Przyspieszenie prac nad syntezą chemiczną w detekcji leków za pomocą analizy widm masowych Znacząca większość przepisywanych lekarstw to leki drobnocząsteczkowe. Aby ułatwić proces ich detekcji, europejscy badacze zaproponowali metodę analizy składu leków, zaczynając od jeszcze mniejszych cząsteczek obserwowanych jako tzw. widma masowe. Badania podstawowe Zdrowie © Mark Lorch, Shutterstock Detekcja leków za pomocą analizy widm masowych polega na przeszukiwaniu bibliotek związków o małej masie cząsteczkowej bądź ich fragmentów pod kątem cząsteczki docelowej. Wyniki wyszukiwania charakteryzują się zazwyczaj niskim stopniem dopasowania, dlatego konieczna jest dalsza optymalizacja i rozszerzenie zakresu wyszukiwania w celu uzyskania wyników bardziej dopasowanych do danego białka docelowego. Nowa metoda reakcji chemicznych zmieniająca drobne cząsteczki w prawdziwe leki Projekt badawczy SYNFOS realizowany przy wsparciu badaczy z programu Działania „Maria Skłodowska-Curie” (MSCA) miał na celu opracowanie nowych metod przeprowadzania reakcji chemicznych stosowanych przez naukowców do detekcji leków za pomocą analizy widm masowych. „Główny problem polega na ogół na tym, że z częściowo dopasowanych cząsteczek nie można od razu tworzyć cząsteczek większych rozmiarów”, wyjaśnia Adam Nelson, gospodarz projektu SYNFOS. Standardowe metody nadają się do przeprowadzania reakcji przyłączania odpowiednich grup do atomów azotu i tlenu, przy czym wchodzą one często w reakcję bezpośrednio z docelowym białkiem, dlatego muszą pozostać niezmienione. W efekcie naukowcy tworzą duże cząsteczki, wykorzystując syntezę de novo, mimo że najlepiej byłoby przeprowadzić addycję nowych grup bezpośrednio do dopasowanego fragmentu, aby uzyskać cząsteczki wielkości tych obecnych w lekach. Odpowiadając na to ograniczenie, stypendysta programu MSCA, Alexandre Trindade, opracował kilka nowych metod reakcji przemiany, pozwalających na przyłączanie grup bezpośrednio do powtarzających się fragmentów. Metody te aktywują niereaktywne, nasycone wiązania węglowodorowe, przyłączając grupy drobnych cząsteczek posiadających właściwości bioaktywne lub o charakterze leczniczym. Zastosowanie tej metodologii do nowych wyników częściowych wyszukanych pod kątem kinazy Aurora-A dało obiecujące rezultaty w postaci cząsteczek wykazujących mocniejsze wiązanie z białkiem docelowym. Perspektywy dla metod syntezy opracowanych w ramach SYNFOS „Liczba potencjalnych cząsteczek jest tak duża, że nawet jeśli byłaby możliwa synteza ich wszystkich, to na Ziemi jest zbyt mało materiału do tego, by stworzyć po jednej kopii każdej możliwej cząsteczki wielkości tych obecnych w lekach”, zaznacza Nelson. Detekcja leków za pomocą analizy widm masowych stanowi rozwiązanie tego problemu, umożliwiając naukowcom zajmującym się tym zagadnieniem rozpoczęcie badań od fragmentów średnio o połowę mniejszych niż tradycyjne leki mikrocząsteczkowe. Jednakże spektrum obecnych metod przeprowadzania reakcji chemicznych w celu tworzenia leków jest raczej wąskie, dlatego tak istotne jest opracowanie nowych, mających praktyczne zastosowanie. Zespołowi projektu SYNFOS udało się opracować metodologię przyłączania nowych właściwości bezpośrednio do częściowo dopasowanych cząsteczek. Pozwoli to na eksplorację nowych obszarów badań w dziedzinie chemii, mających na celu wyszukanie i ocenę cząsteczek, których detekcja w przeciwnym razie nie byłaby możliwa. Ma to szansę przełożyć się na opracowanie nowego rodzaju leków, z większym prawdopodobieństwem wprowadzenia ich na rynek. Zdaniem Nelsona, kolejnym krokiem będzie wykazanie, że opracowane w projekcie SYNFOS metody syntezy można zautomatyzować, na co jest duże zapotrzebowanie jeśli chodzi o proces molekularnej detekcji leków. Da to badaczom zajmującym się detekcją leków możliwość bardzo wydajnego korzystania z tej metody w wielu projektach z tej dziedziny. Aby to osiągnąć, badacze pod kierunkiem prof. Nelsona współpracują z interdyscyplinarnymi zespołami biologów strukturalnych i specjalistów z zakresu chemii lekowej. Działania propagacyjne mają fundamentalne znaczenie dla wykazania potencjału metod syntezy opracowanych w ramach projektu SYNFOS. „Długofalowy charakter rezultatów tego projektu można pokazać dopiero wtedy, gdy zastosuje się je w procesie detekcji nowych leków, odpowiadających na konkretne potrzeby medyczne, którymi dotąd się nie zajmowano”, podsumowuje kierownik zespołu. Słowa kluczowe SYNFOS, detekcja leków, detekcja leków za pomocą analizy widm masowych, drobne cząsteczki, metody reakcji, synteza organiczna
