Molekuly, které tam nebyly, nebo jak vyléčit rakovinu pomocí matematiky

Navzdory skutečnosti, že nejčastější typy léčby rakoviny dnes jsou stále operace a chemoterapie, naděje světové vědecké komunity v boji proti hlavní onemocnění 21. století jsou směrovány zcela jiným směrem - směrem k tzv. Cílené terapii.

Co vlastně ten případ. Klasické metody, jako je chirurgie, záření nebo chemoterapie, které se snaží zabít rakovinové buňky, "odvádějí všechny živé věci na jejich cestách" a vyvolávají hrozivé vedlejší účinky ve zbytku těla. Cílená léčba - ve skutečnosti název v podstatě naznačuje - ovlivňuje pouze specifické mechanismy, které se vyskytují v postižených buňkách, téměř bez ovlivnění jejich zdravých sousedů.

Vědci ve farmaceutickém průmyslu dosahují tento "cílový" dopad různými způsoby. Někteří vyvíjejí léky, které brání práci bílkovin, které způsobují proces abnormálního rozdělení buněk. Jiní hledají látku, která dokáže zablokovat tvorbu nových nádob, které zajišťují výživu a růst nádorů. Třetí porazí zcela fundamentálně: vytvořit jedinečné biomolekuly - tzv. "Monoklonální protilátky" - umožňující tělu sama léčit onemocnění (stejně jako náš imunitní systém reaguje například na některé SARS).

(Celkem 2 fotek)

Tato druhá strategie se zdá být nejslibnější pro světovou vědeckou komunitu, neboť poskytuje pozitivní předpovědi úplného uzdravení z rakoviny i v pozdějších stadiích. A právě v tom směru Ruská společnost BIOCAD (my o ní napsala dříve), která úspěšně vyvíjí unikátní léky na bázi monoklonálních protilátek pro léčbu rakoviny, autoimunitních a dalších onemocnění již více než 15 let.

Co jsou to magické protilátky? Všechno je zde velmi netriviální.

Na naší planetě existuje řada zvířat, která nemají rakovinu. Například lamy. Přirozeně mají protinádorové monoklonální protilátky, které je chrání. Lidské tělo nevytváří takové protilátky. V souladu s tím je při léčbě lidí pro rakovinu nezbytné uměle "implantovat" stejné monoklonální protilátky.

Ale existují určité potíže. Protilátky odvozené ze zvířat nemohou být jednoduše použity k léčbě lidí - negativní účinky nepřijetí bílkovin lidským imunitním systémem mohou překročit terapeutický účinek. To znamená, že je třeba vyřešit problém humanizace - transformace zvířecích protilátek na člověka tak, aby byly odstraněny jejich negativní vlastnosti a přitom zůstaly užitečné. K tomu je třeba pochopit, jaké protilátky jsou obecně jak u člověka, tak u zvířat. Navzdory totožnosti původních genů protilátek u všech lidí probíhá proces mutace jednotlivě. Výsledkem je, že miliony fragmentů bílkovinného řetězce, které mají jedinečnou strukturu, tvoří za míchání nekonečný počet kombinací, z nichž každá se může ukázat jako nejuniverzálnější léčebná molekula.

Je třeba si uvědomit, že při řešení tohoto nejsložitějšího úkolu analýzy rozmanitosti protilátek u člověka a zvířat je třeba poznamenat, že ruští vědci z BIOCAD "tři sbory" před celým světem. Od roku 2012 vyvíjí laboratoře společnosti knihovnu lidských protilátek, která je v současné době největší na světě. Knihovna je repozitářem miliard genů různých protilátek, z nichž každá je individuální a je skutečně zastoupena v lidské krvi. Stejné knihovny jsou vytvořeny z monoklonální protilátky lam.

S těmito unikátními údaji shromážděnými od více než 2 000 dárců vědci identifikují nejuniverzálnější kombinace fragmentů lidského proteinkového řetězce a odpovídají je s živočišnými protilátkami, aby získali požadovaný hojivý vzorec.

Provedení tohoto druhu analýzy vyžaduje nejen biologické znalosti, ale také použití matematického přístroje. Díky úspěchu bioinformatiky a vysoce přesné výbavy v laboratořích společnosti vedou vědci vícestupňovou analýzu možných sloučenin, identifikují kombinace, které poskytnou nejlepší výsledky na totality "lidskosti" protilátky a jejích specifických vlastností. U takových "úspěšných kandidátů" na trojrozměrných strukturálních modelech odborníci přesně předpovídají, jak budou výsledné "hybridy" aktivní a mohou také najít způsoby, jak zvýšit jejich účinnost. A již po výsledcích matematického výběru a počítačového modelování celé řady molekul jsou identifikovány některé z nejslibnějších variant, které jsou již syntetizovány za laboratorních podmínek. Další krok, který se cílevědomě pohybuje BIOCAD dnes, přechod od humanizovaných molekul k přímo lidským, to je úplné odmítnutí zvířecích protilátek. Díky neustálému rozšiřování knihovny lidských protilátek a metod matematického modelování a molekulárního vylepšení vyvinutých společností se to stane možné ve velmi blízké budoucnosti..

Dříve se společnost naučila získat účinné molekuly protilátek v množství dostatečném k léčbě tisíců pacientů jak v Ruské federaci, tak iv dalších zemích. Získání základny pro rychlé přivádění molekul s vysokým potenciálem pacientům slouží jako základ úspěšných inovativních projektů rozvoje drog. Takže se vědci podařilo tento proces zpracovat v krátké době, zahájili výrobu, úspěšně provedli klinické studie a uvedli na trh první bioanalog syntetické drogy Rituximab (používaný k léčbě lymfomu) a v blízké budoucnosti uvolnění nového léku, analogu Bevacizumabu rakovina tlustého střeva).

Prostřednictvím úsilí vědců dnes v klinických podmínkách se vyvíjejí více než deset léčiv s molekulárně orientovanou činností. Několik je testováno. Jejich vzhled na farmaceutickém trhu se očekává v nadcházejících letech. A s nimi - a příležitost mluvit o úplném vítězství nad hlavním onemocněním století XXI.

Viz též - Jak a kde se v Rusku vyrábějí léky proti rakovině