Kolejne pandemie już nas nie zaskoczą? Innowacja w badaniach medycznych

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.

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).

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.

Wyniki badań w zaledwie kilka minut

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.

 

Źródło: Niezalezna.pl, PAP