Pomoce dydaktyczne obrazujące, w jaki sposób cząsteczki różnych leków i toksyn mogą łączyć się z tym samym receptorem, mając różny wpływ na organizm ludzki, stworzyli studenci i doktoranci Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego. Będą przydatne przyszłym farmaceutom w trakcie kursu chemii leków.
Molekularne działanie leków trudno zrozumieć, ponieważ jest niewidoczne gołym okiem, a receptor GABA pozostaje dodatkowo wrażliwy na wiele substancji o zróżnicowanej budowie chemicznej i działaniu. Dlatego w Katedrze i Zakładzie Chemii Farmaceutycznej Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego postanowiono zwizualizować ten proces i z wykorzystaniem druku 3D stworzyć modele interakcji pomiędzy receptorem GABA a cząsteczkami leków. Do przedsięwzięcia realizowane w ramach projektu „Innowatorzy” dołączyli członkowie Studenckiego Koła Naukowego działającego przy Katedrze.
Na początku wydrukowano model prezentujący faktyczny wygląd receptora jako pofałdowanego białka o złożonej budowie. Następnie opracowano i wydrukowano uproszczony ruchomy model receptora, a ostatecznie model z zaznaczonymi miejscami wiązania wybranych substancji: diazepamu, alprazolamu, flumazenilu, bikukuliny oraz pikrotoksyny. Miejsca wiązania w modelu oparto o struktury trójwymiarowe receptora z substancjami otrzymane metodą mikroskopii elektronowej oraz krystalograficznie – dostępne w Protein Data Bank.
Oprócz szczegółowych informacji na temat budowy i działania receptora GABA oraz wpływu leków na jego działanie, studenci mieli okazję zgłębić także szczegóły druku 3D, który od kilku lat jest coraz powszechniej wykorzystywany w GUMed. Nauczyli się podstaw projektowania obiektów trójwymiarowych, opracowywania ich i przygotowania plików do druku, pracy z drukarką oraz rozwiązywania problemów. Końcowy efekt ich prac jest widoczny w filmie. Druk 3D w dziedzinie medycyny wykorzystywany jest z powodzeniem, m.in. do tworzenia spersonalizowanych protez lub trójwymiarowych modeli anatomicznych ułatwiających zaplanowanie procedur medycznych. W farmacji intensywnie rozwijane są drukowane postaci leku oraz różnorodne sposoby usprawnienia analityki farmaceutycznej. W Katedrze i Zakładzie Chemii Farmaceutycznej GUMed od kilku lat druk 3D jest stosowany w rozwijaniu nowych rozwiązań analitycznych, m.in. poprzez zastosowanie nowych materiałów do ekstrakcji leków z prób biologicznych.
Projekt realizowany był pod opieką dr. Mariusza Belki, a nadzór merytoryczny związany z wprowadzaniem nowych rozwiązań dydaktycznych do kursu chemii leków dla studentów farmacji sprawował prof. Tomasz Bączek, kierownik Katedry Chemii Farmaceutycznej Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego.
źródło: GUMed