_ O comandă rapidă pentru descoperirea medicamentelor: metodă nouă prezice la scară largă modul în care moleculele mici interacționează cu proteinele

Pentru majoritatea proteinelor umane, nu există molecule mici cunoscute care să le lege chimic (așa-numitele „liganzi”). Liganzii reprezintă adesea puncte de plecare importante pentru dezvoltarea medicamentelor, dar această lacună în cunoștințe împiedică în mod critic dezvoltarea de noi medicamente.

Cercetătorii de la CeMM, în colaborare cu Pfizer, au folosit și scalat o metodă pentru a măsura activitatea de legare. de sute de molecule mici împotriva a mii de proteine ​​umane.

Acest studiu la scară largă a dezvăluit zeci de mii de interacțiuni ligand-proteină care pot fi explorate acum pentru dezvoltarea instrumentelor chimice și terapeutice. În plus, alimentat de învățarea automată și inteligența artificială, permite predicții imparțiale ale modului în care moleculele mici interacționează cu toate proteinele prezente în celulele umane vii.

Aceste rezultate au fost publicate în revista Science și toate datele generate și modelele sunt disponibile gratuit pentru comunitatea științifică.

Majoritatea tuturor medicamentelor sunt molecule mici care influențează activitatea proteinelor. Aceste molecule mici – dacă sunt bine înțelese – sunt, de asemenea, instrumente neprețuite pentru a caracteriza comportamentul proteinelor și pentru a face cercetări biologice de bază.

Având în vedere aceste roluri esențiale, este surprinzător că pentru mai mult de 80% din toate proteinele, nu au fost identificați până acum lianți de molecule mici. Acest lucru împiedică dezvoltarea de noi medicamente și strategii terapeutice, dar, de asemenea, previne noi perspective biologice asupra sănătății și bolilor.

Pentru a reduce acest decalaj, cercetătorii de la CeMM, în colaborare cu Pfizer, au extins și extins o platformă experimentală care permite pentru a măsura modul în care sute de molecule mici cu diferite structuri chimice interacționează cu toate proteinele exprimate în celulele vii.

Acest lucru a produs un catalog bogat de zeci de mii de interacțiuni ligand-proteină care pot fi acum optimizate pentru a reprezenta puncte de plecare pentru dezvoltarea terapeutică ulterioară.

În studiul lor, echipa condusă de CeMM PI Georg Winter a exemplificat acest lucru prin dezvoltarea de lianți cu molecule mici ai transportatorilor celulari, componente ale mașinilor de degradare celulară și proteine ​​substudiate implicate în transducerea semnalului celular. Mai mult, profitând de setul mare de date, au fost dezvoltate modele de învățare automată și inteligență artificială care pot prezice modul în care moleculele mici suplimentare interacționează cu proteinele exprimate în celulele umane vii.

„Am fost uimiți să vedem cum inteligența artificială și Învățarea automată ne poate îmbunătăți înțelegerea comportamentului moleculelor mici în celulele umane. Sperăm că catalogul nostru de interacțiuni molecule mici și proteine ​​​​și modelele asociate de inteligență artificială pot oferi acum o scurtătură în abordările de descoperire a medicamentelor", spune Winter.

Pentru a maximiza impactul potențial și utilitatea pentru comunitatea științifică, toate datele și modelele sunt puse la dispoziție gratuit printr-o aplicație web.

„Acesta a fost un parteneriat remarcabil între industrie și mediul academic. Suntem încântați să prezentați rezultatele obținute prin trei ani de colaborare strânsă și de lucru în echipă între grupuri. A fost un proiect grozav”, spune dr. Patrick Verhoest, vicepreședinte și șef de design medical la Pfizer.

(Fluierul)