Nowy sposób na projektowanie leków

Zespół z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej opracował nową procedurę projektowania leków, którą można zastosować, kiedy są dostępne nieliczne dane eksperymentalne na temat mechanizmów molekularnych choroby i sposobów jej leczenia. Opracowana procedura to efekt pracy studenta Stanisława Kulczyka oraz dr hab. inż. Marioli Koszytkowskiej-Stawińskiej, prof. uczelni.

Zespół wykorzystał publicznie dostępne i bezpłatne oprogramowanie komputerowe.

Nowa procedura jest dwuetapowa. Pierwszy etap to wstępne projektowanie nowych cząsteczek chemicznych.

– Wykorzystaliśmy tzw. sposób de novo (na nowo, od początku), który polega na projektowaniu leku na podstawie budowy białka z nim oddziałującego – wyjaśnia prof. Koszytkowska-Stawińska. – To pozwoliło na ograniczenie ilości niezbędnych danych eksperymentalnych.

Zespół z PW połączył ten sposób z drugim, wykorzystującym mniejsze, znane fragmenty strukturalne (ang. fragment based approach). Dzięki temu znacznie przyspieszono proces projektowania.

– Drugi etap procedury to nadanie wstępnie zaprojektowanym cząsteczkom jak najkorzystniejszych właściwości z punktu widzenia ich potencjalnego zastosowania medycznego – tłumaczy Stanisław Kulczyk. – Ten etap zrealizowaliśmy przy użyciu autorskiego algorytmu komputerowego, który w tym procesie miał zasadnicze znaczenie.

Do skonstruowania tego nowatorskiego algorytmu zespół z Wydziału Chemicznego wykorzystał intuicyjną sekwencję wykonywanych akcji.

Nowa procedura ma ogólny charakter i może być szczególnie użyteczna do projektowania leków przeciwko nowym chorobom (np. przeciwko chorobie COVID-19 wywoływanej przez wirus SARS-CoV-2) lub przeciwko tzw. chorobom zaniedbanym/zapomnianym (ang. neglected diseases).

Efekty pracy zespołu zostały podsumowane w artykule naukowym pt. „Novel drug design framework as a response to neglected and emerging diseases” opublikowanym w czasopiśmie „Journal of Biomolecular Structure and Dynamics” (DOI: 10.1080/07391102.2022.2110519). Opracowana nowa procedura powstała w wyniku realizacji projektu „Szkoła Orłów”, współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.