Khám phá các loại thuốc mới với sự trợ giúp từ các nguyên tắc của Darwin

Các nhà khoa học sử dụng các kháng thể này cho mục đích điều trị để nhắm mục tiêu các protein và phá vỡ các chất có hại của chúng. Tuy nhiên, việc xác định các phân tử nhỏ sẽ tạo nên cơ sở của thuốc là một quá trình lâu dài và tẻ nhạt. Các nhà hóa học tại Đại học Geneva (UNIGE), Thụy Sĩ, đã phát triển một kỹ thuật lấy cảm hứng từ thuyết tiến hóa của Darwin: khuếch đại các kết hợp tốt nhất và tạo ra sự đa dạng cho phép sinh học tìm ra giải pháp cho các vấn đề mới. Họ đã tạo ra một phương pháp luận mới có thể nhanh chóng tạo ra hàng triệu sự kết hợp của các phân tử nhỏ thông qua quá trình lắp ráp được lập trình bằng cách sử dụng các quy trình ghép nối DNA, tìm ra sự kết hợp tốt nhất có thể để chống lại một loại protein mục tiêu trong vòng hai tuần. Những kết quả này, được công bố trên tạp chíHóa học Tự nhiên , sẽ mở ra một không gian mới và chưa được khai thác để phát triển thuốc.

Cách thức hoạt động của thuốc dựa trên sự nhận biết phân tử của một protein đích có liên quan đến căn bệnh này, để giải trừ nó. Để làm được điều này, các nhà khoa học sử dụng sàng lọc thông lượng cao để xác định phân tử nào có thể trở thành một loại thuốc, nhắm mục tiêu cụ thể đến loại protein được quan tâm. Trong mười năm qua, kỹ thuật này đã được cải tiến bằng cách mã hóa các phân tử nhỏ bằng các thẻ DNA giúp đơn giản hóa việc nhận dạng chúng, vì DNA rất dễ giải mã.

Lấy cảm hứng từ các lực lượng tiến hóa của Darwin để tìm ra các tổ hợp hiệu quả

Ngày nay, các nhà hóa học tại UNIGE đã tiến thêm một bước nữa, lấy cảm hứng từ các lý thuyết của Darwin: "Sinh học luôn tìm ra giải pháp cho một vấn đề", Nicolas Winssinger, giáo sư tại Khoa Hóa hữu cơ tại Khoa Khoa học, UNIGE, giải thích. tác giả của nghiên cứu. Đây là nguyên tắc tiến hóa tự nhiên, bao gồm việc khuếch đại những cá thể tốt nhất, đồng thời tạo ra sự đa dạng để thích nghi và tồn tại trong điều kiện thay đổi. 

Đó là những gì chúng tôi đã thiết lập cho các phân tử nhỏ. " Thật vậy, các nhà khoa học đã phát triển một công nghệ tạo ra sự đa dạng bằng cách tạo ra hơn 100 triệu tập hợp phân tử thông qua DNA của chúng, sau đó họ chọn lọc để phù hợp nhất với một loại protein cụ thể.

Nicolas Winssinger giải thích: “Chúng tôi lấy cảm hứng từ các đặc điểm của các kháng thể nhận biết các protein mục tiêu và tìm cách bắt chước chúng ở dạng các phân tử đơn giản hơn để cho phép chúng được lắp ráp theo các tổ hợp khác nhau, được chỉ đạo bởi trình tự DNA. Các kết hợp này sau đó được chọn và khuếch đại nhiều lần để tìm ra kết hợp tốt nhất có thể với protein được nhắm mục tiêu, tất cả trong một đến hai tuần, so với các tháng hoặc thậm chí một năm đối với sàng lọc thông lượng cao truyền thống.

Một kỹ thuật đã được chứng minh, dễ tái tạo và không tốn kém

Để xác nhận tính hiệu quả của phương pháp này, nhóm nghiên cứu tại Geneva đã tập trung vào protein PD-L1, loại protein này bảo vệ các tế bào ung thư bằng cách chuyển hướng hệ thống miễn dịch. Nicolas Winssinger nói: “Nhờ phương pháp luận của chúng tôi, chúng tôi đã nhanh chóng xác định được một tổ hợp nhắm mục tiêu cụ thể đến PD-L1, xác nhận rằng nó hoạt động hiệu quả.

Kỹ thuật này, dễ tái tạo trong bất kỳ phòng thí nghiệm nào trên thế giới, chỉ tốn vài nghìn franc, so với hàng triệu cho sàng lọc thông lượng cao. Nhà nghiên cứu Geneva kết luận: "Bằng cách khai thác các lực lượng tiến hóa mà Darwin nêu bật, giờ đây chúng ta có thể cải thiện các tổ hợp phân tử của mình và mở ra một không gian mới cho các tổ hợp có thể chưa được khai thác, để tạo ra các loại thuốc mới, hiệu quả hơn".

Nguồn Université de Genève