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A plataforma inovativa da único-microplaqueta acelera o processo de revelação da droga

Os cientistas no Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (JOGO) vieram acima com um sistema miniaturizado e acelerado de revelação nova da droga em apenas uma microplaqueta, prometendo fazer mais barata do que sempre antes o processo mais rápido e. O relatório foi publicado nas comunicações da natureza do jornal o 28 de junho de 2019.

A procura para umas drogas mais novas está aumentando constantemente com a emergência de doenças novas e resistentes aos medicamentos. Contudo, menos drogas novas estão sendo desenvolvidas realmente (aproximadamente 600 durante o período 1991-2010 nos países superiores). Uma razão grande é a complexidade e a despesa completas de muitas etapas envolvidas, que são executadas tipicamente em sucessão, em processos separados. Contudo, este pode já não ser o caso, diz os cientistas do JOGO que desenvolveram um processo combinatório novo da em-microplaqueta.

A disposição de microdroplets com os vários reagentes no chemBIOS microplaqueta-baseou a plataforma da síntese. Crédito de imagem: Benz de Maximilian, JOGO
A disposição de microdroplets com os vários reagentes no chemBIOS microplaqueta-baseou a plataforma da síntese. Crédito de imagem: Benz de Maximilian, JOGO

O processo tradicional de revelação da droga é lento e fastidioso. Começa com a pesquisa de bases de dados compostas por produtos químicos activos novos, produzindo os individualmente em quantidades adequadas usando sistemas da alto-produção para construir uma biblioteca composta, caracterizando os, e selecção baseado em celulas para certificar-se dos possuem a actividade em sistemas biológicos. Os compostos com actividade prometedora são chamados batidas e retornados para uma exploração mais adicional. O processo é repetido para variações diferentes das batidas para formar uma biblioteca secundária das moléculas com as moléculas aperfeiçoadas para a aplicação pretendida.

Diversas corridas são exigidas antes que os candidatos finais estejam estabelecidos, e estes incorporam a fase médica de revelação para testar aos estudos clínicos. Somente um entre os milhares de moléculas selecionadas inicialmente alcança esta fase. Às vezes nenhuma das batidas fá-lo com a aprovação da droga. As falhas nestes trabalhos são óbvias: são lentos, incómodo, consomem muito reagente e solventes, custam uma enorme quantidade e limitam o número de compostos iniciais selecionados dentro dos limites da possibilidade. Presentemente, os ciclos de revelação da droga medem frequentemente dois ou mais décadas a custo de animais enormes, lentos e extremamente caros de 2 a 4 bilhão dólares, fazendo as.

Um avanço neste campo é o uso da síntese da contínuo-fase no formato do microarray miniaturizar e combinar a síntese de compostos múltiplos. Contudo, não permite ensaios baseados em celulas para a bioactividade na maioria dos casos. Até aqui, não havia nenhum processo miniaturizado para executar trabalhos da produção da alto-produção para produtos químicos líquidos da fase. Em segundo lugar, os compostos com actividade biológica não podem ser produzidos e seleccionado simultaneamente usando o mesmo processo.

O chemBIOS combinatório da plataforma da em-microplaqueta nova podia mudar todo o aquele. O Benz de Maximilian do cientista do JOGO diz, “nós desenvolvemos uma plataforma que combinasse a síntese de bibliotecas compostas com a selecção biológica da alto-produção em uma única microplaqueta.”

A plataforma do chemBIOS pode assim tratar todos os três componentes do processo de revelação da droga imediatamente: sintetize uma base de dados das gorduras em um formato do microarray usando solventes orgânicos, use técnicas da espectroscopia em massa para caracterizar todo em uma única etapa, e teste-os então para a bioactividade usando soluções aquosas. Depois da síntese, as gorduras formam lipoplexes, ou os complexos ácidos lipido-nucleicos, que podem ser pegados para o uso das pilhas animais e humanas para bio-ensaios. A microplaqueta do chemBIOS permite transferência de uma etapa da biblioteca inteira da plataforma do solvente orgânico (para a síntese e a caracterização) à plataforma da solução aquosa (para o bio-ensaio da alto-produção) imprensando os.  Desta maneira, diz o Benz, a microplaqueta é usado “executam 75 reacções paralelas do três-componente para a síntese de uma biblioteca dos lipidos, isto é gorduras, seguidas pela caracterização usando a espectroscopia em massa, pela formação da em-microplaqueta de lipoplexes, e pela selecção biológica da pilha.”

As vantagens são enormes. Reduziu no tempo exigido e usou somente quantidades minúsculos de todas as soluções, em comparação com a exigência usual de diversos litros do reagente, de líquidos solventes, e de suspensões da pilha. Permite que as selecções múltiplas da mesma biblioteca aumentem a identificação das batidas.

O chemBIOS é um principal candidato para o prêmio da inovação de 2019 NEULAND concedido pelo JOGO). Parece que esta tecnologia devencimento poderia conduzir a revelação incredibly rápida e barata da droga se seu potencial é carregado para fora nos testes futuros. Mais trabalho é necessário para as reacções que envolvem altas temperaturas, byproducts gasosos, reagentes contínuos, ou aqueles que precisam um ambiente restrita controlado. a purificação da Alto-produção é uma outra avenida que precise de ser explorada, mas a superfície plana da microplaqueta do chemBIOS favoreceria aparentemente tais métodos.

O Benz une-a toda: “O todo o processo da síntese da biblioteca às tomadas da selecção da pilha somente três dias e aproximadamente 1 ml da solução total, demonstrando o potencial da tecnologia do chemBIOS à eficiência do aumento e acelera selecções e revelação da 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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