Mesterséges intelligenciával újratervezett molekulák hatolnak be a sejtek belsejébe a pusztító agybetegségek megállítására. Az Essex-i Egyetem kutatói olyan intratestek fejlesztésén dolgoznak, amelyek az Alzheimer-kór, a Parkinson-kór és a motoros neuronbetegség kezelésében nyújthatnak eddig elérhetetlen lehetőségeket. A nemzetközi kutatócsoport által kifejlesztett eljárás a hagyományos antitesteket alakítja át olyan mikroszkopikus terápiás eszközökké, amelyek képesek felvenni a harcot a sejteken belül felhalmozódó, káros fehérjékkel.
A neurodegeneratív betegségek hátterében szinte minden esetben a sejtek belső terében lezajló kóros folyamatok állnak. A hibás szerkezetű fehérjék felhalmozódnak, csomókba rendeződnek, és lassan elpusztítják az idegsejteket. A modern orvostudomány egyik hatékony fegyverei a monoklonális antitestek, ám ezek rendkívül nagy molekulák, amelyek normális körülmények között képtelenek áthatolni a sejthártyán. Ha mégis bejutnak, a sejten belüli környezet sajátosságai miatt gyorsan elveszítik hatékonyságukat, összeállnak és működésképtelenné válnak.
Az elektromos töltés finomhangolása hozta meg a fordulatot
A Nature Communications folyóiratban megjelent tanulmány szerzői, Dr. Caitlin O’Shea és Dr. Gareth Wright felismerte a probléma gyökerét. A kutatók több millió antitest tulajdonságait hasonlították össze a humán sejtek belsejében található fehérjékkel, és rájöttek, hogy a hagyományos antitestek elektromos töltése nem megfelelő a sejten belüli jelenléthez. Ez a töltéskülönbség okozza, hogy a molekulák összetapadnak, mielőtt elindíthatnák a terápiás hatást.
A probléma megoldásához a Nobel-díjas David Baker és csoportja által kifejlesztett fehérjetervező szoftvereket hívták segítségül. Az MI segítségével sikerült átrendezni az antitesttöredékek elektromos töltését úgy, hogy azok teljesen stabilak maradjanak a citoplazmában. A módszerrel 672 különböző antitestet alakítottak át működőképes intratestté. Ezek a finomhangolt molekulák képesek pontosan felismerni és megkötni a betegségekért felelős fehérjéket, például az α-szinukleint vagy a SOD1-et.
Több millió korábbi antitest kaphat új feladatot
Az új megközelítés azért kiemelkedő, mert nem igényli teljesen új molekulák nulláról történő tervezését. Az orvostudomány az elmúlt évtizedekben több millió különböző antitestet fejlesztett ki a legkülönfélébb kutatási és diagnosztikai célokra. Az Essex-i Egyetem eljárása lehetővé teszi ezen meglévő antitestkönyvtárak újragondolását, így a már ismert molekulákat alakíthatják át sejten belüli gyógyszerekké.
A kutatók a kifejlesztett több mint hatszáz intratest szekvenciáját szabadon hozzáférhetővé tették a nemzetközi tudományos közösség számára. Ez felgyorsíthatja a laboratóriumi vizsgálatokat és a klinikai fejlesztéseket, mivel a világ bármely pontján dolgozó tudósok azonnal felhasználhatják a molekulákat saját kutatásaikhoz.
Génterápiával ötvözve érhetnek el áttörést a neuronokban
A kutatást finanszírozó MND Association tudományos vezetője, Dr. Brian Dickie kiemelte, hogy a felfedezés az egyik legkomolyabb akadályt gördíti el a terápiás antitestek alkalmazása elől. A szakember szerint a most kifejlesztett intratest-technológia és a gyorsan fejlődő génterápiás eljárások kombinációja célzott molekuláris fegyvert adhat a kutatók kezébe. Ezzel az eljárással a génterápia révén maga a szervezet állíthatja elő a védelmet nyújtó intratesteket közvetlenül a sérülékeny idegsejtek belsejében.
Nagy-Britanniában jelenleg több mint egymillió embert érintenek a különféle neurodegeneratív betegségek, és a globális esetszámok is folyamatosan növekednek. Bár a klinikai alkalmazásig még számos vizsgálatra és tesztre van szükség, a sejten belüli fehérjecélzás sikeres megvalósítása közvetlen betekintést enged a sejtek működésébe, és hosszú távon a gyógyíthatatlannak hitt idegrendszeri kórképek kezelésének alapkövévé válhat.
