Un protocol computațional inovator accelerază descoperirea medicamentelor pentru boala Chagas
Cercetătorii de la Universitatea din Kent au dezvoltat un protocol computațional care ar putea accelera crearea unor tratamente mai eficiente pentru infecțiile parazitare amenințătoare de viață, precum boala Chagas, permițând identificarea precisă a reacțiilor ce pot conduce la candidați de medicamente promițători, fără a mai fi necesare încercări și erori.
Aproximativ 8 milioane de persoane la nivel global, majoritatea în America Latină, sunt estimate a fi infectate cu Trypanosoma cruzi, parazitul care cauzează boala Chagas, iar în jur de 100 de milioane de oameni sunt considerați a fi în risc de infecție. Deși boala poate fi tratată în faza sa acută timpurie, infecțiile netratate pot deveni cronice, ducând la complicații severe care afectează inima, sistemul digestiv și sistemul nervos.
În ciuda consecințelor potențial fatale ale infecției, bolile parazitare afectează adesea comunități defavorizate și cu venituri scăzute, ceea ce reduce stimulentele comerciale pentru companiile farmaceutice de a investi în noi tratamente. Astfel, îmbunătățirea eficienței și cost-efectivității dezvoltării inițiale a medicamentelor este esențială pentru a face noile terapii mai realizabile.
Aici intervine chimia computațională. Prin modelarea și simularea comportamentului compușilor potențiali de medicamente înainte de a fi testați în laborator, cercetătorii pot reduce costurile și accelera descoperirile.
În acest studiu recent, cercetătorii de la Kent s-au concentrat pe naphthoquinone, o clasă de compuși cunoscuți pentru activitatea lor împotriva bolilor parazitare, în special boala Chagas. Echipa a investigat metode de modificare selectivă a acestor compuși folosind un catalizator pe bază de ruteniu, care permite „editarea” sistematică a compușilor și ajustarea proprietăților precum eficacitatea, stabilitatea și selectivitatea, toate fiind importante pentru candidații de medicamente de succes.
Pentru a prezice care modificări au cele mai mari șanse de succes, cercetătorii au evaluat nouă abordări chimice cuantice utilizate pe scară largă față de o metodă de referință foarte precisă. Ei au identificat un protocol care reproduce rezultatele computaționale de înaltă calitate, demonstrând totodată că o metodă de cost mai redus poate fi utilizată pentru screening-uri mult mai rapide, fără a pierde informații mecaniste.
Cu o acuratețe suficientă pentru a sprijini un design mai eficient și mai țintit, oamenii de știință pot modela aceste modificări chimice, reducând încercările costisitoare în laborator, prioritizând compușii cei mai promițători mai devreme și făcând procesul de descoperire a medicamentelor semnificativ mai rapid și mai accesibil.
Pentru boli precum boala Chagas și alte boli parazite tropicale neglijate, unde stimulentele comerciale pentru dezvoltarea medicamentelor sunt adesea mai slabe, metodele care reduc încercările și erorile și ajută la prioritizarea compușilor cei mai promițători sunt deosebit de valoroase. Acestea nu înlocuiesc experimentele, dar pot ajuta la focalizarea efortului experimental acolo unde este cel mai probabil să fie productiv.
Dr. Felipe Fantuzzi a declarat: „Chimia computațională bazată pe fizică rămâne esențială atunci când obiectivul este de a înțelege, în termeni chimici interpretabili, cum funcționează efectiv o reacție catalitică. Inteligența artificială joacă un rol tot mai important în identificarea tiparelor, prioritizarea candidaților și explorarea spațiului chimic mai eficient, dar este cel mai eficace atunci când este combinată cu modelarea mecanistică robustă de acest tip.”
Cercetarea a fost realizată ca parte a Proiectului NUBIAN, o colaborare internațională între Marea Britanie, Brazilia și Sierra Leone, susținută de Royal Society. Proiectul se concentrează pe abordarea bolilor tropicale neglijate prin cercetare interdisciplinară și internațională, având ca scop îmbunătățirea opțiunilor de tratament pentru unele dintre cele mai vulnerabile comunități ale lumii.
