Vísindamenn hafa uppgötvað leið til að geta hannað skilvirk lyf með því að gefa efnasambandinu rétta þrívíddarstefnu sem er mikilvægt fyrir líffræðileg starfsemi.
Framfarir í heilbrigðisþjónustu eru háðar skilningi á líffræði a Sjúkdómurinn, þróa tækni og lyf til réttrar greiningar og að lokum meðferð sjúkdómsins. Eftir margra áratuga rannsóknir hafa vísindamenn öðlast skilning á flóknum aðferðum sem taka þátt í tilteknum sjúkdómi sem hefur leitt til margra nýrra uppgötvana. En það eru samt nokkrar áskoranir sem við stöndum frammi fyrir þegar kemur að því að finna og þróa nýtt lyf sem myndi bjóða upp á nýja meðferðarleið. Við höfum enn nr lyf eða aðferðir til að berjast gegn mörgum sjúkdómum. Ferðin frá því að uppgötva fyrst hugsanlegt lyf og þróa það er ekki aðeins flókið, tímafrekt og dýrt, heldur stundum jafnvel eftir margra ára nám eru niðurstöður lélegar og öll erfiðisvinna er til einskis.
Byggingar byggir lyfjahönnun er nú hugsanlegt svið þar sem árangur hefur náðst fyrir ný lyf. Þetta hefur verið mögulegt vegna gríðarlegra og vaxandi erfðafræðilegra, próteinfræðilegra og byggingarupplýsinga sem eru tiltækar fyrir menn. Þessar upplýsingar hafa gert það mögulegt að bera kennsl á ný skotmörk og kanna samspil lyfjanna og skotmark þeirra fyrir uppgötvun lyfja. Röntgenkristallafræði og lífupplýsingafræði hafa gert mikið af byggingarupplýsingum kleift eiturlyf skotmörk. Þrátt fyrir þessar framfarir er veruleg áskorun í lyfjauppgötvun hæfileikinn til að stjórna þrívíddar (3D) uppbyggingu sameinda – hugsanlegra lyfja – með smá nákvæmni. Slíkar takmarkanir eru alvarleg takmörkun á því að uppgötva ný lyf.
Í rannsókn sem birt var í Vísindi, teymi undir forystu vísindamanna við Graduate Center í City University of New York hefur fundið upp leið sem gerir það mögulegt að breyta þrívíddarbyggingu efnasameinda hraðar og áreiðanlegri meðan á lyfjauppgötvunarferlinu stendur. Liðið hefur byggt á verkum Noble verðlaunahafans Akira Suzuki, efnafræðings sem þróaði krosstengingarhvörf sem sýndu að hægt er að tengja tvö kolefnisatóm með palladíumhvata og hann hlaut Noble Prize fyrir þetta tiltekna verk. Upprunalega uppgötvun hans gerði vísindamönnum kleift að smíða og búa til nýja lyfjaframbjóðendur hraðar en hún takmarkaðist við að búa til flatar tvívíddar sameindir. Þessar nýju sameindir hafa verið notaðar með góðum árangri til notkunar í læknisfræði eða iðnaði en aðferð Suzuki var ekki hægt að nota til að vinna með þrívíddarbyggingu sameindar við hönnun og þróunarferli nýs lyfs.
Flest líffræðileg efnasambönd sem notuð eru á læknisfræðilegu sviði eru kíral sameindir sem þýðir að tvær sameindir eru spegilmyndir hvor af annarri þó að þær gætu haft sömu 2D uppbyggingu - eins og hægri og vinstri hönd. Slíkar spegilsameindir munu hafa mismunandi líffræðileg áhrif og svörun í líkamanum. Ein spegilmynd gæti verið læknisfræðilega gagnleg á meðan hin gæti haft skaðleg áhrif. Gott dæmi um þetta er thalidomide harmleikurinn á 1950 og 1960 þegar lyfinu thalidomide var ávísað á barnshafandi konur sem róandi lyf í formi beggja spegilmyndanna, önnur spegilmyndin var gagnleg en hin olli hrikalegum fæðingargöllum hjá fæddum börnum. þeim konum sem neyttu rangra lyfja. Þessi atburðarás gefur þýðingu til að stjórna röðun einstakra atóma sem mynda þrívíddarbygging sameindarinnar. Þrátt fyrir að krosstengingarhvörf Suzuki séu notuð reglulega við uppgötvun lyfja, á enn eftir að fylla skarðið í því að vinna með þrívíddarbyggingu sameinda.
Þessi rannsókn miðar að því að ná stjórn sem myndi hjálpa til við að mynda spegilmyndir sameindar. Vísindamenn hönnuðu aðferð til að stilla sameindirnar vandlega í þrívíddarbyggingu þeirra. Þeir þróuðu fyrst tölfræðilegar aðferðir sem spá fyrir um niðurstöðu efnaferlis. Síðan var þessum líkönum beitt til að þróa viðeigandi aðstæður þar sem hægt væri að stjórna þrívíddar sameindabyggingu. Við palladíumhvötuð krosstengingarhvörf er mismunandi fosfínaukefnum bætt við sem hafa áhrif á endanlega þrívíddarrúmfræði krosstengingarafurðarinnar og það var mikilvægt að skilja þetta ferli. Lokamarkmiðið var annað hvort að varðveita þrívíddarstefnu upphafssameindarinnar eða snúa henni við til að framleiða spegilmynd hennar. Aðferðafræðin ætti að „sértækt“ annað hvort halda eða snúa við rúmfræði sameindarinnar.
Þessi tækni getur hjálpað vísindamönnum að búa til bókasöfn af byggingarfræðilega fjölbreyttum nýjum efnasamböndum á meðan þeir eru í aðstöðu til að stjórna 3D uppbyggingu eða arkitektúr þessara efnasambanda. Þetta mun gera hraðari og skilvirkari uppgötvun og hönnun nýrra lyfja og lyfja. Uppgötvun og hönnun lyfja sem byggir á uppbyggingu hefur ónýtta möguleika sem hægt er að nýta til að uppgötva ný lyf. Þegar lyf hefur uppgötvast er enn langt í land frá rannsóknarstofu til dýrarannsókna og að lokum klínískra rannsókna á mönnum aðeins eftir að lyfið er fáanlegt á markaðnum. Núverandi rannsókn veitir sterkan grunn og viðeigandi upphafspunkt fyrir uppgötvun lyfja.
***
{Þú getur lesið upprunalegu rannsóknarritgerðina með því að smella á DOI hlekkinn sem gefinn er upp hér að neðan á listanum yfir tilvitnaðar heimildir}
Heimildir)
Zhao S o.fl. 2018. Enantidivergent Pd-hvatað C-C tengi myndun virkjuð með bindilstillingu. Vísindi. https://doi.org/10.1126/science.aat2299
***
