Language
Country/Area
No result found
От генов к лекарствам: какую ключевую роль ДНК играет в химическом синтезе?
С развитием биотехнологий технология ДНК-кодированной химической библиотеки (DECL) стала неотъемлемой частью процесса разработки лекарственных препаратов. Эта технология не только расширяет возможности создания лекарственных препаратов, но и способствует укреплению связи между медицинской наукой и молекулярной биологией. Объединяя малые молекулы с кодированием ДНК, исследователи могут синтезировать и проверять большое количество соединений малых молекул в беспрецедентных масштабах.
Благодаря технологии химической библиотеки, кодируемой ДНК, процесс скрининга для открытия новых лекарственных препаратов больше не зависит от традиционных биохимических тестов, а может использовать более эффективные методы для выявления потенциальных мишеней для лекарственных препаратов.
Технология основана на объединении химических соединений или их строительных блоков с короткими последовательностями ДНК, которые действуют как метки. При проведении скрининга на наркотики весь процесс значительно упрощается. Отбор по аффине позволяет исследователям быстро идентифицировать соединения, связывающиеся с целевым белком, без необходимости проведения утомительных биохимических анализов.
Появление технологии химической библиотеки, кодируемой ДНК, знаменует собой серьезные изменения в области химического синтеза. Эта технология позволяет идентифицировать соединения, которые связываются с лекарственными мишенями из большого числа соединений. Предполагается, что такой подход может значительно повысить скорость открытия новых лекарственных препаратов, особенно при работе с объектами, которые ранее считались «не поддающимися лечению».
Технология DECL обеспечивает эффективный метод идентификации высококачественных потенциальных лекарственных препаратов, устраняя необходимость в первоначальной оценке активности.
Такие достижения особенно важны на ранних стадиях разработки лекарственных препаратов. Если взять в качестве примера валидацию цели и идентификацию попадания, то текущий цикл разработки лекарств слишком длинный и дорогостоящий. Однако использование ДНК-кодированных химических библиотек может быстро отфильтровывать эффективные соединения, тем самым значительно сокращая время разработки лекарств. Историческая справка о технологии кодирования ДНК
Еще в 1982 году профессор Фурка из Венгрии впервые предложил концепцию комбинаторной химии с целью синтеза и скрининга многокомпонентных смесей в рамках единого процесса. В ходе дальнейшего развития, еще в 1992 году, Бреннер и Лернер предложили идею связывания молекул с определенными олигонуклеотидными последовательностями, заложив теоретическую основу для технологии химических библиотек, кодируемых ДНК. В 1993 году началось первое практическое применение этого метода.
За последние несколько лет технология химических библиотек, кодируемых ДНК, претерпела ряд технологических инноваций. Технология фагового дисплея, включая моноклональные антитела, дрожжевой дисплей и дисплей мРНК, предоставляет новые шаблоны для отображения биологических молекул. Это представляет собой переход от биохимии к химическому синтезу в более крупных масштабах.
Применение инновационных технологий
Современные приложения химических библиотек, кодируемых ДНК, можно разделить на две категории: неразвитые и развитые методы. Неэволюционные технологии обычно полагаются на готовые реагенты для создания относительно простых библиотек соединений; в то время как эволюционные технологии используют последовательности ДНК для непрерывного отбора и амплификации, аналогично процессу естественного отбора, для отсеивания низкомолекулярных соединений, имеющих лечебную ценность.
Эти технологии не только повышают эффективность синтеза соединений, но и значительно расширяют спектр охватываемых соединений, предоставляя ученым возможность исследовать заболевания, которые ранее были неизлечимы.
Например, технология Yocto Reactor использует принцип самосборки ДНК, что позволяет молекулярным реакциям происходить в ультраследовых средах, что не только увеличивает скорость реакции, но и позволяет успешно генерировать некоторые трудно синтезируемые соединения.
Причина всех этих достижений заключается в том, что, улучшая условия химической реакции, ученые теперь могут повысить эффективность реакции в меньшем пространстве, чего невозможно достичь с помощью традиционных процессов синтеза.
Перспективы на будущее
Внедрение этих новых технологий не только увеличит скорость открытия новых лекарственных препаратов, но и сократит затраты на разработку, сделав будущий процесс разработки лекарств более эффективным и точным. Потенциал этой технологии в процессе разработки лекарственных препаратов по-прежнему огромен, и предстоящая задача будет заключаться в обеспечении постоянных инноваций и оптимизации в широком спектре приложений.
За постоянными исследованиями научного сообщества стоит бесконечное ожидание нахождения прорывных решений для болезней, которые когда-то считались неизлечимыми. Изменит ли это полностью модель разработки лекарств?
