A new type of medicine, custom-made with tiny proteins | Christopher Bahl

Translator: Ivaylo Georgiev Reviewer: Darina Stoyanova

I'm a protein designer.

Аз съм протеинов дизайнер.

And I'd like to discuss a new type of medicine.

И искам да обсъдим един нов вид лекарства.

It's made from a molecule called a constrained peptide.

Създадени са от молекула наречена ограничен пептид.

There are only a few constrained peptide drugs available today,

Съществуват малцина лекарства с ограничени пептиди днес,

but there are a lot that will hit the market in the coming decade.

но има много, които ще излязат на пазара в следващото десетилетие.

Let's explore what these new medicines are made of,

Нека изследваме от какво са направени тези нови лекарства.

how they're different and what's causing this incoming tidal wave

с какво се различават и какво предизвиква тази прииждаща вълна

of new and exciting medicines.

от нови и вълнуващи лекарства.

Constrained peptides are very small proteins.

Ограничените пептиди са много малки протеини.

They've got extra chemical bonds that constrain the shape of the molecule,

Те имат допълнителни химични връзки, които ограничават формата на молекулата

and this makes them incredibly stable

и това ги прави изумително стабилни

as well as highly potent.

както и много силни.

They're naturally occurring, our bodies actually produce a few of these

Получават се естествено, всъщност нашите тела произвеждат няколко от тях

that help us to combat bacterial, fungal and viral infections.

които ни помагат да се борим с бактерийни, гъбични и вирусни инфекции.

And animals like snakes and scorpions

И животни като змии и скорпиони

use constrained peptides in their venom.

използват ограничени пептиди в отровата си.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

Лекарства, създадени от протеин, се наричат билогични.

So this includes constrained peptides,

Така че това включва ограничени пептиди,

as well as medicines like insulin

както и лекарства като инсулина

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

и лекарства като Хумира или Енбрел.

And in general, biologics are great,

И, цялостно, биологичните лекарства са супер,

because they avoid several ways that drugs can cause side effects.

защото избягват някои начини, по които лекарствата причинят странични ефекти.

First, protein.

Първо, протеин.

It's a totally natural, nontoxic material in our bodies.

Това е напълно естествен, нетоксичен материал в телата ни.

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

Нашите клетки произвеждат десетки хиляди различни протеини,

and basically, all of our food has protein in it.

и всъщност, всичката ни храна съдържа протеини.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

И второ, понякога лекарствата си взаимодействат с молекулите в тялото ни,

that you don't want them to.

което не бихме желали.

Compared to small molecule drugs,

Сравнени с лекарства с малки молекули,

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

и с това имам предвид обикновени лекарства, като аспирин,

biologics are quite large.

биологичните лекарства са големи.

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

Молекулите си взаимодействат, когато приемат форми, пасващи си перфектно

Much like a lock and key.

Нещо като ключалка и ключ.

Well, a larger key has more grooves,

Е, голям ключ би имал повече резки,

so it's more likely to fit into a single lock.

така че е по-верятно да пасне на единствена ключалка.

But most biologics also have a flaw.

Но повечето биологични лекарства имат недостатък.

They're fragile.

Те са крехки.

So they're usually administered by injection,

Затова често се приемат като инжекция,

because our stomach acid would destroy the medicine

защото стомашните ни киселини биха ги унищожили,

if we tried to swallow it.

ако опитаме да ги глътнем

Constrained peptides are the opposite.

Ограничените пептиди са обратното.

They're really durable, like regular drugs.

Те са наистина издържливи, като обикновени лекарства.

So it's possible to administer them using pills, inhalers, ointments.

Така че е възможно да ги приемаме като хапчета, инхалатори или мехлеми.

This is what makes constrained peptides so desirable for drug development.

Това прави ограничените пептиди толкова желани в разработката на лекарства.

They combine some of the best features

Те съчетават някои от най-добрите особености

of small-molecule and biologic drugs into one.

на малко-молекулните и биологичните лекарства в едно.

