Как вирусы помогут создать новые лекарства

Как вирусы помогут создать новые лекарства. 16882.jpeg

 

Вирусы и бактерии имеют не самую лучшую репутацию. Мы знаем их как тех, кто причиняет вред и страдания, приводит ко множеству болезней и даже к летальному исходу. Мы стараемся избежать любого возможно контакта с некоторыми типами вирусов и бактерий, но умное их использование может позволить нам избавиться от некоторых заболеваний.

Два лауреата Нобелевской премии 2018 года в области химии, биохимики Джордж Смит и сэр Грегори Винтер, нашли способ использовать природные эволюционные процессы для того, чтобы производить новые протеины. Схожим образом другой нобелевский лауреат, Фрэнсис Арнольд, использовала направленную эволюцию для создания новых энзимов. Эти методы позволяют создать новые медицинские препараты. И все благодаря тому, что называется "фаговый дисплей" (лабораторный метод изучения ДНК и белков).

Все вирусы представляют собой относительно простые организмы, состоящие из небольшого количества генетического материала, находящегося под протеиновым покрытием. Они размножаются и распространяются посредством проникновения в живую клетку и внедрения в нее своего генетического материала. Бактериофаги, также называемые просто фагами, представляют собой тип вируса, который вторгается и растет внутри бактерии или археи. Фаги используются в различных исследованиях и производствах, включая создание новых лекарств и улучшение человеческого здоровья. Благодаря им были созданы антибиотики, методы диагностирования инфекций и даже уничтожения болезнетворных бактерий.

Еще в 1980-х Джордж Смит нашел способ поместить протеины (точнее, части протеинов, называемые пептидами) на поверхности бактериофагов, чтобы быстро создавать копии этих протеинов и затем отбирать подходящие для выполнения специфических задач. Вводя ответственный за протеин ген в часть генетического кода фага, которая отвечала за создание его защитного покрытия, удалось обмануть фаг и заставить его включить этот протеин в процессы создания оболочки. Фаг затем показывал этот протеин на оболочке подобно маленькому флагу, создавая "фаговый дисплей". Этот метод позволил быстро создавать огромные библиотеки различных пептидов, включая различные гены бактериофагов. Поскольку фаги растут в бактерии, то быстро размножающиеся бактерии позволяли производить большое количество бактериофагов. Некоторые из этих пептидов нашли применение в создании новых лекарств.

Команда Грегори Винтера пошла дальше по пути к созданию антител, которые можно будет использовать в качестве средства для лечения болезней. Человеческая иммунная система производит сотни тысяч различных антител для борьбы с разными заболеваниями, и ученые задались целью использовать антитела как основу новой фармацевтики. Антитело — это протеин особой формы, которая предназначена для борьбы с конкретным возбудителем заболевания. Именно форма определяет способность антител плотно прилепиться к возбудителю и затем уничтожить его. Винтер начал использовать технологию "фагового дисплея" для того, чтобы создавать искусственные антитела. Он вводил генетические инструкции для создания антител в генетический код фага, и тот создавал компоненты антитела на своей оболочке. Вводя различные генетические инструкции для антител, была получена огромная и разнообразная их коллекция. Следующим этапом было найти фаги с антителами, которые лучше всего поражают цель. Целью мог быть другой протеин или участок ДНК, принадлежащие к возбудителю человеческой болезни. Винтер использовал эту цель для того, чтобы определить фагов с наиболее эффективными антителами. Повторив цикл несколько раз, отсеивая неудачные варианты фагов, он получил антитела, которые, благодаря своей форме, прочно прилеплялись к своим целям и, таким образом, могут служить основой для новых лекарств.

Технология, созданная Смитом и Винтером, может в будущем привести к возникновению множества различных медицинских препаратов, и тогда можно забыть об отторжении трансплантированных органов и таких заболеваниях, как сибирская язва и болезнь Альцгеймера.

Фото: provesmir.com

Читайте также:

Ламы помогут одолеть грипп

Гусакова Ирина
Ощущение счастья как лекарство, помогающее человеку жить дольше Ощущение счастья как лекарство, помогающее человеку жить дольше Психотерапия
Британские ученые сообщают: счастье действительно можно рассматривать как лекарство, помогающее нам жить дольше.
Гороскоп здоровья на 18-24 ноября: Стрельцу полезно очистить организм, Овну заняться фигурой Гороскоп здоровья на 18-24 ноября: Стрельцу полезно очистить организм, Овну заняться фигурой Здоровье
Луна продолжает убывать. Стоит прислушиваться к любым тревожным сигналам организма.