Tokom pandemije, liječnici koriste transfuzirana monoklonska antitijela (laboratorijski proizvedena antitijela) kako bi pomogli pacijentima u borbi protiv infekcije COVID-19. Sada istraživači UC Davis pokušavaju stvoriti monoklonska antitijela koja bi mogla pomoći u borbi protiv kronične boli. Cilj je razviti mjesečni lijek protiv bolova koji ne izaziva ovisnost koji bi mogao zamijeniti opioide.
Projekat vode Vladimir Yarov-Yarovoi i James Trimmer, profesori na Odsjeku za fiziologiju i biologiju membrana na Kalifornijskom univerzitetu, Davis School of Medicine. Okupili su multidisciplinarni tim koji je uključivao mnoge od istih istraživača koji su pokušavali pretvoriti otrov tarantule u lijekove protiv bolova.
Ranije ove godine, Yarov-Yarovoy i Trimmer dobili su grant od 1,5 miliona dolara od programa HEAL Nacionalnog instituta za zdravlje, što je agresivan pokušaj da se ubrzaju naučna rješenja za obuzdavanje opioidne krize u zemlji.
Zbog kronične boli, ljudi mogu postati ovisni o opioidima. Nacionalni centar za zdravstvenu statistiku Centra za kontrolu bolesti procjenjuje da će u Sjedinjenim Državama 2021. godine biti 107.622 smrtna slučaja od predoziranja lijekovima, što je skoro 15 posto više od procijenjenih 93.655 smrtnih slučajeva u 2020.
"Nedavna otkrića u strukturnoj i kompjuterskoj biologiji - korištenje kompjutera za razumijevanje i modeliranje bioloških sistema - postavila su temelje za primjenu novih metoda za stvaranje antitijela kao odličnih kandidata za lijekove za liječenje kronične boli", rekao je Yarov. Yarovoy, glavni izvođač Sai nagrade.
“Monoklonska antitijela su najbrže rastuće područje farmaceutske industrije i nude mnoge prednosti u odnosu na klasične lijekove s malim molekulama”, rekao je Trimmer. Lijekovi malih molekula su lijekovi koji lako prodiru u ćelije. Široko se koriste u medicini.
Tokom godina, Trimmerova laboratorija je stvorila hiljade različitih monoklonskih antitijela za različite svrhe, ali ovo je prvi pokušaj stvaranja antitijela dizajniranog da ublaži bol.
Iako izgleda futuristički, američka uprava za hranu i lijekove odobrila je monoklonska antitijela za liječenje i prevenciju migrene. Novi lijekovi djeluju na protein povezan s migrenom koji se zove peptid povezan s genom kalcitonina.
UC Davisov projekat ima drugačiji cilj – specifične jonske kanale u nervnim ćelijama koje se nazivaju natrijumski kanali sa voltažom. Ovi kanali su poput "pora" na nervnim ćelijama.
“Nervne ćelije su odgovorne za prijenos signala boli u tijelu. Potencijalno ograničeni natrijum jonski kanali u nervnim ćelijama ključni su prenosioci bola”, objašnjava Yarov-Yarovoy. “Naš cilj je stvoriti antitijela koja se vežu za ova specifična mjesta prijenosa na molekularnom nivou, inhibiraju njihovu aktivnost i blokiraju prijenos signala boli.”
Istraživači su se fokusirali na tri specifična natrijumova kanala povezana sa bolom: NaV1.7, NaV1.8 i NaV1.9.
Njihov cilj je stvoriti antitijela koja odgovaraju ovim kanalima, poput ključa koji otključava bravu. Ovaj ciljani pristup je dizajniran da blokira prijenos signala boli kroz kanal bez ometanja drugih signala koji se prenose kroz nervne ćelije.
Problem je što je struktura tri kanala koje pokušavaju blokirati vrlo složena.
Kako bi riješili ovaj problem, obraćaju se programima Rosetta i AlphaFold. Sa Rosettom, istraživači razvijaju kompleksne virtuelne modele proteina i analiziraju koji su modeli najprikladniji za neuronske kanale NaV1.7, NaV1.8 i NaV1.9. Uz AlphaFold, istraživači mogu nezavisno testirati proteine koje je razvila Rosetta.
Nakon što su identificirali nekoliko obećavajućih proteina, stvorili su antitijela koja su potom mogla biti testirana na nervnom tkivu stvorenom u laboratoriji. Ispitivanja na ljudima će trajati godinama.
Ali istraživači su uzbuđeni zbog potencijala ovog novog pristupa. Nesteroidni protuupalni lijekovi (NSAID), kao što su ibuprofen i acetaminofen, moraju se uzimati nekoliko puta dnevno kako bi se ublažio bol. Opioidni lijekovi protiv bolova se obično uzimaju svakodnevno i nose rizik od ovisnosti.
Međutim, monoklonska antitijela mogu cirkulirati u krvi više od mjesec dana prije nego što ih tijelo konačno razgradi. Istraživači su očekivali da pacijenti sami daju analgetik monoklonsko antitijelo jednom mjesečno.
"Za pacijente sa hroničnim bolom, ovo je upravo ono što vam treba", rekao je Yarov-Yarovoy. “Oni ne osjećaju bolove danima, već sedmicama i mjesecima. Očekuje se da će cirkulirajuća antitijela moći pružiti olakšanje bola koje traje nekoliko sedmica.”
Ostali članovi tima su Bruno Correia iz EPFL-a, Steven Waxman iz Yalea, William Schmidt iz EicOsis-a i Heike Wolf, Bruce Hammock, Teanne Griffith, Karen Wagner, John T. Sack, David J. Copenhaver, Scott Fishman, Daniel J. Tancredi, Hai Nguyen, Phuong Tran Nguyen, Diego Lopez Mateos i Robert Stewart iz UC Davis.
Out of business hours, holidays and weekends: hs-publicaffairs@ucdavis.edu916-734-2011 (ask a public relations officer)
Vrijeme objave: Sep-29-2022