O nouă clasă de medicamente personalizate formate din proteine foarte mici

Unele medicamente comune folosite pentru a salva vieți, cum ar fi insulina, sunt făcute din proteine atât de mari și fragile încât trebuie să fie injectate în loc să fie ingerate sub formă de pastile. Dar o nouă generație de medicamente - pe bază de proteine mai mici, mai durabile, cunoscute sub numele de peptide - își face apariția. Într-o discuție scurtă și informativă, inginerul molecular și TED Fellow, Christopher Bahl, explică cum folosește designul computerizat pentru a crea peptide potente care ar putea într-o bună zi să neutralizeze gripa, să protejeze împotriva intoxicațiilor toxină botulinică și chiar să oprească creșterea celulelor canceroase.

Sunt designer de proteine.

Și aș vrea să vorbesc despre
un nou tip de medicamente.

Acestea au la bază o moleculă
numită peptidă constrânsă.

Astăzi există doar câteva medicamente
din peptide constrânse,

dar sunt multe care vor ieși pe piață
în următorul deceniu.

Hai să explorăm cum sunt
făcute aceste medicamente,

cum diferă și ce provoacă acest influx

de medicamente noi și interesante.

Peptidele constrânse
sunt proteine foarte mici.

Au legături chimice suplimentare
care constrâng forma moleculei,

iar acest lucru le face
incredibil de stabile

și de asemenea foarte potente.

Apar în mod natural
și corpurile noastre produc câteva

pentru a combate infecțiile
bacteriene, fungice și virale.

Animalele precum șerpii și scorpionii

produc peptide constrânse în venin.

Medicamentele pe bază de proteine
se numesc medicamente biologice.

Acestea includ peptide constrânse,

dar și medicamente precum insulina,

medicamente cu anticorpi
- Humira sau Enbrel.

În general medicamentele
biologice sunt excelente,

pentru că evită multe moduri prin care
medicamente pot provoca reacții adverse.

Mai întâi, proteina.

E complet naturală, e material non-toxic.

Celulele noastre produc zeci de mii
de proteine diferite,

și, practic, toată mâncarea noastră
conține proteine.

Și pe deasupra, uneori medicamentele
interacționează cu molecule în corpul tău

cu care nu se dorește.

Comparativ cu medicamentele
cu moleculă mică,

mă refer la medicamentele obișnuite,
precum aspirina,

medicamentele biologicele
sunt destul de mari.

Moleculele interacționează atunci
când au forme care se potrivesc perfect.

Asemeni modelului lacăt-cheie.

Ei bine, o cheie mai mare
are mai mulți zimți,

deci e mai probabil să se potrivească
într-o singură încuietoare.

Dar cele mai multe medicamente
biologice au un defect.

Sunt fragile.

Așa că sunt de obicei
administrate prin injectare,

pentru că, altfel,
acidul gastric le distruge

dacă le administrăm oral.

Peptidele constrânse sunt opusul.

Sunt rezistente,
precum medicamentele uzuale.

Așadar, pot fi administrate
ca pastile, inhalatoare, unguente.

Asta face peptidele constrânse interesante
în dezvoltarea de farmaceutice.

Ele asociază caracteristicile foarte bune

ale moleculelor mici și biologicelor
într-un singur medicament.

Dar din păcate, e incredibil de dificil

să reproiectăm peptidele
constrânse din natură

pentru a deveni noi medicamente.

Aici intervin eu.

Crearea unui nou medicament
se aseamănă cu crearea unei chei

care să se potrivească cu un anumit lacăt.

Trebuie să obținem forma corectă.

Dar dacă schimbăm
forma unei peptide constrânse prea mult,

legăturile chimice adiționale
nu se pot forma

și întreaga moleculă se destramă.

Deci trebuia să întelegem cum
să controlăm formei acestor molecule.

Am făcut parte
dintr-o colaborare științifică

care a cuprins zece instituții
de pe trei continente

care s-au reunit și împreună
au rezolvat această problemă.

Am adoptat o abordare radical
diferită de încercările anterioare.

În loc să aducem modificări
la peptidele constrânse

prezente deja în natură,

ne-am dat seama
cum să le construim de la zero.

Pentru a face asta

am dezvoltat un software open-source
pentru designul peptidelor

pe care oricine îl poate folosi.

Pentru a ne testa metoda,

am generat o serie de peptide constrânse

cu o varietate de forme diferite.

Multe din ele nu au fost
niciodată văzute în natură.

Apoi am mers în laborator
și am produs aceste peptide.

Ulterior, am determinat
structurile lor moleculare,

folosind experimente.

Când am comparat modelele proiectate

cu structurile moleculare reale,

am descoperit că software-ul nostru
poate poziționa fiecare atom

cu o precizie care e la limita
a ceea ce putem să măsurăm.

Acum trei ani așa ceva
nu putea fi realizat.

Dar astăzi, putem crea peptide
cu designul dorit

cu forme care sunt personalizate
pentru dezvoltarea de medicamente.

Dar cu ce ne ajută această tehnologie?

Ei bine, recent,

am creat peptide constrânse

care neutralizează virusul gripal,

care ne protejează împotriva
intoxicațiilor cu toxina botulinică,

care opresc creșterea
celulelor canceroase.

Unele dintre aceste noi medicamente

au fost testate în studiile preclinice
pe animale de laborator.

Și până acum, toate sunt sigure
și extrem de eficiente.

Designul peptidelor constrânse
e o tehnologie de ultimă oră,

iar procesul de dezvoltare
e lent și prudent.

Așa că, mai avem trei-cinci ani
până la studiile umane.

Dar în această perioadă,

mai multe peptidice constrânse

vor intra în procesul de dezvoltare
a medicamentelor.

Și în cele din urmă, cred,
medicamentele peptidice

ne vor permite tuturor să ne eliberam

din constrângerile bolilor noastre.

Vă mulțumesc!

(Aplauze)