Jadowity ślimak kluczem do terapeutycznych molekuł
Czy można zrekonstruować środek przeciwbólowy, aby lepiej zobaczyć, jak białka wiążą się z kanałami komunikacyjnymi? Naukowcy z całej Europy korzystają z najnowszych technik komputerowych, aby zrekonstruować środek przeciwbólowy na bazie białka XEP-018, który odkryto w jadzie Conus consors, gatunku ślimaka morskiego. Badania zostały dofinansowane z projektu CONCO (Toksykologia stosowana gatunku Conus consors na rzecz szybszej, tańszej, bezpieczniejszej i bardziej etycznej produkcji innowacyjnych leków biomedycznych), który otrzymał wsparcie w wysokości ponad 10 mln EUR z tematu "Nauki przyrodnicze, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE. W ramach projektu CONCO, który zgromadził 19 partnerów europejskich oraz Instytut JCVI (J.Craig Venter Institute) z USA, jadowity ślimak morski jest wykorzystywany do opracowania nowych molekuł terapeutycznych. "Wszystkie wrażenia sensoryczne w naszym organizmie są przesyłane do mózgu i z powrotem za pośrednictwem neuronów" - jak się cytuje dr Henry'ego Hockinga z Uniwersytetu w Utrechcie, członka CONCO. "W jadzie stożka są zawarte peptydy, które mogą zakłócić pracę tych obwodów. Peptydy przyczepiają się do otworów w kanałach komunikacyjnych zlokalizowanych w tkankach mięśniowych, które odbierają sygnał neuronalny. Działają jak swoistego rodzaju zatyczka. Kiedy już się przyczepią, żaden sygnał nie może zostać przesłany do mózgu i ustaje odczucie bólu". Dr Hocking wraz z kolegami posłużył się nuklearnym rezonansem magnetycznym (NMR), aby odtworzyć trójwymiarową (3D) strukturę białka XEP-018 - obiecującej molekuły, która została odkryta przez członków CONCO i niedawno opisana przez Philippe'a Favreau, naukowca z Atheris Laboratories w Szwajcarii oraz współpracowników z British Journal of Pharmacology. Wypowiadając się na temat zastosowania NMR, profesor Alexandre Bonvin z Uniwersytetu w Utrechcie stwierdził: "NMR to technika znana ze szpitali, gdzie wykorzystywane są skanery obrazowania rezonansem magnetycznym. Badani są umieszczani w dużych polach magnetycznych i wykonywane są zdjęcia. Stosując NMR, umieszczamy molekuły białek wewnątrz i bombardujemy je falami elektromagnetycznymi. Zamiast wykonywania zdjęć, mierzymy odległości między atomami. Znając wszystkie odległości między atomami można zrekonstruować białko w 3D". Należy jednak zauważyć, że NMR nie wskazuje struktury 3D peptydów. Za pomocą odpowiednich obliczeń można przekształcić dane NMR w strukturę 3D białka. Zespół przeprowadził analizę NMR w siatce, łącząc oprogramowanie pośrednie nowej generacji gLite do przetwarzania siatkowego z e-infrastrukturą WENMR. Projekt WENMR (Światowa e-infrastruktura NMR i biologii strukturalnej) uzyskał wsparcie w wysokości 2,15 mln EUR z tematu "Infrastruktury" 7PR UE. "Aby obliczyć struktury 3D białek, musimy powtórzyć proces wiele razy" - jak cytuje się profesora Bonvina. "Musimy wykonać tysiące lub dziesiątki tysięcy obliczeń. Odpowiedź uzyskuje się w ciągu kilku godzin. W ramach projektu WENMR w ubiegłym roku złożono w sumie około 1,5 mln zadań, co odpowiada ponad 850 latom CPU (jednostek centralnych)". Zespół z Utrechtu bada obecnie, czy wykonalne będzie zbudowanie dedykowanej sieci desktopów na uczelni. Pomogłaby ona naukowcom w dalszym rozbudowywaniu zasobów obliczeniowych. Konsorcjum CONCO przygotowuje się także do rozpoczęcia testów klinicznych XEP-018. "Wiele odpowiedników zostało opracowanych, poddanych syntezie i testom. Produkt jest obecnie na etapie opracowania przedklinicznego w celu leczenia dystonii" - jak się cytuje Reto Stöcklina, kierownika zespołu naukowego CONCO oraz kierownika szwajcarskiego SME Atheris Laboratories. "Naszym ostatecznym celem jest uniknięcie iniekcji i opracowanie leku nadającego się dla każdego. Dzięki wykorzystaniu specjalnych sposobów, takich jak plastry czy peptydy penetrujące komórki, aby umożliwić przenikanie peptydu przez skórę, jesteśmy przekonani, że XEP-018 ma ogromne szanse na sukces". Naukowcy podkreślili, że badania prowadzone w ramach projektu WENMR wyposażają programistów ze światowej społeczności w środki do dzielenia się specjalistyczną wiedzą i sprzyjania zacieśnianiu współpracy.Więcej informacji: CONCO: http://www.conco.eu/index.html WENMR: http://www.wenmr.eu/ Uniwersytet w Utrechcie: http://www.uu.nl/EN/Pages/default.aspx
Kraje
Niderlandy