طور علماء من جامعة تكساس إيه آند إم تقنية ليزر تسمح بقياس القوى الكمومية مثل تكديس البي-بي في البروتينات مباشرة. تتيح الطريقة المسماة TRIP تنبؤًا أكثر دقة بفعالية الأدوية. أكدت الاختبارات الأولية على بروتين رئيسي لفيروس SARS-CoV-2 أهميتها. نُشرت الدراسة في مجلة Science Advances.
تقنية TRIP تلتقط التفاعلات الجزيئية في الوقت الفعلي
نجح الباحثون بقيادة نارانجرل ألتانجرل في قياس القوى الكمومية الخفية التي تحدد بنية البروتينات باستخدام تقنية التوصيف الطيفي بالرامان للتفاعل المستقر حرارياً (TRIP). تستخدم الطريقة الليزر لالتقاط إشارات الاهتزاز من الجزيئات. على البروتياز الرئيسي Mpro لفيروس كورونا، أظهرت القياسات تغيرات في ارتباط العوامل المضادة للفيروسات.
تزامنت النتائج مع الفعالية المعروفة للأدوية المختبرة. يمكن للتقنية أن تسرع تطوير الأدوية.
خلفية
تكديس البي-بي هي تفاعلات كمومية ضعيفة بين الحلقات العطرية في الجزيئات. تلعب دورًا رئيسيًا في طي البروتينات، وبنية الحمض النووي، وآلية عمل العديد من الأدوية. الطرق السابقة مثل علم البلورات بالأشعة السينية قدمت فقط مؤشرات غير مباشرة. تلتقط TRIP هذه القوى عبر إزاحات اهتزازية مميزة، مثل "تردد تنفس حلقة البنزين" للحمض الأميني فينيل ألانين.
الأهمية لتطوير الأدوية
تتيح التقنية تقييمًا مباشرًا لمدى جودة ارتباط الأدوية بالبروتينات. يمكن أن يساعد ذلك في علاج السرطان والزهايمر والأمراض المعدية في تقييم المرشحين مبكرًا. TRIP غير جراحية وتعمل في الأنظمة البيولوجية.
أصوات من المشروع
قال نارانجرل ألتانجرل، عالم أبحاث مساعد في جامعة تكساس إيه آند إم: "لأول مرة، يمكننا قياس القوى الجزيئية مباشرة على مستواها الأساسي". "يمكننا استخدام هذه القياسات كأداة تنبؤية لتطوير الأدوية."
وأضاف فيليب هيمر، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الحاسوب: "تقنيتنا غير جراحية ويمكنها تسريع اختبار الأدوية واختيارها المسبق، بهدف تحسين صحة الإنسان."
الخطوات التالية
قدم الباحثون طلب براءة اختراع أمريكي للاختراع. ستعمل الأعمال الإضافية على تطوير الطريقة إلى بروتوكول قياسي لـ البحث الصيدلاني. دعمت الدراسة مكتب القوات الجوية للبحوث العلمية، و المعاهد الوطنية للصحة، وجوجل، ومختبر أبحاث الجيش.
أسئلة متكررة
ما هي التقنية الجديدة؟
TRIP هي طريقة رامان قائمة على الليزر تقيس القوى الكمومية مثل تكديس البي-بي في البروتينات مباشرة.
لماذا التطوير مهم؟
إنه يتيح توقعًا أكثر دقة لارتباط الأدوية وفعاليتها، ويمكن أن يسرع تطوير علاجات جديدة.
على أي نموذج تم اختبار التقنية؟
على البروتياز الرئيسي Mpro لفيروس SARS-CoV-2.
من هم المشاركون؟
باحثون من جامعة تكساس إيه آند إم، منهم نارانجيريل ألتانجيريل وفيليب هيمر.
ما هي الخطوات التالية المخطط لها؟
مواصلة التطوير لتصبح طريقة قياسية في أبحاث الأدوية وتطبيقها على مجالات أمراض أخرى.
