Миллиарды вариантов
Но теперь исследователи Макгилла во главе с проф. Джером Уолдиспуль из Школы компьютерных наук создал набор компьютерных программ, которые должны ускорить процесс открытия лекарств от болезней такого рода.
Программы предназначены для сканирования фибрилл (или неправильно свернутых белков) в поисках слабых мест. Идея состоит в том, чтобы затем разработать полезные генетические мутации, чтобы растворить связи, удерживающие фибриллы вместе — это немного похоже на поиск правильной прядки шерсти, которую нужно тянуть, чтобы распутать весь клубок.
Это потенциально гигантская задача, потому что поиск мутаций, которые окажутся полезными при разработке лекарств, включает изучение миллионов возможных структурных комбинаций генетического материала.
Но для Fibrilizer, как МакГилл назвал свой набор компьютерных инструментов — название, которое намекает на супергероический характер разработанных ими программ, — задача совсем другого порядка. «В течение недели, используя наши программы и суперкомпьютер, мы смогли изучить миллиарды возможных способов ослабить связи внутри этих токсичных белковых цепей.
Мы сузили его до 30–50 возможностей, которые теперь можно изучить дальше », — говорит Мохамед Смауи, постдокторант Макгилла и первый автор трех недавних статей об исследовании. "Обычно биохимики могут проводить месяцы или годы в лаборатории, пытаясь определить эти многообещающие мутации."
Суперкомпьютеры спешат на помощь
Исследователи протестировали свою программу на медицинском соединении, которое ученые пытались улучшить последние пару десятилетий.
Соединение вводится как часть лекарства, которое используется пациентами с диабетом для повышения выработки инсулина, и продается под названием Симлин. Синтетическое соединение основано на версии белка амилина, но известно, что оно токсично для поджелудочной железы в долгосрочной перспективе, создавая амилоидные фибриллы.
Команда МакГилла смогла использовать Fibrilizer, чтобы определить ограниченное количество возможных генетических модификаций соединения, которые будут снижать его токсичность.
Джером Уолдиспуль, ведущий исследователь в этой области, считает, что вычислительные исследования такого рода будут играть все более важную роль в открытии лекарств в будущем. «Компьютеры меняют способ разработки лекарств», — говорит Вальдиспул. "Исследования амилоидов ускорились за последние 10 лет.
Но компьютеры могут оказаться ключом к поиску лучших лекарств от целого ряда системных и нейродегенеративных заболеваний, от артрита до болезни Паркинсона. Без суперкомпьютеров и программ такого рода проведение такого рода исследований и поиск возможных решений проблемы заняло бы гораздо больше времени и было бы намного дороже."