Nuova piattaforma del chemBIOS per sviluppo della droga

Malgrado la domanda aumentante, il numero delle droghe di recente sviluppato è diminuito continuamente nelle decadi passate. La ricerca di nuove sostanze attive, la loro produzione, la caratterizzazione e la selezione per l'efficacia biologica sono molto complesse e costose. Una delle ragioni è che tutti e tre i punti sono stati effettuati esclusivamente finora. Gli scienziati dell'istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) ora sono riuscito a combinare questi trattamenti su un chip e, quindi, la facilitazione e l'accelerazione delle procedure per produrre le sostanze di promessa. Grazie a miniaturizzazione, anche costi possono essere diminuiti significativamente. I risultati ora sono pubblicati nelle comunicazioni della natura (DOI 10.1038/s41467-019-10685-0).

Lo sviluppo della droga è basato sulla selezione di alto-capacità di lavorazione di grandi librerie composte. Tuttavia, la mancanza di metodologie miniaturizzate e disposte parallelamente per la sintesi chimica di alto-capacità di lavorazione nella fase liquida e l'incompatibilità della sintesi dei composti bioactive e di selezione per il loro effetto biologico piombo finora ad una separazione rigorosa di questi punti. Ciò fa il costoso trattato ed inefficiente.

Per questo motivo, abbiamo sviluppato una piattaforma quella sintesi delle associazioni delle librerie composte con la selezione biologica di alto-capacità di lavorazione su un singolo chip.„

Benz di Maximilian dell'istituto del KIT di tossicologia e della genetica (ITG).

Questa cosiddetta piattaforma del chemBIOS è compatibile con sia i solventi organici per la sintesi che le soluzioni acquose per le selezioni biologiche. “Utilizziamo la piattaforma del chemBIOS per eseguire le 75 reazioni a tre componenti parallele per la sintesi di una libreria dei lipidi, cioè grassi, seguiti dalla caratterizzazione facendo uso della spettroscopia di massa, dalla formazione del su chip di lipoplexes e dalla selezione biologica delle cellule,„ il benz aggiunge. Lipoplexes è complessi nucleici che possono essere presi da eucariotico, cioè umano ed animale, celle del acido-lipido. “Il processo completo dalla sintesi delle biblioteche alle prese della selezione delle cellule i soltanto tre giorni e circa 1 ml di soluzione totale, dimostranti il potenziale della tecnologia del chemBIOS al risparmio di temi di aumento ed accelera le selezioni e lo sviluppo della droga,„ il benz precisa. Solitamente, tali trattamenti hanno bisogno di parecchi litri di reattivi, di solventi e di sospensioni delle cellule.

Recentemente, la tecnologia del chemBIOS è stata nominata per uno dei primi tre posti del premio 2019 dell'innovazione del NEULAND del KIT da una giuria dei rappresentanti della ricerca e dell'industria.

Sviluppo della droga: Grande sforzo e pochi colpi

dovuto la spesa immensa di tempo e la separazione spaziale e metodologica della sintesi dei composti, della selezione e degli studi clinici, lo sviluppo di nuove droghe cattura spesso più di 20 anni e costi fra due e quattro miliardo dollari.

La fase in anticipo di sviluppo della droga è basata tradizionalmente su tre settori scientifici: i chimici sintetizzano una grande libreria di varie molecole. Tutti i composti sono prodotti esclusivamente, isolati e sono caratterizzati. Poi, i biologi analizzano la libreria della molecola per attività biologica. I composti altamente attivi, cosiddetti colpi, sono restituiti a chimica. Sulla base di questa selezione preliminare, i chimici sintetizzano ulteriori variazioni di questi composti. Queste librerie secondarie della molecola poi contengono i composti ottimizzati.

Dopo che questo ciclo è stato ripetuto parecchie volte, alcuni candidati composti di promessa sono trasferiti alla parte medica dello sviluppo della droga, in cui questi composti sono provati negli studi clinici. Di parecchie poi migliaia di composti ha sottoposto alle prime selezioni, solo un o a volte nessun composto raggiunge l'ultimo punto dello sviluppo della droga: approvazione di nuova droga. Questo trattamento è che richiede tempo e richiede una vasta gamma di materiali e di solventi. Ciò rende lo sviluppo più costoso e più lento ed egualmente limita il numero delle sostanze schermate ad un numero fattibile.

Source:
Journal reference:

Benz, M. et al. (2019) Marrying chemistry with biology by combining on-chip solution-based combinatorial synthesis and cellular screening. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-019-10685-0.