Cercetătorii au descoperit o modalitate de a putea proiecta medicamente eficiente, oferind compusului o orientare 3D corectă, care este importantă pentru biologic activitate.
Progresul în domeniul sănătății depinde de înțelegerea biologiei a boală, dezvoltând tehnici și medicamente pentru diagnosticarea corectă și, în final, tratamentul bolii. După multe decenii de cercetare, oamenii de știință au dobândit o înțelegere a mecanismelor complexe care sunt implicate într-o anumită boală, ceea ce a condus la multe descoperiri noi. Dar există încă câteva provocări cu care ne confruntăm atunci când vine vorba de găsirea și dezvoltarea unui nou medicament care ar oferi o nouă modalitate de tratament. Încă nu avem medicamente sau metode de combatere a multor boli. Călătoria de la prima descoperire a unui potențial medicament și dezvoltarea acestuia nu este doar complexă, consumatoare de timp și costisitoare, dar uneori, chiar și după ani de studiu, există rezultate slabe și toată munca grea este în zadar.
Bazat pe structură proiectarea medicamentelor este acum un domeniu potențial în care s-a obținut succes pentru noile medicamente. Acest lucru a fost posibil datorită informațiilor genomice, proteomice și structurale masive și în creștere disponibile pentru oameni. Aceste informații au făcut posibilă identificarea de noi ținte și investigarea interacțiunilor dintre medicamente și țintele lor pentru descoperirea medicamentelor. Cristalografia cu raze X și bioinformatica au permis o mulțime de informații structurale medicament tinte. În ciuda acestui progres, o provocare semnificativă în descoperirea medicamentelor este capacitatea de a controla structura tridimensională (3D) a moleculelor - potențialele medicamente - cu o precizie minimă. Astfel de constrângeri reprezintă o limitare severă pentru descoperirea de noi medicamente.
Intr-un studiu publicat in Ştiinţă, o echipă condusă de cercetători de la Graduate Center al Universității City din New York a conceput o modalitate care face posibilă modificarea structurii 3D a moleculelor chimice mai rapid și mai fiabil în timpul procesului de descoperire a medicamentelor. Echipa s-a bazat pe munca laureatului nobil Akira Suzuki, un chimist care a dezvoltat reacții de cuplare încrucișată care au arătat că doi atomi de carbon pot fi legați folosind catalizatori de paladiu și a câștigat Premiul Nobil pentru această lucrare specială. Descoperirea sa inițială a permis cercetătorilor să construiască și să sintetizeze noi candidați la medicamente mai rapid, dar s-a limitat doar la realizarea de molecule plate 2D. Aceste noi molecule au fost folosite cu succes pentru aplicații în medicină sau industrie, dar metoda Suzuki nu a putut fi folosită pentru a manipula structura 3D a unei molecule în timpul procesului de proiectare și dezvoltare a unui nou medicament.
Majoritatea compușilor biologici utilizați în domeniul medical sunt molecule chirale, ceea ce înseamnă că două molecule sunt imagini în oglindă una ale celeilalte, deși pot avea aceeași structură 2D - ca o mână dreaptă și stângă. Astfel de molecule de oglindă vor avea un efect biologic și un răspuns diferit în organism. O imagine în oglindă ar putea fi benefică din punct de vedere medical, în timp ce cealaltă ar putea avea un efect advers. Un prim exemplu în acest sens este tragedia talidomidei din anii 1950 și 1960, când medicamentul talidomida a fost prescris femeilor însărcinate ca sedativ sub forma ambelor imagini în oglindă, o imagine în oglindă a fost utilă, dar cealaltă a cauzat defecte congenitale devastatoare la copiii născuți. acelor femei care au consumat drogul greșit. Acest scenariu oferă o importanță controlului alinierii atomilor individuali care constituie structura 3D a unei molecule. Deși reacțiile de cuplare încrucișată ale lui Suzuki sunt utilizate în mod obișnuit în descoperirea medicamentelor, golul încă nu a fost completat în manipularea structurii 3D a moleculelor.
Acest studiu a avut ca scop obținerea unui control care ar ajuta la formarea selectivă a imaginilor în oglindă ale unei molecule. Cercetătorii au conceput o metodă pentru a orienta cu atenție moleculele în structurile lor 3D. Ei au dezvoltat mai întâi metode statistice care prezic rezultatul unui proces chimic. Apoi aceste modele au fost aplicate pentru a dezvolta condiții adecvate în care structura moleculară 3D ar putea fi controlată. În timpul reacției de cuplare încrucișată catalizată de paladiu se adaugă diferiți aditivi de fosfină care influențează geometria finală 3D a produsului de cuplare încrucișată și înțelegerea acestui proces a fost crucială. Scopul final a fost fie de a păstra orientarea 3D a moleculei inițiale, fie de a o inversa pentru a produce imaginea în oglindă. Metodologia ar trebui să rețină sau să inverseze „selectiv” geometria moleculei.
Această tehnică poate ajuta cercetătorii să creeze biblioteci de compuși noi din punct de vedere structural, fiind în același timp în măsură să controleze structura sau arhitectura 3D a acestor compuși. Acest lucru va permite descoperirea și proiectarea mai rapidă și eficientă de noi medicamente și medicamente. Descoperirea și proiectarea medicamentelor bazate pe structură au un potențial neexploatat care poate fi utilizat pentru a descoperi noi medicamente. Odată ce un medicament este descoperit, mai este un drum lung de parcurs de la laborator la testele pe animale și, în final, la studiile clinice pe oameni, abia după care medicamentul este disponibil pe piață. Studiul actual oferă o bază solidă și un punct de plecare potrivit pentru procesul de descoperire a medicamentelor.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Zhao S și colab. 2018. Formarea de legături C-C catalizată de Pd enantiodivergent a fost activată prin parametrizarea ligandului. Ştiinţă. https://doi.org/10.1126/science.aat2299
***
