Ученые из Венецианского университета Ка-Фоскари разработали инновационный метод производства и быстрого анализа широкого спектра макроциклических пептидов — молекул, которые все чаще используются в современной медицине. В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, для достижения этой цели ученые применили обычные пивные дрожжи, модифицировав миллиарды этих микроскопических организмов в флуоресцентные фабрики. Каждая из них способна синтезировать уникальный пептид, который может быть использован в терапевтических целях.
Макроциклические пептиды представляют интерес для разработки лекарств благодаря их способности к точному воздействию, стабильности и безопасности, а также сниженному риску побочных эффектов по сравнению с традиционными препаратами. Тем не менее, традиционные подходы к поиску и тестированию этих пептидов часто оказываются сложными, плохо контролируемыми, медленными и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
Для решения этих проблем исследователи изменили клетки обычных дрожжей, чтобы они могли самостоятельно синтезировать разнообразные макроциклические пептиды. Дрожжевая клетка функционирует как миниатюрная фабрика, излучающая свет во время производства соединения, что позволяет учёным оперативно определять наиболее перспективные пептиды. Благодаря использованию современных флуоресцентных технологий, команда провела тестирование миллиардов таких микрофабрик всего за несколько часов. Этот подход существенно ускоряет и делает более экологичным существующие методы.
Сара Линчиано, ведущий автор и научный сотрудник кафедры молекулярных наук и наносистем, отмечает: «Мы модифицировали дрожжевые клетки, чтобы каждая из них работала как миниатюрная производственная установка, светящаяся при создании конкретного вещества. Благодаря этому мы смогли оперативно и результативно проанализировать 100 миллионов различных пептидов».
Иления Маццокато, один из руководителей исследования, акцентирует внимание на экологичности разработанного метода: «Мы используем естественные процессы, протекающие в дрожжах, для создания биосовместимых и биоразлагаемых пептидных молекул, которые не представляют опасности для здоровья человека и для экологии. Такой подход можно по праву назвать «зелёным» в фармацевтической отрасли».
Ученые определили механизм взаимодействия этих пептидов с целевыми молекулами. Жанна Романюк, занимавшаяся структурным анализом, отметила: «С помощью рентгеновской дифракции удалось показать высокую аффинность этих пептидов к своим мишеням, что подтверждает их точность и результативность».
Новая методика открывает широкие возможности для создания лекарственных средств, в особенности для работы со сложными молекулярными мишенями, которые не поддаются воздействию традиционных препаратов. Мы совершенствуем эту технологию, чтобы создавать макроциклические пептиды, способные доставлять лекарства непосредственно в целевые клетки, что потенциально может коренным образом изменить подходы к лечению. Это позволит значительно улучшить состояние здоровья пациентов и окажет существенное влияние на науку».
[Фото: ru.123rf.com]