Лекарства Тиндер – Основные науки

Автор: Мурило Бомфим

В джунглях биоразнообразия ученые ищут соединения, соответствующие болезням.

*

Независимо от того, где вы живете, вполне возможно, что рядом с вами есть хотя бы одна аптека. Бразилия – одна из стран с наибольшим количеством аптек в мире: по данным консалтинговой фирмы IQVIA, одна на каждые 2700 жителей. В Аргентине аптека обслуживает 3200 человек; в Индии 2 миллиона.

Однако, помимо того, что Бразилия является лидером среди аптек повседневного спроса, она выделяется в категории «аптек будущего»: из огромного и малоизвестного биоразнообразия ее флоры можно извлекать молекулы для создания новых лекарств. Но в отличие от местного истеблишмента, у биоразнообразия нет пароля или окна – поиск молекул, присутствующих в любом биоме, является более сложной задачей.

Даниэла Тривелла – одна из ученых, которые погружаются в природу в поисках соединений, обладающих фармакологической активностью. В своей повседневной жизни она ищет молекулы в образцах, взятых из таких разных мест, как Амазонка или морское дно, например, где на глубине около 4000 метров была обнаружена туша гниющего кита с потенциальными соединениями.

Получив образование в области биологии, исследователь имеет степень магистра биотехнологии, степень доктора биомолекулярной физики и докторскую степень по химии и фармакологии. Такое разнообразное академическое образование позволило ему разработать методы, направленные на взаимодействие белков и биологически активных соединений с целью создания новых лекарств. Белки обычно участвуют в механизмах болезни; некоторые антидепрессанты, например, воздействуют на белки, повышая уровень гормона норадреналина. Чтобы активное соединение могло взаимодействовать с белком, между ними должно быть соответствие, корректировка. И эта корректировка зависит от формы и атомов, присутствующих в соединении: именно эта конформация может стимулировать или подавлять активность белков.

Тривелла координирует команду в Национальной лаборатории биологических наук (LNBio) в Кампинасе, куда отправляются образцы растений и бактерий, собранные специализированными партнерами, которые отправляются в самые разные уголки страны, что гарантирует разнообразие в библиотеке продуктов LNBio. собран, в настоящее время записано 6000 образцов. Дело в том, что каждый образец содержит несколько биоактивных соединений, лишь некоторые из которых актуальны для создания новых лекарств. Как же тогда определить конкретное соединение, которое взаимодействует с конкретным белком?

Исследователи используют два метода. Один из них – кристаллография белков, которая работает как рыбалка: белок (в кристаллической форме) – это приманка, а исследуемый образец – море. Когда соединение в образце связывается с белком, оба образуют комплекс, который затем анализируется. Сириус, ускоритель элементарных частиц, открытый в Кампинасе в 2018 году. В конце процесса мы видим трехмерную структуру белка с соединенным соединением.

Стратегия дополняется масс-спектрометрией, которая обеспечивает то, что могло бы быть «отпечатком пальца» соединения и по которому можно узнать атомы, составляющие биоактивную молекулу. Основываясь на информации, полученной двумя методами, команда пересекает данные и идентифицирует рассматриваемую молекулу, которая может дать начало долгожданным лекарствам.

Однако эти кроссы занимают много времени и подвержены ошибкам и разочарованию – молекула может быть уже известна или даже не иметь отношения к производству лекарства. Чтобы ускорить процесс, Trivella теперь занимается созданием компьютерного интерфейса для поддержки этих пересечений. Это как лекарство Tinder: вводится информация и программа указывает, кто кому соответствует и какие пары будут наиболее плодородными.

Для разработки идеи в команду, состоящую из химиков, фармацевтов и биологов, также входят ученый-компьютерщик и математик. Это разнообразие знаний необходимо для объединения высоких технологий и биоразнообразия Бразилии. Если все пойдет хорошо, на рынок выйдут новые лекарства. В аптеках недостатка не будет.

*

Мурило Бомфим – журналист.

Подпишитесь на информационный бюллетень Serrapilheira, чтобы следить за другими новостями института и блога Ciência Fundamental.

Back to top button