Новые методы лечения, такие как персонализированная терапия рака с помощью модифицированных иммунных клеток или антител, вызывают большой интерес. Однако эти методы сложны и дороги, поэтому применяются ограниченно. Большинство методов лечения по-прежнему основано на небольших химических соединениях, которые можно производить в больших количествах и дёшево. Миллиарды новых молекул всего за несколько недельСуществующие методы позволяют найти ограниченное количество новых активных веществ для разработки молекулярных терапий. Решением может стать метод ДНК-кодированных химических библиотек (DEL), разработанный в 2000-х годах в Гарварде и ETH Zurich. С помощью технологии DEL можно получить миллионы химических соединений и проверить их эффективность за один раз. Ранее химики могли создавать только небольшие молекулы из нескольких блоков, но теперь процесс усовершенствован. С помощью нового метода, недавно опубликованного в журнале Science, учёные могут быстро синтезировать и тестировать миллиарды веществ. Метод также применим для создания более крупных лекарственных молекул, например кольцеобразных пептидов. Они могут воздействовать на дополнительные фармакологические мишени. Создание и тестирование всех комбинацийПервые активные вещества, созданные с помощью ранней технологии DEL, проходят клинические испытания. Йорг Шойерманн и его исследовательская группа в Институте фармацевтических наук — одни из пионеров технологии DEL. Она считается ключом к использованию комбинаторики в химическом производстве молекул. Цель комбинаторной химии — создать как можно больше вариантов молекул из отдельных строительных блоков. Исследователи отбирают те молекулы, которые демонстрируют желаемую активность. Количество различных молекул растёт с каждым циклом синтеза и с количеством строительных блоков, которые комбинируются в каждом цикле. Использование кода ДНК для идентификации активных молекулЧтобы идентифицировать активные соединения в «молекулярном супе», к каждому строительному блоку вещества прикрепляют фрагмент ДНК. Получается уникальная последовательность, которая служит штрих-кодом для каждой комбинации блоков. Весь набор молекул можно протестировать на способность связываться с определённым белком. А отдельные сегменты ДНК можно идентифицировать методом ПЦР, который знаком нам по тестам на COVID. Предотвращение экспоненциального роста загрязненияТехнология DEL надёжна, но её возможности ограничены из-за особенностей химического процесса. Соединение фрагментов ДНК с химическими строительными блоками иногда приводит к потере уникальности кода ДНК. Один и тот же код может относиться к полной молекуле и к усечённым вариантам, содержащим только некоторые строительные блоки. Примеси растут с каждым раундом синтеза. Поэтому управляемый размер библиотек DEL ограничен комбинациями из трёх-четырёх связанных блоков, что даёт несколько миллионов различных соединений. Самоочищение встроеноИсследовательская группа Шойерманна нашла способ предотвратить загрязнение молекулярной библиотеки. Они предлагают очищать DEL до последнего строительного блока. Метод исследователей ETH состоит из двух частей:
В результате за один этап промывки удаляются все усечённые молекулы, которым не хватает последнего строительного блока. В библиотеке остаются только те молекулы, которые содержат все строительные блоки, указанные в коде ДНК. Конфликт с комбинаторной химиейХотя метод элегантно выглядит на бумаге, его было трудно реализовать. Как говорит Шойерманн, сложно было найти магнитные частицы, которые не мешали бы ферментативному соединению фрагментов ДНК.
Идея проводить подобную комбинаторную химию на частицах возникла ещё в 1990-х годах, но только сейчас исследователи ETH смогли применить её для синтеза библиотек. Более разнообразные и крупные молекулыТехнология DEL позволяет работать с крупными библиотеками, состоящими из нескольких миллиардов молекул. Она также даёт возможность синтезировать большие молекулы из пяти и более строительных блоков.
