В миллион раз быстрее: ДНК-нанотехнология может ускорить фармацевтическую разработку при минимальных затратах

Новый инструмент ускоряет разработку вакцин и других фармацевтических продуктов более чем в 1 миллион раз при минимальных затратах.

В поисках фармацевтических агентов, таких как новые вакцины, промышленность будет регулярно сканировать тысячи родственных молекул-кандидатов. Новая технология позволяет это делать в наномасштабе, сводя к минимуму использование материалов и энергии. Работа опубликована в журнале Nature Chemistry.

На площади меньше булавочной головки можно синтезировать и проанализировать более 40 000 молекул. Этот метод, разработанный благодаря междисциплинарным исследованиям в Дании, обещает резко сократить количество материалов, энергии и экономических затрат для фармацевтических компаний .

Метод работает с использованием мыльных пузырей в качестве наноконтейнеров. Благодаря нанотехнологии ДНК в контейнерах можно смешивать несколько ингредиентов.

«Объемы настолько малы, что использование материала можно сравнить с использованием одного литра воды и одного килограмма материала вместо всех объемов воды во всех океанах для тестирования материала, соответствующего всей массе горы Эверест. беспрецедентная экономия усилий, материалов, рабочей силы и энергии», — говорит руководитель группы Никос Хацакис, доцент кафедры химии Копенгагенского университета.

«Бесконечная экономия времени, энергии и рабочей силы будет иметь принципиальное значение для любой разработки синтеза и оценки фармацевтических препаратов», — говорит доктор философии. Студентка Метте Г. Малле, ведущий автор статьи и в настоящее время научный сотрудник Гарвардского университета, США.

Результаты всего за семь минут

Работа была проведена в сотрудничестве между Hatzakis Group, Университет Копенгагена, и доцентом Стефаном Фогелем, Университет Южной Дании. Проект был поддержан грантом Центра передового опыта Фонда Виллум. Полученное решение получило название «комбинаторный слияние липидных наноконтейнеров с одной частицей, основанное на слиянии, опосредованном ДНК» – сокращенно SPARCLD.

Прорыв включает в себя интеграцию элементов из обычно довольно далеких дисциплин: синтетической биохимии, нанотехнологий, синтеза ДНК, комбинированной химии и даже машинного обучения, которое является дисциплиной ИИ (искусственного интеллекта).

 

«Ни один элемент в нашем решении не является полностью новым, но никогда еще они не сочетались так органично», — объясняет Никос Хацакис.

Метод дает результаты всего за семь минут.

«То, что у нас есть, очень близко к считыванию в реальном времени. Это означает, что можно постоянно модерировать настройку на основе показаний, добавляя значительную дополнительную ценность. Мы ожидаем, что это станет ключевым фактором для отрасли, желающей внедрить решение», — говорит Метте Г. Малле.

«Приходилось держать все в тайне»

Отдельные исследователи в проекте сотрудничают с несколькими отраслевыми компаниями, но они не знают, какие компании могут захотеть внедрить новый высокопроизводительный метод.

«Нам приходилось держать все в тайне, так как мы не хотели рисковать тем, что другие опубликуют что-то подобное до нас. Таким образом, мы не могли участвовать в беседах с промышленностью или с другими исследователями, которые могут использовать метод в различных приложениях». — говорит Никос Хацакис.

Тем не менее, он может назвать некоторые возможные приложения:

«Можно было бы сделать ставку на то, что как промышленные, так и академические группы, занимающиеся синтезом длинных молекул, таких как полимеры, могли бы стать одними из первых, кто применит этот метод. То же самое касается лигандов, имеющих значение для фармацевтических разработок. ] что его можно дополнительно интегрировать, что позволяет напрямую добавлять соответствующее приложение».

Здесь примерами могут быть строки РНК для важного биотехнологического инструмента CRISPR или альтернатива для скрининга, обнаружения и синтеза РНК для будущих пандемических вакцин.

«Наша установка позволяет интегрировать SPARCLD с посткомбинаторным считыванием для комбинаций реакций белок-лиганд, таких как те, которые имеют отношение к использованию в CRISPR. Только мы пока не смогли решить эту проблему, так как мы хотели сначала опубликовать нашу методологию».

Предыдущий
Следующий
Корзина

Корзина пуста.