Ingeniører gør lægemiddeltestning mere effektiv og overkommelig

McMaster University ingeniører har udtænkt en måde at gøre test for nye lægemidler mere effektiv og overkommelig, og reducere tiden til, at nyttige medicin når ud til offentligheden.

Kemiteknik lektor Todd Hoare og Rabia Mateen, en ph.d.-kandidat i biomedicinsk teknik, har skabt en trykt papirbaseret enhed, der kan fremskynde og forbedre nøjagtigheden af ​​lægemiddelscreeningsprocessen. Deres arbejde, som også kan bruges til at diagnosticere sygdomme, identificere miljøforurenende stoffer og udpege biologiske krigsførende stoffer, blev udgivet i Naturkommunikation i februar.

I øjeblikket, narkotikatestning udføres i flere faser, med den første fase, der involverer testning af tusindvis af lægemiddelkandidater i hurtig rækkefølge for at se, hvor godt de binder, blokere eller nedbryde et molekyle af interesse for målsygdommen. Efterfølgende stadier involverer mere omfattende test af lægemidler, der viser lovende i dette første trin.

Imidlertid, måden denne første første skærm nu er udført på resulterer i mange unøjagtige resultater, med så mange som 95 % af lægemiddelkandidaterne, der ikke har nogen chance for at blive et brugbart lægemiddel. I de fleste tilfælde, disse unøjagtigheder skyldes, at kandidatlægemidlerne klæber sammen under skærmen for at skabe partikler, der fysisk, i stedet for kemisk, blokere aktiviteten af ​​det molekyle, som lægemidlet målretter mod. Sådanne unøjagtigheder opdages først nu i den langsommere og dyrere anden fase af screeningen, resulterer i betydeligt spild af tid og penge under lægemiddelopdagelsesprocessen.

Hoare og Mateen har fundet på en måde at forbedre den første fase af testen ved at bruge en ny printbar hydrogel, et netværk af polymerer, der bruges i alt fra kontaktlinser til engangsbleer. De tynde lag af trykte hydrogeler kan danne et bur omkring målmolekylet, så de dannede lægemiddelpartikler ikke kan få adgang til målmolekylet og udløse det unøjagtige resultat. I stedet, kun lægemidler, der kemisk binder sig til målmolekylet (dem, der kunne blive praktiske lægemidler), tillades i hydrogelen for at give et positivt resultat. Den udviklede trykte enhed er billig og kan bruges direkte til lægemiddelscreening, at forbedre nøjagtigheden uden at kræve en væsentlig ændring i, hvordan lægemiddelscreening nu udføres. Som en ekstra fordel, den samme følsomhed kan opnås ved at bruge meget mindre prøvevolumen, yderligere reducere prisen på skærmen.

"Vi havde allerede udviklet printmetoden, men var ikke sikker på, hvad de skulle gøre med materialerne, " sagde Mateen. "At læse om dette vigtige problem inden for lægemiddelscreening fik mig til at indse, at disse materialer direkte kunne løse dette problem på en enkel og effektiv måde."

Forskerne forventer, at dette vil gøre test mere overkommeligt og fremskynde opdagelsen af ​​nye lægemidler. Ud over, at hjælpe med at imødegå stigningen i antibiotikaresistens, teknologien kan også være med til hurtigere at identificere "hjælpemidler", der kan gøre selv lægemiddelresistente bakterier modtagelige for vores nuværende antibiotika.

"Som næste skridt, vi leder efter industripartnere til at bevise effektiviteten af ​​vores teknologi på en fuldskalaskærm af tusindvis af molekyler, der kan hjælpe med at forlænge levetiden af ​​vores nuværende antibiotika, " sagde Hoare. "Vi er optimistiske, at denne tilgang kan hjælpe med at bringe nye effektive lægemidler til patienter hurtigere, end det er muligt i øjeblikket".