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La piattaforma monochip innovatrice accelera il processo di sviluppo della droga

Gli scienziati all'istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) hanno fornito un sistema miniaturizzato ed accelerato di nuovo sviluppo della droga su appena un chip, promettente di fare più economico mai prima il più veloce trattato e. Il rapporto è stato pubblicato nelle comunicazioni della natura del giornale il 28 giugno 2019.

La domanda di più nuove droghe sta aumentando costantemente con l'emergenza delle malattie novelle e resistenti alla droga. Tuttavia, meno nuove droghe realmente stanno sviluppande (circa 600 durante il periodo 1991-2010 nei paesi superiori). Una grande ragione è la complessità e la spesa pure dei molti punti in questione, che sono eseguiti tipicamente uno dopo l'altro, nei trattamenti separati. Tuttavia, questo può più non essere il caso, dice gli scienziati del KIT che hanno sviluppato un nuovo trattamento combinatorio del su chip.

Schiera dei microdroplets con i vari reattivi sulla piattaforma chip chip di sintesi del chemBIOS. Credito di immagine: Benz di Maximilian, KIT
Schiera dei microdroplets con i vari reattivi sulla piattaforma chip chip di sintesi del chemBIOS. Credito di immagine: Benz di Maximilian, KIT

Il procedimento classico dello sviluppo della droga è lento e noioso. Comincia con la ricerca dei database composti i nuovi prodotti chimici attivi, producendoli determinato in quantità adeguata facendo uso dei sistemi di alto-capacità di lavorazione per costruire una libreria composta, caratterizzandoli ed a selezione basata a cella per assicurarsi possiedono l'attività nei sistemi biologici. I composti con attività di promessa sono chiamati colpi e sono restituiti per ulteriore prospezione. Il trattamento è ripetuto per le variazioni differenti dei colpi per formare una libreria secondaria delle molecole con le molecole ottimizzate per l'applicazione progettata.

Parecchie esecuzioni sono richieste prima che i candidati definitivi siano stabiliti e questi forniscono la fase medica di sviluppo per le prove negli studi clinici. Soltanto uno fra migliaia di molecole schermate inizialmente raggiunge questa fase. A volte nessuno dei colpi lo fa con approvazione della droga. I difetti in questo flusso di lavoro sono ovvi: è lento, ingombrante, consuma molto reagente ed i solventi, costa un gran quantità e limita il numero dei composti iniziali schermati nei limiti di possibilità. Attualmente, i cicli di sviluppo della droga misurano spesso due o più decadi ad un costo delle bestie enormi, lente ed estremamente costose di 2 - 4 miliardo dollari, rendente li.

Un avanzamento in materia è l'uso della sintesi in fase solida nel formato di microarray miniaturizzare e combinare la sintesi dei composti multipli. Tuttavia, non permette alle le analisi basate a cella per bioattività nella maggior parte dei casi. Finora, non c'erano trattamenti miniaturizzati per eseguire i flussi di lavoro di produzione di alto-capacità di lavorazione per i prodotti chimici liquidi di fase. Secondariamente, i composti con attività biologica non possono essere prodotti simultaneamente e schermati facendo uso degli stessi il trattamento.

Il chemBIOS combinatorio della piattaforma del nuovo su chip ha potuto cambiare tutto quello. Il benz di Maximilian dello scienziato del KIT dice, “abbiamo sviluppato una piattaforma quella sintesi delle associazioni delle librerie composte con la selezione biologica di alto-capacità di lavorazione su un singolo chip.„

La piattaforma del chemBIOS può occuparsi così di tutte e tre le componenti del processo di sviluppo della droga immediatamente: sintetizzi un database dei grassi in un formato di microarray facendo uso dei solventi organici, usi le tecniche della spettroscopia di massa per caratterizzare tutti ad un singolo punto e poi provili a bioattività facendo uso delle soluzioni acquose. A seguito della sintesi, i grassi formano i lipoplexes, o i complessi acidi lipido-nucleici, che possono essere presi ad uso sia dell'animale che delle cellule umane per le analisi biologiche. Il chip del chemBIOS permette il trasferimento a passo singolo di intera libreria dalla piattaforma del solvente organico (per la sintesi e la caratterizzazione) nella piattaforma della soluzione acquosa (per l'analisi biologica di alto-capacità di lavorazione) interponendole.  In questo modo, dice il benz, il chip è usato “eseguono 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.„

I vantaggi sono enormi. Ha ridotto il tempo richiesto ed usa soltanto gli importi minuscoli di tutte le soluzioni, in confronto al requisito usuale di parecchi litri di reattivo, di liquidi solventi e di sospensioni delle cellule. Permette che le selezioni multiple della stessa libreria migliorino l'identificazione dei colpi.

Il chemBIOS è un probabile vincitore per il premio dell'innovazione di 2019 NEULAND ricevuto dal KIT). Sembra che questa tecnologia d'estrazione potrebbe piombo lo sviluppo incredibilmente veloce ed economico della droga se il suo potenziale si conferma nelle prove future. Più lavoro è necessario per le reazioni che comprendono le temperature elevate, i sottoprodotti gassosi, i reagenti solidi, o quelli che hanno bisogno di un ambiente rigorosamente controllato. la depurazione di Alto-capacità di lavorazione è un altro viale che deve essere esplorato, ma la superficie piana del chip del chemBIOS favorirebbe apparentemente tali metodi.

Il benz la un tutta: “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.„

Journal reference:

Marrying chemistry with biology by combining on-chip solution-based combinatorial synthesis and cellular screening, Maximilian Benz, Mijanur R. Molla, Alexander Böser, Alisa Rosenfeld & Pavel A. Levkin, Nature Communicationsvolume 10, Article number: 2879 (2019), 10.1038/s41467-019-10685-0
ID, https://www.nature.com/articles/s41467-019-10685-0

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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