Головна / Здоров'я / Як віруси допоможуть створити нові ліки

Як віруси допоможуть створити нові ліки

Віруси та бактерії мають не найкращу репутацію. Ми знаємо їх як тих, хто заподіює шкоду і страждання, призводить до безлічі хвороб і навіть до летального результату. Ми намагаємося уникнути будь-якого можливо контакту з деякими типами вірусів і бактерій, але розумне їх використання може дозволити нам позбутися від деяких захворювань.

Два лауреати Нобелівської премії 2018 року в галузі хімії, біохімії Джордж Сміт і сер Грегорі Вінтер, знайшли спосіб використовувати природні еволюційні процеси для того, щоб виробляти нові протеїни. Схожим чином інший нобелівський лауреат, Френсіс Арнольд, використовував спрямовану еволюцію для створення нових ензимів. Ці методи дозволяють створити нові медичні препарати. І все завдяки тому, що називається «фаговий дисплей» (лабораторний метод вивчення ДНК і білків).

Всі віруси являють собою відносно прості організми, що складаються з невеликої кількості генетичного матеріалу, що знаходиться під протеїновим покриттям. Вони розмножуються і поширюються за допомогою проникнення в живу клітину і впровадження в неї свого генетичного матеріалу. Бактеріофаги, також звані просто фагами, являють собою тип вірусу, який вдирається і росте всередині бактерії або археї. Фаги використовуються в різних дослідженнях і виробництвах, включаючи створення нових ліків і поліпшення людського здоров’я. Завдяки їм були створені антибіотики, методи діагностування інфекцій і навіть знищення хвороботворних бактерій.

Ще в 1980-х Джордж Сміт знайшов спосіб помістити протеїни (точніше, частини протеїнів, які називаються пептидами) на поверхні бактеріофагів, щоб швидко створювати копії цих протеїнів і потім відбирати підходящі для виконання специфічних завдань. Вводячи відповідальний за протеїн ген частина генетичного коду фага, яка відповідала за створення захисного покриття, вдалося обдурити фаг і змусити його включити цей протеїн в процеси створення оболонки. Фаг потім показував цей протеїн на оболонці подібно маленькому прапору, створюючи «фаговий дисплей». Цей метод дозволив швидко створювати величезні бібліотеки різних пептидів, включаючи різні гени бактеріофагів. Оскільки фаги ростуть в бактерії, то бактерії, які швидко розмножуються дозволяли виробляти велику кількість бактеріофагів. Деякі з цих пептидів знайшли застосування в створенні нових ліків.

Команда Грегорі Вінтера пішла далі по шляху до створення антитіл, які можна буде використовувати в якості засобу для лікування хвороб. Людська імунна система виробляє сотні тисяч різних антитіл для боротьби з різними захворюваннями, і вчені задалися метою використовувати антитіла як основу нової фармацевтики. Антитіло — це протеїн особливої форми, яке призначене для боротьби з конкретним збудником захворювання. Саме форма визначає здатність антитіл щільно приліпитися до збудника і потім знищити його. Вінтер почав використовувати технологію «фагового дисплея» для того, щоб створювати штучні антитіла. Він вводив генетичні інструкції для створення антитіл у генетичний код фага, і той створював компоненти антитіла на своїй оболонці. Вводячи різні генетичні інструкції для антитіл, була отримана величезна і різноманітна їхня колекція. Наступним етапом було знайти фаги з антитілами, які найкраще вражають ціль. Метою міг бути інший протеїн або ділянка ДНК, що належать до збудника людської хвороби. Вінтер використовував цю мету для того, щоб визначити фагів з найбільш ефективними антитілами. Повторивши цикл кілька разів, відсіваючи невдалі варіанти фагів, він отримав антитіла, які, завдяки своїй формі, міцно приліплялись до своїх цілей і, таким чином, можуть служити основою для нових ліків.

Технологія, створена Смітом і Вінтером, може у майбутньому призвести до виникнення безлічі різних медичних препаратів, і тоді можна забути про відторгнення трансплантованих органів і таких захворюваннях, як сибірська виразка і хвороба Альцгеймера.

 
comments powered by HyperComments