Pandēmijas laikā ārsti izmanto pārlietas monoklonālās antivielas (laboratorijā ražotas antivielas), lai palīdzētu pacientiem cīnīties ar Covid-19 infekciju. Tagad UC Davis pētnieki cenšas radīt monoklonālas antivielas, kas varētu palīdzēt cīnīties ar hroniskām sāpēm. Mērķis ir izstrādāt ikmēneša pretsāpju līdzekli, kas nerada atkarību, kas varētu aizstāt opioīdus.
Projektu vada Kalifornijas Universitātes Deivisa Medicīnas skolas Membrānas fizioloģijas un bioloģijas katedras profesori Vladimirs Jarovs-Jarovojs un Džeimss Trimmers. Viņi sapulcināja daudznozaru komandu, kurā bija daudzi tie paši pētnieki, kuri mēģināja pārvērst tarantulas indi pretsāpju līdzekļos.
Šī gada sākumā Yarov-Yarovoy un Trimmers saņēma 1,5 miljonu ASV dolāru dotāciju no Nacionālā veselības institūta HEAL programmas, kas ir agresīvs mēģinājums paātrināt zinātniskus risinājumus, lai ierobežotu valsts opioīdu krīzi.
Hronisku sāpju dēļ cilvēki var kļūt atkarīgi no opioīdiem. Slimību kontroles centra Nacionālais veselības statistikas centrs lēš, ka 2021. gadā ASV būs 107 622 nāves gadījumi no narkotiku pārdozēšanas, kas ir gandrīz par 15% vairāk nekā 2020. gadā aptuveni 93 655 nāves gadījumi.
"Nesenie sasniegumi strukturālajā un skaitļošanas bioloģijā - datoru izmantošana bioloģisko sistēmu izpratnei un modelēšanai - ir likuši pamatu jaunu metožu pielietošanai, lai radītu antivielas kā lieliskus medikamentu kandidātus hronisku sāpju ārstēšanai," sacīja Jarovs. Jarovojs, Sai balvas galvenais izpildītājs.
"Monoklonālās antivielas ir visstraujāk augošā farmācijas nozares joma un piedāvā daudzas priekšrocības salīdzinājumā ar klasiskajām mazmolekulu zālēm," sacīja Trimmers. Mazu molekulu zāles ir zāles, kas viegli iekļūst šūnās. Tos plaši izmanto medicīnā.
Gadu gaitā Trimmera laboratorija ir radījusi tūkstošiem dažādu monoklonālu antivielu dažādiem mērķiem, taču šis ir pirmais mēģinājums radīt antivielu, kas paredzēta sāpju mazināšanai.
Lai gan tas izskatās futūristiski, ASV Pārtikas un zāļu pārvalde ir apstiprinājusi monoklonālās antivielas migrēnas ārstēšanai un profilaksei. Jaunās zāles iedarbojas uz proteīnu, kas saistīts ar migrēnu, ko sauc par kalcitonīna gēnu saistīto peptīdu.
UC Davis projektam ir cits mērķis - specifiski jonu kanāli nervu šūnās, ko sauc par sprieguma kontrolētiem nātrija kanāliem. Šie kanāli ir kā nervu šūnu “poras”.
"Nervu šūnas ir atbildīgas par sāpju signālu pārraidi organismā. Potenciāli ierobežotie nātrija jonu kanāli nervu šūnās ir galvenie sāpju raidītāji,” skaidro Jarovs-Jarovojs. "Mūsu mērķis ir radīt antivielas, kas saistās ar šīm specifiskajām transmisijas vietām molekulārā līmenī, kavē to aktivitāti un bloķē sāpju signālu pārraidi."
Pētnieki koncentrējās uz trim specifiskiem nātrija kanāliem, kas saistīti ar sāpēm: NaV1.7, NaV1.8 un NaV1.9.
Viņu mērķis ir radīt antivielas, kas atbilst šiem kanāliem, piemēram, atslēgu, kas atbloķē slēdzeni. Šī mērķtiecīgā pieeja ir paredzēta, lai bloķētu sāpju signālu pārraidi caur kanālu, netraucējot citiem signāliem, kas tiek pārraidīti caur nervu šūnām.
Problēma ir tā, ka trīs kanālu struktūra, ko viņi cenšas bloķēt, ir ļoti sarežģīta.
Lai atrisinātu šo problēmu, viņi vēršas pie Rosetta un AlphaFold programmām. Izmantojot Rosetta, pētnieki izstrādā sarežģītus virtuālo proteīnu modeļus un analizē, kuri modeļi ir vispiemērotākie NaV1.7, NaV1.8 un NaV1.9 neironu kanāliem. Izmantojot AlphaFold, pētnieki var neatkarīgi pārbaudīt Rosetta izstrādātos proteīnus.
Kad viņi identificēja dažus daudzsološus proteīnus, viņi izveidoja antivielas, kuras pēc tam varēja pārbaudīt laboratorijā izveidotajos nervu audos. Cilvēku izmēģinājumi prasīs gadiem.
Taču pētnieki ir sajūsmā par šīs jaunās pieejas potenciālu. Sāpju mazināšanai vairākas reizes dienā jālieto nesteroīdie pretiekaisuma līdzekļi (NPL), piemēram, ibuprofēns un acetaminofēns. Opioīdu pretsāpju līdzekļi parasti tiek lietoti katru dienu, un tie rada atkarības risku.
Tomēr monoklonālās antivielas var cirkulēt asinīs vairāk nekā mēnesi, pirms organisms tās galu galā sadala. Pētnieki paredzēja, ka pacienti reizi mēnesī paši ievadīs pretsāpju monoklonālo antivielu.
"Pacientiem ar hroniskām sāpēm tas ir tieši tas, kas jums nepieciešams," sacīja Jarovs-Jarovijs. "Viņi piedzīvo sāpes nevis dienas, bet nedēļas un mēnešus. Paredzams, ka cirkulējošās antivielas spēs nodrošināt sāpju mazināšanu, kas ilgst vairākas nedēļas.
Citi komandas locekļi ir EPFL pārstāvis Bruno Korreija, Stīvens Vaksmens no Jēlas, Viljams Šmits no EicOsis un Heike Volfs, Brūss Hammoks, Tīna Grifita, Kārena Vāgnere, Džons T. Saks, Deivids J. Kopenhāvers, Skots Fišmens, Daniels J. Tankredi, Hajs Ngujens, Phuong Tran Nguyen, Diego Lopez Mateos un Robert Stewart no UC Davis.
Out of business hours, holidays and weekends: hs-publicaffairs@ucdavis.edu916-734-2011 (ask a public relations officer)
Izsūtīšanas laiks: 2022. gada 29. septembris