Ελπίδες για καλύτερα φάρμακα γεννά νέα επιστημονική ανακάλυψη
Σημαντικά οφέλη για το σχεδιασμό νέων φαρμάκων αναμένεται να αποφέρει το έργο που πρόσφατα ολοκλήρωσε η εταιρεία AxCell Biosciences, θυγατρική της Cytogen. Προσδιόρισε όλους τους δυνατούς τρόπους με τους οποίους συνδέονται οι πρωτεΐνες που φέρουν την ίδια περιοχή πρόσδεσης, γνωστή ως WW. Πρόκειται για μία από τις περίπου 70 οικογένειες τέτοιων περιοχών (binding domains) που απαντώνται στον άνθρωπο.
Σημαντικά οφέλη για το σχεδιασμό νέων φαρμάκων αναμένεται να αποφέρει το έργο που πρόσφατα ολοκλήρωσε η εταιρεία AxCell Biosciences, θυγατρική της Cytogen. Προσδιόρισε όλους τους δυνατούς τρόπους με τους οποίους συνδέονται οι πρωτεΐνες που φέρουν την ίδια περιοχή πρόσδεσης, γνωστή ως WW. Πρόκειται για μία από τις περίπου 70 οικογένειες τέτοιων περιοχών (binding domains) που απαντώνται στον άνθρωπο.
Τα ρομπότ και οι υπολογιστές που χρησιμοποιεί η AxCell επιτρέπουν την ανάλυση 10.000 αλληλεπιδράσεων μεταξύ πρωτεϊνών την ημέρα. Έτσι, η χαρτογράφηση των αλληλεπιδράσεων της περιοχής WW ολοκληρώθηκε σε μόλις έξι μήνες. Η χαρτογράφηση για δύο άλλες περιοχές, τις PDZ και SH3, θα ολοκληρωθεί στο τέλος του έτους.
Στη συνέχεια, τα αποτελέσματα εισάγονται σε υπολογιστές, προκειμένου να κατασκευαστούν χάρτες με τις αλληλεπιδράσεις. Στους εν λόγω χάρτες αποκτούν πρόσβαση οι φαρμακοβιομηχανίες (καταβάλλοντας κάποιο ποσό), προκειμένου να χρησιμοποιήσουν τις πληροφορίες για το σχεδιασμό νέων φαρμάκων ή για τον έλεγχο των υφιστάμενων.
Ορθολογικός σχεδιασμός φαρμάκων
Οι περιοχές πρόσδεσης, στις οποίες συνδέονται άλλες πρωτεΐνες ή DNA, χωρίζονται σε οικογένειες με βάση τα δομικά τους χαρακτηριστικά.
Φάρμακα που σχεδιάζονται για να επιδρούν σε μία συγκεκριμένη πρωτεΐνη έχουν πολλές φορές απρόβλεπτες και ανεπιθύμητες ενέργειες, καθώς μπορεί να συνδέονται και με άλλες πρωτεΐνες, που φέρουν συμπληρωματικές θέσεις πρόσδεσης.
Επομένως, ο προσδιορισμός όλων των δυνατών τρόπων με τους οποίους συνδέονται οι πρωτεΐνες μεταξύ τους θα επιτρέψει στους σχεδιαστές φαρμάκων να προβλέπουν τις ανεπιθύμητες δράσεις των ουσιών με τις οποίες πειραματίζονται. Επιπλέον, θα τους επιτρέψει να γνωρίζουν εκ των προτέρων τα δομικά χαρακτηριστικά που πρέπει να έχει μία φαρμακευτική ουσία προκειμένου να έχει την επιθυμητή δράση.
Η προσέγγιση αυτή ονομάζεται «ορθολογικός σχεδιασμός φαρμάκων» (rational drug design). Η ανάπτυξη νέων φαρμάκων βασίζεται σήμερα στην αρχή «δοκιμή και σφάλμα», σύμφωνα με την οποία δοκιμάζονται διάφορες ουσίες ωσότου βρεθεί αυτή με την επιθυμητή δράση.
Το προσωπικό της AxCell απομονώνει αρχικά τις πρωτεΐνες από βακτήρια στα οποία έχει εισαχθεί το αντίστοιχο ανθρώπινο γονίδιο. Παράλληλα, δημιουργεί συνθετικά τμήματα των πρωτεϊνών (πεπτίδια), στα οποία περιέχεται η προς ανάλυση θέση πρόσδεσης. Τόσο οι πρωτεΐνες όσο και τα μικρότερα πεπτίδια δημιουργούνται συνήθως με βάση τις πληροφορίες που προέκυψαν από το Πρόγραμμα για το Ανθρώπινο Γονιδίωμα.
Εφόσον η καθαρότητα και η σωστή σύστασή τους έχουν επιβεβαιωθεί, οι πρωτεΐνες και τα πεπτίδια αφήνονται να αντιδράσουν. Κατόπιν προσδιορίζεται η τάση τους να συνδέονται, η οποία ονομάζεται «συγγένεια» (affinity).
Στον ερευνητικό αυτό χώρο που ονομάζεται proteomics, κατ αντιστοιχία με τον όρο genomics, δραστηριοποιούνται πολλές ακόμη εταιρείες βιοτεχνολογίας, όπως η Celera, που πρώτη ολοκλήρωσε τον προσδιορισμό του ανθρώπινου γονιδιώματος τον περασμένο Ιούνιο.