Molekule koje nisu bile tamo, ili kako liječiti rak s matematikom

Unatoč tome što su danas najčešći tipovi liječenja raka kirurgija i kemoterapija, nade svjetske znanstvene zajednice u borbi protiv glavne bolesti 21. stoljeća usmjerene su u potpuno drugačijem smjeru - prema tzv. Ciljanoj terapiji.

Što, zapravo, slučaj. Klasične metode kao što su kirurgija, zračenje ili kemoterapija, pokušavaju ubiti stanice raka, "oduzimati sve žive stvari na svom putu", izazivajući strašne nuspojave u ostatku tijela. Ciljana terapija - u stvari, ime upućuje na bit - utječe samo na specifične mehanizme koji se javljaju u zahvaćenim stanicama, gotovo bez utjecaja na njihove zdrave susjede.

Znanstvenici u farmaceutskoj industriji postižu ovaj "ciljani" učinak na različite načine. Neki razvijaju lijekove koji inhibiraju rad bjelančevina koji potiču proces abnormalne diobe stanica. Drugi su u potrazi za tvar koja može blokirati formiranje novih posuda koje pružaju nutricionizam i rast tumora. Treći ritam temeljito je stvaranje jedinstvenih biomolekula - takozvanih "monoklonskih protutijela" - omogućavanje tijelu da sami izliječi bolest (baš kao što naš imunološki sustav reagira na primjer na neke SARS-ove).

(Ukupno 2 fotografija)

Posljednja strategija čini se da je najperspektivnija za svjetsku znanstvenu zajednicu, jer daje pozitivna predviđanja potpune iscjeljivanja od raka čak iu kasnijim fazama. I to je u tom smjeru Ruska tvrtka BIOCAD (mi pisao je o njoj prije), koji uspješno razvija jedinstvene lijekove temeljene na monoklonskim protutijelima za liječenje raka, autoimunih i drugih bolesti već više od 15 godina.

Što je to čarobna antitijela? Ovdje je sve vrlo nebitno.

Na našem planetu postoji niz životinja koje ne dobivaju rak. Na primjer, lame. Oni, naravno, imaju antitumorska monoklonska protutijela koja ih štite. Ljudsko tijelo ne proizvodi takva antitijela. Prema tome, za liječenje ljudi zbog raka potrebno je umjetno "implantirati" ta ista monoklonska protutijela.

Ali postoje neke poteškoće. Protutijela dobivena iz životinja ne mogu se jednostavno koristiti za liječenje ljudi - negativni učinci nepoželjnih proteina ljudskim imunološkim sustavom mogu premašiti terapijski učinak. To jest, nužno je riješiti problem humanizacije - transformacija životinjskih antitijela u čovjeka na takav način da se uklone njihova negativna svojstva, uz zadržavanje korisnih. Da biste to učinili, potrebno je razumjeti koja protutijela su općenito i kod ljudi i kod životinja. Unatoč identitetu originalnih antitijela u svim ljudima, proces mutacije događa se pojedinačno. Kao rezultat, milijuni fragmenata proteinskog lanca, koji imaju jedinstvenu strukturu, oblikuju, uz miješanje, beskonačni broj kombinacija, od kojih se svaka može pokazati kao najopsežnija molekula za iscjeljivanje.

Treba ovdje napomenuti, bez pretjerivanja, da se u rješavanju ovog najkompleksnijeg zadatka analize raznolikosti protutijela kod ljudi i životinja, ruski znanstvenici iz BioCad "tri korpusa" ispred cijelog svijeta. Od 2012. godine, laboratoriji tvrtke razvijaju knjižnicu ljudskih protutijela, koja je trenutno najveća na svijetu. Knjižnica je deponij milijardi gena različitih protutijela, od kojih je svaki pojedinačan i zapravo je zastupljen u ljudskoj krvi. Iste biblioteke su stvorene iz monoklonskih antitijela.

S ovim jedinstvenim podacima prikupljenim od više od 2.000 donatora, znanstvenici prepoznaju najsvestranije kombinacije fragmenata ljudskog proteinskog lanca i odgovaraju im životinjskim protutijelima kako bi se dobila željena formula za zarastanje.

Provođenje takve analize zahtijeva ne samo biološko znanje, već i upotrebu matematičkog aparata. Zahvaljujući postignućima bioinformatike i preciznoj opremi u laboratorijima tvrtke, znanstvenici proizvode višestupanjsku analizu mogućih spojeva, identificirajući kombinacije koje će dati najbolje rezultate na ukupnosti "čovječanstva" protutijela i njegovih specifičnih svojstava. Za takve "uspješne kandidate" o trodimenzionalnim strukturnim modelima, stručnjaci predviđaju točno kako će nastali "hibridi" postati aktivni i također mogu naći načine kako povećati njihovu učinkovitost. I već prateći rezultate matematičkog odabira i računalnog modeliranja, čitave molekularne molekule, identificirane su neke od najperspektivnijih inačica koje su već sintetizirane u laboratorijskim uvjetima. Sljedeći korak, koji se namjerno kreće BioCad danas, prijelaz iz humaniziranih molekula izravno ljudskim, tj. potpuno odbacivanje životinjskih protutijela. Zahvaljujući stalnoj ekspanziji knjižnice ljudskih antitijela i metoda matematičkog modeliranja i molekularnog poboljšanja koje je razvila tvrtka, to će biti moguće u vrlo bliskoj budućnosti..

Ranije je tvrtka naučila kako dobiti učinkovite molekule antitijela u količini dovoljnoj da liječi tisuće pacijenata kako u Ruskoj Federaciji tako iu drugim zemljama. Imajući bazu za brzu isporuku visokopotencijalnih molekula pacijentima služi kao osnova za uspješne inovativne projekte razvoja lijekova. Dakle, znanstvenici su u kratkom vremenu uspjeli riješiti taj proces, postaviti proizvodnju, uspješno provoditi kliničke studije i staviti na tržište prvi bioanalog za sintetički lijek Rituximab (korišten za liječenje limfoma), au bliskoj budućnosti će se objaviti novi lijek, analogni Bevacizumab (liječenje raka crijeva).

Kroz napore znanstvenika danas, u kliničkim uvjetima, razvijaju se više od 10 lijekova s ​​molekularno usmjerenim djelovanjem. Nekoliko se ispituje. Njihov nastup na farmaceutskom tržištu očekuje se u narednim godinama. A s njima - i prilika za razgovor o potpunoj pobjedi nad glavnom bolešću XXI. Stoljeća.

Vidi također - Kako i gdje u Rusiji raka lijekova protiv raka