Чтобы облегчить систематический скрининг на синергетические взаимодействия лекарств, CeMM PI Стефан Кубичек и его коллеги создали коллекцию из 308 соединений (библиотека уникальных лекарств CeMM, CLOUD), которые эффективно представляют разнообразие структур и молекулярных мишеней всех одобренных FDA химических соединений. Более того, ученые доказали потенциал CLOUD с помощью высокоавтоматизированной платформы химического скрининга CeMM, выявив новый синергетический эффект двух препаратов (флутамида и фенпрокумона (PPC)) на клетки рака простаты. Результаты команды Кубичека с Марко Личчарделло в качестве первого автора были опубликованы в журнале Nature Chemical Biology.
Для создания ОБЛАКА была необходима продуманная серия этапов конденсации: ученые CeMM сначала определили и извлекли 2171 уникальный активный фармацевтический ингредиент из базы данных, отбросив все продукты с идентичными соединениями. Затем они удалили крупные макромолекулы, такие как антитела, а также фрагменты солей, и отбросили все молекулы, которые проявляют свои биологические эффекты через механизмы, отличные от взаимодействий белок-лиганд, не используются для лечения заболеваний или встречаются только в продуктах для местного применения.С оставшимися 954 системно активными малыми молекулами (коллекция STEAM) работа только началась: чтобы создать всеобъемлющую коллекцию соединений, которая поместится на стандартном 384-луночном планшете для скрининга, исследователи добавили биологическую активность ко всем лекарствам с известной молекулярной массой. целей и сгруппировали их в 176 классов схожей структуры и активности. С помощью сложного алгоритма кластеризации из этих классов было отобрано 239 репрезентативных препаратов.
В сочетании с 34 препаратами с неизвестной мишенью и 35 активными формами пролекарств (которые в противном случае необходимо метаболизировать, чтобы стать активными), 308 соединений были выбраны в общей сложности для CLOUD — первой в мире библиотеки, представляющей все химические вещества, одобренные FDA, включая активная форма пролекарств.Чтобы испытать комбинаторный скрининг с CLOUD, группа Кубичека исследовала влияние попарных комбинаций соединений CLOUD на жизнеспособность лейкозных клеток KBM7, линии клеток, хорошо подходящей для экспериментов с лекарствами.
Используя дозу, выбранную для каждого соединения индивидуально на основе клинически значимой максимальной концентрации в плазме, ученые обнаружили сильное синергетическое взаимодействие между флутамидом, лекарством, одобренным для лечения рака простаты, и фенпрокумоном (PPC), антитромбозным соединением. В комбинации флутамид и PPC эффективно убивали раковые клетки.После определения рецептора андрогена (AR) как молекулярной мишени синергетического взаимодействия ученые попробовали комбинацию лекарств на клетках рака простаты, которые, как известно, трудно поддаются лечению, — и попали в яблочко. «Комбинация вызвала массовую гибель клеток рака простаты. Затем мы вернулись ко всему утвержденному списку лекарств, и действительно, мы смогли показать, что все препараты из кластеров, которые представляют собой флутамид и фенпрокумон, обладают синергическим действием.
Таким образом, мы подтвердили редукционистскую концепцию, лежащую в основе Библиотека CLOUD ", — объясняет Стефан Кубичек.Своими экспериментами команда Кубичека в сотрудничестве с учеными из Венского медицинского университета, Университета Упсалы, Enamine Kiev и Института информатики Макса Планка в Саарбрюккене доказала, что CLOUD — идеальный набор соединений для разработки скрининговых анализов и открытий. новые приложения для утвержденных активных ингредиентов.
В CeMM с помощью CLOUD уже был сделан ряд ключевых открытий в отношении новых приложений для одобренных лекарств. Кроме того, как показано в текущем выпуске журнала Nature Chemical Biology, ОБЛАКО идеально подходит для поиска новых комбинаций лекарств. «Учитывая эти успехи, я бы предсказал, что этот набор соединений станет мировым стандартом для всех скрининговых кампаний», — подчеркивает Стефан Кубичек.