Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Hvad hvis vi kunne designe kraftfulde lægemidler uden uønskede bivirkninger?

Kredit:CC0 Public Domain

Psykedelika såsom LSD og magiske svampe har vist sig meget effektive til behandling af depression og posttraumatiske stresslidelser, men medicinsk brug af disse stoffer er begrænset af de hallucinationer, de forårsager.

"Hvad hvis vi kunne redesigne lægemidler for at bevare deres fordele og samtidig eliminere deres uønskede bivirkninger?" spørger Ron Dror, en lektor i datalogi ved Stanford. Drors laboratorium udvikler computersimuleringer for at hjælpe forskere med at gøre netop det.

I en artikel offentliggjort i Videnskab , Drors team beskriver opdagelser, der kunne bruges til at minimere eller eliminere bivirkninger i en bred klasse af lægemidler, der retter sig mod G-proteinkoblede receptorer, eller GPCR'er. GPCR'er er proteiner, der findes i alle menneskelige celler. LSD og andre psykedelika er molekyler, der binder sig til GPCR'er, som omkring en tredjedel af alle receptpligtige lægemidler, inklusive antihistaminer, betablokkere og opioider. Så vigtig er denne molekylære mekanisme, at Stanford-professor Brian Kobilka delte 2012 Nobelprisen i kemi for sin rolle i at opdage, hvordan GPCR'er fungerer.

Når et lægemiddelmolekyle binder sig til en GPCR, det forårsager flere samtidige ændringer i cellen, nogle gavnlige og nogle farlige.

Ved at sammenligne simuleringer af en GPCR med forskellige vedhæftede molekyler, Drors team var i stand til at finde ud af, hvordan et lægemiddelmolekyle kan ændre GPCR's form for at levere gavnlige virkninger og samtidig undgå bivirkninger, noget, der var forblevet mystisk indtil nu. Baseret på disse resultater, forskerne designet nye molekyler, der faktisk forårsagede gavnlige ændringer i celler, uden uønskede ændringer. Selvom disse designede molekyler endnu ikke er egnede til brug som lægemidler hos mennesker, de repræsenterer et afgørende første skridt mod udvikling af lægemidler uden bivirkninger.

I dag, forskere tester typisk millioner af lægemiddelkandidater - først i reagensglas, derefter i dyr og til sidst i mennesker - i håb om at finde det magiske molekyle, der er både effektivt og sikkert, hvilket betyder, at eventuelle bivirkninger er tolerable. Denne massive virksomhed tager typisk mange år og koster milliarder af dollars, og det resulterende lægemiddel har stadig ofte nogle frustrerende bivirkninger.

Opdagelserne fra Drors team lover at give forskere mulighed for at omgå en masse af det prøve- og fejlarbejde, så de hurtigere kan bringe lovende lægemiddelkandidater ind i dyre- og menneskeforsøg, og med større sandsynlighed for, at disse potentielle lægemidler vil vise sig meget sikre og effektive.

Postdoktor Carl-Mikael Suomivuori og tidligere kandidatstuderende Naomi Latorraca ledede et team på 11 medlemmer, der omfattede Robert Lefkowitz fra Duke University, som Kobilka delte Nobelprisen med, og Andrew Kruse fra Harvard University, Kobilkas tidligere elev.

"Ud over at afsløre, hvordan et lægemiddelmolekyle kan få en GPCR til kun at udløse gavnlige virkninger, Dror sagde, "Vi har brugt disse resultater til at designe molekyler med ønskede fysiologiske egenskaber, hvilket er noget, som mange laboratorier har forsøgt at gøre i lang tid."

"Bevæbnet med vores resultater, forskere kan begynde at forestille sig nye og bedre måder at designe lægemidler på, der bevarer deres effektivitet og samtidig udgør færre farer, " sagde Dror. Han håber, at sådan forskning i sidste ende vil eliminere farlige bivirkninger af lægemidler, der bruges til at behandle en lang række sygdomme, herunder hjertesygdomme, psykiatriske lidelser og kroniske smerter.


Varme artikler