But unfortunately, it's incredibly difficult

Но за съжаление, е изключително трудно

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

да пресъздадем същите ограничени пептиди, които откриваме в природата

to become new drugs.

за да станат нови лекарства.

So this is where I come in.

Ето къде аз се появявам.

Creating a new drug is a lot like crafting a key

Създаването на ново лекарство е като изработката на ключ,

to fit a particular lock.

който да пасне на определена ключалка.

We need to get the shape just right.

Трябва да уцелим точно формата.

But if we change the shape of a constrained peptide by too much,

Но ако подменим формата на един скован пептид прекалено много,

those extra chemical bonds are unable to form

допълнителните химични връзки не могат да се оформят

and the whole molecule falls apart.

и цялата молекула се разпада.

So we needed to figure out how to gain control over their shape.

Затова трябва да разберем как да поемем контрола над нейната форма.

I was part of a collaborative scientific effort

Аз бях част от съвместна научна дейност,

that spanned a dozen institutions across three continents

разпростираща се на над дузина институции от три континента,

that came together and solved this problem.

които се обединиха и решиха този проблем.

We took a radically different approach from previous efforts.

Поехме радикално различен подход спрямо други опити

Instead of making changes to the constrained peptides

Вместо да правим промени върху ограничените пептиди,

that we find in nature,

които намираме в природата

we figured out how to build new ones totally from scratch.

открихме как да изграждаме нови, изцяло от нищото.

To help us do this,

За да ни помогне с това,

we developed freely available open-source peptide-design software

разработихме свободнодостъпен софтуер с отворен код за дизайн на пептиди,

that anyone can use to do this, too.

който всеки би могъл да ползва.

To test our method out,

За да тестваме метода си,

we generated a series of constrained peptides

генерирахме редица от ограничени пептиди

that have a wide variety of different shapes.

с разнообразие от форми.

Many of these had never been seen in nature before.

Много от тях не бяха виждани в природата досега.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

После отидохме в лабораторията и създадохме тези пептиди.

Next, we determined their molecular structures,

След това, определихме молекулярните им структури,

using experiments.

използвайки експерименти.

When we compared our designed models

Когато сравнихме моделите си

with the real molecular structures,

с истинските молекулярни структури,

we found that our software can position individual atoms

открихме, че софтуерът ни може да позиционира индивидуални атоми

with an accuracy that's at the limit of what's possible to measure.

с точност, граничеща с това, което може да се измери.

Three years ago, this couldn't be done.

Преди три години, това не можеше да се направи

But today, we have the ability to create designer peptides

Но днес, можем да създадем дизайнерски пептиди

with shapes that are custom-tailored for drug development.

с форми, специално приспособени за разработка на лекарства.

So where is this technology taking us?

Та, накъде ни отвеждат технологиите?

Well, recently,

Е, напоследък,

my colleagues and I designed constrained peptides

колегите ми и аз проектирахме ограничени пептиди,

that neutralize influenza virus,

които неутрализират инфлуенца вируса,

protect against botulism poisoning

предпазват от хранително натравяне

and block cancer cells from growing.

и спират растежа на ракови клетки.

Some of these new drugs

Някои от тези лекарства

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

са тествани в предклинични опити с лабораторни животни.

And so far, they're all safe and highly effective.

И досега, всички са безопасни и високоефективни.

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

Дизайнът на ограничени пептиди е последна технология

and the drug development pipeline is slow and cautious.

и поточната линия на разработката на лекарства е бавна и внимателна.

So we're still three to five years out from human trials.

Така че, още сме на от 3 до 5 години време от опитите с хора.

But during that time,

Но през това време,

more constrained peptide drugs

повече лекарства съсограничени пептиди

are going to be entering the drug development pipeline.

ще навлизат в поточната линия на разработката на лекарства

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

В края на краищата, вярвам, че дизайнерските пептидни лекарства

are going to enable us all to break free

ще ни позволят да се освободим

from the constraints of our diseases.

от ограниченията на болестите.

Thank you.

Благодаря ви.

(Applause)

(Аплодисменти)