раньше мы не могли так точно управлять клетками, — говорит Максвелл Уилсон, сооснователь Integrated Biosciences. — Теперь мы включаем конкретные пути, как переключатели, и видим, какие молекулы дают нужный эффект.

Джеймс Коллинз из MIT добавляет:

Этот метод открывает двери для поиска лекарств там, где раньше наука бессильна.

Платформа уже тестируется на других сложных мишенях, включая связанные со старением.

Главный плюс — точность. Оптогенетика позволяет включать и выключать конкретные клеточные пути, избегая «шума» от побочных эффектов. Это ускорит поиск лекарств:

• Против вирусов — уже найдено вещество против герпеса.
• Против рака — можно заставить опухолевые клетки самоуничтожаться.
• Против старения — ISR связана с возрастными болезнями.

Такой метод сократит затраты на разработку: меньше «пустых» экспериментов, больше целенаправленных данных.

Пока все испытания — только in vitro и на мышах. Неясно, как световое управление будет работать в организме человека, где ткани поглощают свет. Кроме того, метод требует генетической модификации клеток, что усложняет применение.

Ранее мы опубликовали 10 инноваций в фармацевтической отрасли.