Фундаментальные биологические исследования получают преимущество от метода, который позволяет находить молекулы, связывающиеся с определёнными поверхностями белков. Это помогает изучать белки в их естественной среде внутри клетки. Метод ETH может быть полезен для крупных международных проектов, таких как Target 2035. Цель этой инициативы — изучить около 20 000 человеческих белков и к 2035 году найти для каждого из них молекулу, которая будет связываться именно с этим белком и влиять на его функцию. Услуги по созданию спин-оффа для промышленности и наукиШойерманн и его команда создадут новую компанию, чтобы сделать технологию доступной для фармацевтической промышленности и фундаментальных исследований. Компания будет предлагать весь процесс: от разработки коллекций DEL и автоматизированного синтеза до тестирования эффективности и идентификации молекул на основе ДНК. По словам Шойерманна, промышленность и научные круги проявляют большой интерес к циклическим молекулам, которые ранее были недоступны в большом количестве. 02.09.2024 |
Здоровье
FRBM: Микроглия — потенциальная мишень в лечении неврологических нарушений | |
Гипонатриемия — это состояние,... |
Связанные с Альцгеймером белки ускоряют и замедляют мозг, и крадут ум | |
Белки амилоид-бета и тау связаны с&n... |
ComBio: Как мутации в кальциевых каналах влияют на развитие мышечных заболеваний | |
Рианодиновый рецептор 1-го типа, RyR1, &m... |
В ТПУ создают алгоритмы адресной доставки лекарств при лёгочных заболеваниях | |
Учёные лаборатории тепломассопереноса ТПУ ... |
В Сеченовском Университете создали метод оценки структур для выращивания тканей | |
Учёные Сеченовского Университета разработали н... |
Nature: ИИ помог проследить эволюцию вирусов, вызывающих денге и гепатит С | |
С помощью искусственного интеллекта учёные пер |
Frontiers in Immunology: Белки в мясе и молоке подавляют опухоли кишечника | |
Пищевые антигены, такие как молочные белк... |
Journal of Lipid Research: Совершен прорыв в лечении бесплодия | |
Специалисты из Университета Кумамото откр... |
Усовершенствованная 3D-маммография чаще находит рак и реже делает это ошибочно | |
Исследователи из Йельского онкологическог... |
Nature: Раковые клетки прикрываются сфинголипидами от иммунитета | |
Раковые клетки обычно не возникают незаме... |
JCE&M: Кофе снижает риск развития нескольких сердечно-сосудистых заболеваний | |
Регулярное, но умеренное потребление кофе... |
JAHA: Избежать ошибок дозировки поможет специально созданный онлайн-инструмент | |
Электронная система управления может помочь вр... |
JPR: Выявлены позы, в которых гиперактивные могут медитировать | |
СДВГ — это заболевание мозга, ... |
BMJ: Пересадка эмбрионов на 3 и 5 день дает абсолютно равные шансы на успех | |
При ЭКО эмбрионы обычно переносят в ... |
39 млн жизней унесут устойчивые к антибиотикам возбудители инфекций до 2050 года | |
Не ВИЧ и не малярия. В ближайши... |
JAMA NO: В районах с плохой инфраструктурой чаще случаются преждевременные роды | |
Исследование показало, что в районах... |
Иммунотерапия рака мочевого пузыря позволяет дольше жить без рака после операции | |
Результаты исследования показали, что леч... |
JBR: Чтобы настроить циркадные часы, ученые намерены смешать оттенки небес | |
Оттенки на небе в начале и конц... |
A&D: Изменения в сосудах мозга помогут прогнозировать когнитивные нарушения | |
Некоторые показатели состояния мозга лучше пре... |
NatComm: Найдены участки в мозге, которые действуют как связи в социальной сети | |
Когда хирурги оперируют мозг при опухолях... |
Advanced Science: Гель из слизи коровы поможет при грыже межпозвоночного диска | |
Исследователи из Уппсальского университет... |
DFCI: Как образ жизни после лечения влияет на результаты после диагноза рака | |
Обнадеживающие последствия для пациенток ... |
Brain Communications: Разработан экспресс-тест для диагностики БАС по крови | |
Создан новый точный анализ крови, который диаг... |
BMJ: При сухости в глазах нужно смеяться до слез | |
Смех может быть полезен при сухости глаз,... |
JAMA Network Open: Чем выше индекс массы тела, тем ниже риск смерти от рака | |
Лишний вес может повысить риск развития з... |
AJP: В 5 раз возрастает риск психоза у людей, принимающих стимуляторы | |
За последнее десятилетие увеличилось количеств... |
JAMA Otolaryngology: Проблемы с горлом влияют на регуляцию кровяного давления | |
Проблемы в месте соединения дыхательных и... |
Nature Communications: Мужская репродуктивная система запускается после стресса | |
Учёные из Медицинского кампуса Аншутского... |
Nature Biotechnology: Генетический алфавит расширили для создания новых белков | |
Новый способ добавления новых аминокислот в&nb... |
FEBS Journal: Новое исследование показало, как мозг восстанавливает миелин | |
Миелин — изолирующий слой, защищающ... |