Powstało nowe narzędzie wspierające badania medyczne, np. w razie pandemii
- 06.04.2022
Naukowcy opracowali nową metodę SPARCLD, które może przyspieszyć opracowywanie szczepionek i innych produktów farmaceutycznych ponad milion razy, jednocześnie minimalizując koszty – informuje pismo „Nature Chemistry“.
Szukając potencjalnych leków czy nowych szczepionek, firmy farmaceutyczne sprawdzają rutynowo tysiące różnych cząsteczek. Nowatorska metoda SPARCLD, opracowana przez zespół z uniwersytetu w Kopenhadze, pozwala na to w skali nano, minimalizując zużycie materiałów i energii.
Na obszarze mniejszym niż główka od szpilki można zsyntetyzować i przeanalizować ponad 40 000 różnych cząsteczek. Metoda, opracowana w Danii w wyniku interdyscyplinarnych badań, może drastycznie zmniejszyć konieczną ilość materiałów i energii oraz obniżyć koszty, ponoszone przez firmy farmaceutyczne.
Metoda polega na użyciu maleńkich pęcherzyków – liposomów – jako nanopojemników. Dzięki nanotechnologii DNA można mieszać w nich wiele składników.
– Objętości są tak małe, że wykorzystanie materiału można porównać do wykorzystania jednego litra wody i jednego kilograma materiału zamiast całej objętości wody we wszystkich oceanach do badania materiału odpowiadającego całej masie Mount Everest. Bezprecedensowa oszczędność wysiłku, materiałów, siły roboczej i energii – podsumowuje szef zespołu Nikos Hatzakis, profesor nadzwyczajny na Wydziale Chemii Uniwersytetu w Kopenhadze.
– Oszczędność nieskończonej ilości czasu, energii i siły roboczej byłaby fundamentalnie ważna dla każdego rozwoju syntezy i oceny farmaceutyków – mówi doktorantka Mette G. Malle, główna autorka artykułu, obecnie na Uniwersytecie Harvarda w USA.
Prace zostały przeprowadzone we współpracy Uniwersytetu w Kopenhadze i profesora nadzwyczajnego Stefana Vogela z Uniwersytetu Południowej Danii. Powstałe rozwiązanie nosi nazwę „kombinatoryczna fuzja nanokontenerów lipidowych pojedynczych cząsteczek oparta na fuzji za pośrednictwem DNA” (single particle combinatorial lipidic nanocontainer fusion based on DNA mediated fusion – w skrócie SPARCLD).
Przełom polega na integracji elementów z normalnie dość odległych dyscyplin: biochemii syntetycznej, nanotechnologii, syntezy DNA, chemii kombinacyjnej, a nawet zastosowanego do analizy wyników uczenia maszynowego (sztucznej inteligencji).
Metoda zapewnia wyniki w ciągu zaledwie siedmiu minut.
Poszczególni badacze uczestniczący w projekcie współpracują z kilkoma branżami, ale nie wiedzą, które firmy mogą chcieć wdrożyć nową metodę o wysokiej przepustowości.
– Musieliśmy zachować milczenie, ponieważ nie chcieliśmy ryzykować, że inni opublikują coś podobnego przed nami. W związku z tym nie mogliśmy prowadzić rozmów z przemysłem ani z innymi badaczami, którzy mogą wykorzystywać tę metodę w różnych zastosowaniach – mówi Nikos Hatzakis.
Mimo to może wymienić kilka możliwych zastosowań.
– Bezpiecznym zakładem byłoby to, że zarówno grupy przemysłowe, jak i akademickie zaangażowane w syntezę długich cząsteczek, takich jak polimery, mogą być jednymi z pierwszych, które przyjmą tę metodę – dodaje.
Przykładami mogą być łańcuchy RNA dla ważnego narzędzia biotechnologicznego CRISPR lub alternatywa do badań przesiewowych, wykrywania i syntezy RNA do przyszłych szczepionek pandemicznych. (PAP)
Paweł Wernicki, fot. freepik.cpm
Data publikacji: 06.04.2022 r.
