Medica 2021: Gyógyszerek fejlesztése – szoftver figyelembe veszi az atomok mozgását

A csapat az új szoftveren dolgozik (balról jobbra): Kurt Schardt, Robin Maack és Christina Gillmann. (Fénykép: View/Reiner Voss)

Számos betegség esetén gyakran segítenek a gyógyszerek. Annak érdekében, hogy ezek kifejthessék hatásukat, a kutatóknak például pontos információkra van szükségük a vírusok vagy baktériumok felszíni molekuláiról. Gyakran a gyógyszerfejlesztés során figyelmen kívül hagyják ezeknek a molekuláknak az atommozgását. Ez azonban hatással lehet a hatékonyságra. Egy kutatócsoport olyan szoftveren dolgozik, amely figyelembe veszi ezeket a mozgásokat. Hasznos lehet például gyógyszerek fejlesztésében. A Medica orvostechnikai kiállításon a csapat november 15. és 18. között Düsseldorfban mutatja be munkáját a Rajna-vidék-Pfalz kutatási standján (Halle 3, Stand E80).

Amíg egy gyógyszer piacra kerül, sok év fejlesztőmunka szükséges. A hatóanyagnak a megfelelő koncentrációban kell a megfelelő helyen lennie, hogy kifejthesse hatását. Eközben kevés mellékhatásnak kell jelentkeznie. Ezekben az anyagokban a kémiai szerkezet fontos szerepet játszik. Gyakran hosszú láncú fehérjemolekulákról van szó. „Vannak ismétlődő alapstruktúrák, úgynevezett hátgerinc vagy gerinc, amely szén- és nitrogénatomokból áll,” magyarázza Robin Maack informatikus, a „Computer Graphics and Human Computer Interaction” munkacsoport doktorandusza, Hans Hagen professzor vezetésével a Kaiserslautern Műszaki Egyetemen (TUK). „Ezt úgy kell elképzelni, hogy az atomok nem merevek, hanem mozognak. Ez különösen a gerinc esetében jelenthet erős alakváltozásokat a molekulán.”

A molekulák fejlesztése során bizonyos konfigurációk következményekkel járhatnak. Sok hagyományos program, amely fehérjéket ábrázol és vizualizál, figyelmen kívül hagyja az alapul szolgáló atomok mozgási folyamatait. „Gyakran fix gömbökként kezelik őket a térben, pedig mozgásterük van,” magyarázza Maack. „Ezzel a mozgások során kölcsönhatások léphetnek fel az atomok között.”

Maack jelenleg kolléganőjével, Dr. Christina Gillmann-nal, a Lipcsei Egyetemről egy olyan szoftveren dolgozik, amely kiszámítja ezeket a mozgástereket, és az eredeti vizualizációval együtt jeleníti meg, anélkül, hogy a meglévő információkat felülírná. „A felhasználók különböző vizualizációs módszereket és színsémákat kombinálhatnak a szoftverrel,” folytatja Maack. „Az áttekinthetően van kialakítva, és lehetőséget ad az atomok helyzetbiztonságának megjelenítésére is.”

A programjukat az informatikusok szimulált és valós molekulák adataival táplálják. A hangsúly az atommozgások vizsgálatán van. „A program most pontosabban mutatja, mely részei a molekulának stabilak, és melyek nem,” mondja Maack.

Ez a módszer különösen érdekes gyógyszerek és más hatóanyagok fejlesztése szempontjából. A technika lehetővé teszi, hogy gyorsan megállapítsuk, érdemes-e egyáltalán kifejleszteni és előállítani a molekulát.

A Medica kiállításon a csapat bemutatja munkáját.