Badania

Praca nad lekiem na COVID-19?

Opublikowano: 2020-03-26

forum akademickie
Źródło: www.kpk.gov.pl

Najpierw superkomputery o najpotężniejszych mocach obliczeniowych przeanalizują 500 miliardów cząsteczek chemicznych. W ten sposób naukowcy wytypują substancje potencjalnie skuteczne w leczeniu. Potem nastąpi część doświadczalna projektu w której wezmą udział biolodzy molekularni. Tak w dużym skrócie wyglądają fazy projektu Exscalate4CoV, finansowanego przez UE, zmierzającego do znalezienia leku na koronawirus.

W projekcie tym bierze udział olbrzymia grupa uczonych z 18 europejskich instytucji badawczych. Polskę reprezentuje grupa naukowców z Laboratorium Struktury Białka Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej PAN, kierowana przez dr. hab. Marcina Nowotnego (na fot.). Zajmuje się od kilkunastu lat biologią molekularną i współpracuje z przemysłem farmaceutycznym w pracach nad nowymi lekami. Stosuje głównie dwie metody: krystalografię białkową, a ostatnio także mikroskopię krioelektronową. Obie pozwalają na wizualizację cząsteczek biologicznych (białek, kwasów nukleinowych i ich kompleksów) z ogromną precyzją, na poziomie pojedynczych atomów. To z kolei pomaga zrozumieć, jak te cząsteczki funkcjonują w zdrowej komórce i w stanach chorobowych.

Za realizację projektu Exscalate4CoV odpowiada publiczno-prywatne konsorcjum, którego liderem jest włoska firma biofarmaceutyczna Dompé. Sercem projektu jest platforma Exscalate opracowana przez Dompé. Wykorzystuje ona wirtualną bibliotekę chemiczną, złożoną z 500 miliardów cząsteczek.

– Jest w stanie obliczeniowo testować ponad 3 miliony tych cząsteczek na sekundę. Chodzi o to, by znajdować takie, które mogą wiązać się z białkami wirusa i je hamować. Substancje te są potencjalnymi lekami antywirusowymi – mówi dr Nowotny.

Exscalate to najpotężniejsza i najbardziej efektywna kosztowo platforma komputerowa tego typu na świecie. Aby w pełni wykorzystać jej potencjał, zostanie połączona z siecią superkomputerowych zasobów UE. Działanie wytypowanych substancji będzie następnie sprawdzane eksperymentalnie.

Kluczowe jest zrozumienie, w jaki sposób koronawirus SARS-CoV-2 łączy się z potencjalnym lekiem. Naukowcy określą trójwymiarowe struktury atomowe białek wirusa z wybranymi cząsteczkami.

– Pozwoli to na dokładne poznanie mechanizmu działania zidentyfikowanych substancji. Pomoże też w optymalizacji ich budowy chemicznej, aby poprawić własności cząsteczek – wyjaśnia dr Nowotny. – Chodzi o to, by cząsteczka leku dokładnie pasowała swoim kształtem do cząsteczki białka wirusowego. Dzięki temu może się silnie wiązać do tego białka i skutecznie je hamować, trochę jak klin wbity w skomplikowany mechanizm. Jednocześnie cząsteczka taka nie może przyczepiać się do białek ludzkich. Ich hamowanie może bowiem zaburzać funkcjonowanie komórek i mieć efekt toksyczny.

To jego grupa – wspólnie z badaczami z synchrotronu Elettra z Włoch – odpowiada za określenie struktur przestrzennych metodami krystalografii rentgenowskiej. Dodatkowo naukowcy z Warszawy wykorzystają w swojej pracy metody mikroskopii elektronowej.

Istotą jest wirtualna identyfikacja znanych leków, dla których potwierdzono bezpieczeństwo stosowania u ludzi.

– Dzięki temu dana cząsteczka może być szybko wprowadzona do terapii. Co ważne, zorganizowanie kompletnej platformy służącej opracowaniu nowych leków pozwoli w przyszłości na szybką odpowiedź na epidemie czy pandemie podobne do obecnej – podkreśla dr Nowotny.

Projekt Exscalate4CoV ma ruszyć najpóźniej 1 kwietnia 2020 r. Mimo iż z punktu widzenia rozwijającej się pandemii liczy się czas, znalezienie nowego leku to proces pracochłonny i długi. Przy współudziale tylu naukowców i superkomputerów może być wprawdzie szybszy niż dotychczasowe, ale i tak może zająć miesiące, a nawet lata.

Grupa z Warszawy otrzyma na swoje badania ponad 70 tys. euro. Finansowanie zapewnia Komisja Europejska w ramach programu Horyzont 2020.

JK

(Źródło: MIBMiK PAN)


PARTNERZY

forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie
forum akademickie