Prace w kierunku wysokoprzepustowych badań przesiewowych leków

Odkrywanie leków jest pracochłonnym i kosztownym procesem, który obejmuje wiele etapów, zajmujących dużo czasu. W medynie niezwykle potrzebne są skuteczne leki, co przekłada się na konieczność opracowania nowej metodologii działania.

Zdrowie

Tradycyjne metody badań przesiewowych spowalniają opracowywanie leków i zmniejszają wydajność tego procesu. Prowadzi to do nieskuteczności leczenia, powikłań związanych z nieodpowiednim dawkowaniem i obciążenia systemów opieki zdrowotnej. Według amerykańskiej Agencji Żywności i Leków (FDA) tylko około 8% potencjalnych leków, które poddaje się badaniom klinicznym, zostaje następnie zatwierdzonych. Dlatego też należy opracować szybsze i skuteczniejsze metody badań przesiewowych. W tym celu, w ramach finansowanego przez UE projektu FUNSTAR CAPSULE (Functional nanostar encapsulated nanocapsule for cell-based high-throughput drug screening), zaproponowano nową metodologię działania bazującą na odczytach kolorymetrycznych. Metoda ta korzysta ze stanu agregacji nanocząstek (NP) złota i pozwala prowadzić szybkie badania przesiewowe leków na nowotwory złośliwe, padaczkę, jaskrę i AIDS, jak również inhibitorów sfingomielinazy (SMazy), enzymu związanego z chorobami układu krążenia i chorobą Niemanna-Picka. Opracowano sprytną strategię badań przesiewowych potencjalnych genów, wykorzystując po raz pierwszy syntetyczne sondy i enzym w oznaczeniu kolorymetrycznym. Badacze początkowo zsyntetyzowali odpowiednie ligandy o celowanym wiązaniu i sprzęgli je ze znacznikami chromoforowymi. Scharakteryzowano kinetykę i termodynamikę tych ligandów metodą powierzchniowego rezonansu plazmonowego, izotermicznego miareczkowania kalorymetrycznego i spektroskopii UV-Vis. Skuteczne leki, których powinowactwo wiązania do białka docelowego było większe, powodowały zmianę koloru z czerwonego na niebieski. Metoda okazała się bardzo skuteczna przy stężeniach hamujących leków odpowiadających ich powinowactwu wiązania. Wdrożono zmodyfikowaną wersję tej metody w celu badań przesiewowych inhibitorów SMazy. Badacze opracowali pęcherzyki liposomowe zawierające naturalny substrat tego enzymu, który był uwalniany po pęknięciu pęcherzyka, powodując agregację NP złota i zmianę koloru. Opracowana podczas projektu FUNSTAR CAPSULE metoda korzystająca z NP stanowi platformę do skutecznych i szybkich badań przesiewowych potencjalnych leków na podstawie reakcji barwnych. Łatwość, czułość i oszczędność czasu są ważnymi zaletami tej metody, dzięki którym może ona znacząco przyspieszyć odkrywanie leków.