Polscy naukowcy zbadali miliony substancji pod kątem hamowania koronawirusa

Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego przebadali 15 milionów związków chemicznych, które mogłyby hamować aktywność białka odpowiedzialnego za obniżanie odporności organizmu podczas COVID-19. Ostatecznie pulę związków zawęzili do 400, a część z nich testują już w laboratorium.

Wyniki prac zostały opublikowane w „International Journal of Molecular Sciences” (https://www.mdpi.com/1422-0067/22/8/3957)

Białko odpowiedzialne za obniżanie odporności organizmu i sprzyjające replikacji koronawirusa to PLpro i jest znane naukowcom od 2003 r., kiedy wybuchła epidemia SARS. Poprzez „atakowanie” białka PLpro różnymi związkami chemicznymi można szukać leku na chorobę COVID-19, wywoływaną przez koronawirusa SARS-CoV-2.

„Różne grupy naukowe szukały już związków, które działałyby jak leki na SARS-CoV-2. Do tej pory wyniki nie były satysfakcjonujące, dlatego wciąż szukaliśmy lepszych rozwiązań. Mieliśmy częściową wiedzę na podstawie wirusa SARS-CoV-1, który jest bardzo podobny. Nasze podejście różniło się dokładnością. Samodzielnie sprawdziliśmy też czy wyselekcjonowane związki nie są potencjalnie toksyczne dla ludzkiego organizmu” – mówi Adam Stasiulewicz, doktorant z Interdyscyplinarnego Laboratorium Modelowania Układów Biologicznych CeNT UW i Zakładu Chemii Leków Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego, pierwszy autor artykułu.

Naukowcy wykorzystali metodę „machine learning” – czyli sztuczną inteligencję, która korzystając z algorytmu automatycznie poprawia swoje rezultaty poprzez nabywane doświadczenie.

„Wiedza fizyczna, biologiczna, chemiczna i farmakologiczna pozwoliła nam uchwycić wydaje się unikalne oddziaływania, które mogą być kluczowe w celu zaprojektowania cząsteczki pełniącej funkcję inhibitora. Robiliśmy to masowo, ale jednocześnie bardzo dokładnie – patrzyliśmy, który klocek może pasować do innego klocka” – tłumaczy prof. Joanna Sułkowska, kierująca Interdyscyplinarnym Laboratorium Modelowania Układów Biologicznych w CeNT UW, współautorka artykułu.

Prof. Sułkowska podkreśla, że komputer przetwarzał dane, ale selekcji dokonywał zespół badaczy, a wiec było w tym procesie dużo indywidualnej pracy ludzkiej.

„Praca przebiegała wieloetapowo. Zaczęliśmy od 15 milionów związków, które analizowaliśmy za pomocą zaawansowanych narzędzi bioinformatycznych, jednak na każdym etapie to człowiek musiał podjąć decyzję, w którym kierunku i jak ma przebiegać kolejna iteracja. W ten sposób wyselekcjonowaliśmy 1 000 związków, a na końcu pulę zawęziliśmy do 400” – precyzuje prof. Sułkowska.

Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego ściśle współpracują z zespołem prof. Marcina Drąga z Politechniki Wrocławskiej. W 2020 roku prof. Drąg z zespołem rozpracował działanie dwóch enzymów – proteazy SARS-CoV-2 Mpro i SARS-CoV-2-PLpro, których zablokowanie za pomocą odpowiedniego związku może powodować zahamowanie działania wirusa.

Obecnie założenia teoretyczne badaczy z UW są testowane laboratoryjnie. „Teraz wyniki naszych badań sprawdzamy doświadczalnie wraz z zespołem prof. Marcina Drąga z Politechniki Wrocławskiej, na podstawie grantu z European Molecular Biology (EMBO) na zakup kilku cząsteczek” – mówi prof. Sułkowska.

Badania teoretyczne zostały sfinansowane z grantu NCN „Szybka ścieżka dostępu do funduszy na badania nad COVID-19”. (PAP)

Źródło: Serwis Nauka w Polsce – www.naukawpolsce.pap.pl, Autorka: Urszula Kaczorowska