Группа ученых создала новый мощный метод получения белковых лекарств. Используя компьютеры, они разработали молекулы, которые могут воздействовать на важные белки в организме, такие как рецептор инсулина, а также на уязвимые белки на поверхности вирусов. Это решает давнюю проблему разработки лекарств и может привести к новым методам лечения рака, диабета, инфекций, воспалений и других заболеваний.

Исследование, опубликованное сегодня в журнале Nature , было проведено учеными из лаборатории Дэвида Бейкера, профессора биохимии в Медицинской школе Вашингтонского университета и лауреата Премии за прорыв 2021 года в области наук о жизни.

«Возможность генерировать новые белки, которые прочно и специфически связываются с любой желаемой молекулярной мишенью, — это сдвиг парадигмы в разработке лекарств и молекулярной биологии в более широком смысле», — сказал Бейкер.

В настоящее время антитела являются наиболее распространенными препаратами на основе белков. Обычно они функционируют путем связывания со специфической молекулярной мишенью, которая затем либо активируется, либо деактивируется. Антитела могут лечить широкий спектр заболеваний, включая COVID-19 и рак, но создавать новые антитела сложно. Производство антител также может быть дорогостоящим.

Команда под руководством двух постдокторантов из лаборатории Бейкера — Лунсин Цао и Брайана Ковентри — объединила последние достижения в области вычислительного дизайна белков, чтобы прийти к стратегии создания новых белков, которые связывают молекулярные мишени аналогично антителам. Они разработали программное обеспечение, которое может сканировать молекулу-мишень, определять потенциальные сайты связывания, генерировать белки, нацеленные на эти сайты, а затем проводить скрининг из миллионов белков-кандидатов на связывание, чтобы идентифицировать те из них, которые, скорее всего, будут функционировать.

Команда использовала новое программное обеспечение для создания высокоаффинных связывающих белков против 12 различных молекулярных мишеней. Эти мишени включают важные клеточные рецепторы, такие как TrkA, EGFR, Tie2 и рецептор инсулина, а также белки на поверхности вируса гриппа и SARS-CoV-2 (вирус, вызывающий COVID-19).

«Когда дело доходит до создания новых лекарств, есть легкие и трудные цели», — сказал Цао, который сейчас работает доцентом в Университете Вестлейк. «В этой статье мы показываем, что даже очень жесткие мишени поддаются такому подходу. Мы смогли сделать связывающие белки с некоторыми мишенями, у которых не было известных связывающих партнеров или антител »,

В общей сложности команда произвела более полумиллиона потенциальных связывающих белков для 12 выбранных молекулярных мишеней. Данные, собранные по этому большому пулу связывающих белков-кандидатов, были использованы для улучшения общего метода.

«Мы с нетерпением ждем возможности увидеть, как эти молекулы можно использовать в клиническом контексте, и, что более важно, как этот новый метод разработки белковых препаратов может привести к еще более многообещающим соединениям в будущем», — сказал Ковентри.