计算机模型集药物发现的新先例

制药行业面临的一个重大挑战是如何合理设计和选择蛋白质分子创建有效的生物药物疗法,同时减少意想不到的副作用——一个挑战,在很大程度上是通过昂贵的guess-and-check实验。研究人员在哈佛大学生物工程研究所提供一种新方法,在今天发表的一项研究在生物物理杂志》上。

“我相信生物学是21世纪的技术,”说,该研究的资深作者,Wyss研究所核心教员帕梅拉银,博士,教授,哈佛大学医学院的系统生物学。”但为了在蛋白质药物治疗是正确的,我们必须使药物发现和开发更便宜、更快、更可预测的,更高效能为目标而对健康细胞消除副作用。”

合并来自计算机科学和合成药物设计专家,新模型表明,融合蛋白治疗的药物疗效取决于药物的分子的几何特征的组件。使用的模型可能会取代需要身体制造和测试新的生物药物设计,减少与药物开发时间和成本。

设计融合蛋白是由附加特定抗体特定治疗蛋白质“连接器”的僵化的DNA链。抗体,蛋白质本身作为目标的工具,选择基于什么类型的细胞治疗部分是用于治疗。抗体发现目标,如癌症或感染细胞上的受体,同时治疗性蛋白高度到另一个受体和触发机制破坏细胞的行为。这些新类型的药物的疗效取决于融合蛋白的两个组件一起工作——也就是说,他们每个连接到目标受体如何在同一时间。

计算模型表明,DNA的长度连接器用于连接的部分融合蛋白影响如何成功这两个组件都能够达到独立的受体,授权人员合理设计连接器的长度,将转化为最有效的结果。

“我们正在治疗蛋白质工程我们将纳米技术,“Wyss研究所高级职员科学家杰弗里说,他贡献了关键的研究研究。“我们通过研究生物分子的纳米机器,和可编程的反应机制。”

更重要的是,该模型还表明,通过改变绑定的治疗性蛋白质成分,药物的副作用可能会进一步降低。减少绑定使药物将更难在错误的细胞的细胞受体,消除意外与健康细胞相互作用,共享相同的受体。

”这个新模型有助于理顺生物药物发现,”说,这项研究的主要作者Avi Robinson-Mosher, Wyss研究所博士后。“这是我们的愿景,有一天,它可能会执行在硅药物勘探使用计算模型测量数据库的活动与一个合理的期望和目标元素的蛋白质实验成功。”The Wyss Institute team's model can successfully predict how linker length, drug concentration, protein signaling strength, and geometric design can impact the efficacy of a fusion protein drug, setting a new precedent in using computer simulation to potentially eliminate poor drug candidates immediately.

前进,该小组计划扩大各种药物设计模型可以分析,希望创建一个通用的计算模型,可以用来作为主要生物药物开发研究的工具,消除物理装配和实验作为新药变异的试验场。

“这有针对性的新方法,计算设计的优雅相结合,合成生物学的力量,提供了一种新方法来缩短时间和降低成本参与药物研发,“Wyss学院创始董事也因格贝尔说,医学博士博士,谁是血管生物学教授Judah Folkman的哈佛医学院和波士顿儿童医院,生物工程教授和哈佛大学工程与应用科学学院的。“但更令人兴奋的是,它通过提供一种方式来提高药物疗效而独立调优毒性,今天的事情是不可能的。”