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

Translator: Daban Q. Jaff Reviewer: Razaw S. Bor

I'm a protein designer.

من نەخشەکێشی پڕۆتینم.

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

و دەمەوێت گفتوگۆ بکەم سەبارەت بەجۆرێکی نوێی دەرمان.

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

لە گەردێک دروست کراوە کە ناوی پێپتایدی نادروستە.

There are only a few constrained peptide drugs available today,

لە مڕۆدا تەنھا ژمارەیەکی کەم دەرمانی پێپتایدی نادروست ھەیە،

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

بەڵام لە دەیەی داھاتوودا ژمارەیەکی زۆر دەکەوێتە بازاڕەوە.

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

با بزانین ئەم دەرمانە نوێیانە لە چی بەرھەم دێن،

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

جیاوازییان چییە و چی دەبێتە ھۆی ئەم دەستکەوتە بە لێشاوەی

of new and exciting medicines.

دەرمانە نوێ و ھەژێنەرەکان.

Constrained peptides are very small proteins.

پێپتایدە نادروستەکان پڕۆتینی زۆر بچووکن.

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

بەندی کیمیایی زیادەیان بەرھەمھێناوە کە پەستان لە شێوەی گەرد دەکات،

and this makes them incredibly stable

و باوەڕ پێ نەکراوانە جێگیرییان دەکات

as well as highly potent.

ھەروەھا بە شێوەیەکی زۆر بەھێز.

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

ئەوانە بە شێوەی سروشتی ڕوو دەدەن، لەشی ئێمە ژمارەیەک لەوانە بەرھەم دێنێت

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

ھاوکاری جەنگی دژ بە ژەھراوی بوونە بە بەکتریا، کەڕوو و ڤایرۆس.

And animals like snakes and scorpions

و ئاژەڵانی وەک مار و دوپشک

use constrained peptides in their venom.

پێپتایدی نادروستی ناو ژەھری خۆیان بەکار دەھێنن.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

دەرمانە لە پڕۆتین بەرھەمھێنراوەکان ناو دەبرێن بە دەرمانی زیندەیی.

So this includes constrained peptides,

بۆیە ئەمە پێکدێت لە پێپتایدی نادروست،

as well as medicines like insulin

ھەروەھا دەرمانی وەکو ئەنسۆلین

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

یان دەرمانی دژەتەن وەکو ھیومایرا و ئەنبڕڵ.

And in general, biologics are great,

و بە گشتی، زیندەییەکان مەزنن،

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

چونکە بە چەند شێوەیەک ڕێگە لە کاریگەرییە لاوەکییەکانی دەرمان دەگرن.

First, protein.

یەکەم، پڕۆتین.

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

بە تەواوی سروشتییە، ماددەیەکی نا ژەھراوییە لە لەشماندا.

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

خانەکانی لەشمان دەیان ھەزار پڕۆتینی جیاواز بەرھەم دەھێنن،

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

و بە زۆری، ھەموو خۆراکەکانمان پڕۆتین لەخۆ دەگرن.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

و دووەم، ھەندێ کات دەرمانەکان لەگەڵ گەردەکانی ناو لەشتدا کارلێک دەکەن

that you don't want them to.

کە تۆ ناتەوێت کارلێک بکەن.

Compared to small molecule drugs,

بەراورد بە گەردی بچووکی دەرمانەکان،

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

و مەبەستم دەرمانی ئاسایی، وەکو ئەسپرین،

biologics are quite large.

زیندەییەکان تەواو گەورەن.

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

گەردەکان کارلێک دەکەن کاتێک کە شێوەیەکی تەواو گونجاو لە خۆ بگرن.

Much like a lock and key.

زۆر لە قوفڵ و کلیل دەچن.

Well, a larger key has more grooves,

باشە، کلیلی گەورەتر چاڵی زیاتر لەخۆ دەگرێت،

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

بۆیە زیاتر وەکو گونجانە لەگەڵ قوفڵێک.

But most biologics also have a flaw.

بەڵام زۆربەی زیندەییەکانیش درزیان ھەیە.

They're fragile.

ناسکن.

So they're usually administered by injection,

بۆیە ئاساییانە لە ڕێی دەرزییەوە بەکار دەھێنرێن،

because our stomach acid would destroy the medicine

چونکە ترشی گەدەمان دەرمانەکە تێک دەشکێنێت

if we tried to swallow it.

ئەگەر ھەوڵی قووتدانی بدەین.

Constrained peptides are the opposite.

پێپتایدە نادروستەکان پێچەوانەن.

They're really durable, like regular drugs.

ئەوان زۆر خۆگرن، وەکو دەرمانی ئاسایی.

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

بۆیە دەگونجێت لە ڕێگەی حەب، ئامێری ھەڵمژینی دەرمان، مەڵحەمەوە بەکار بێت.

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

ئەمە وا لە پێپتایدە نادروستەکان دەکات زۆر خوازراو بن بۆ گەشەپێدانی دەرمان.

They combine some of the best features

ھەندێ لە باشترین ڕەوشتەکان کۆ دەکەنەوە

of small-molecule and biologic drugs into one.

ھی گەردی بچووک و دەرمانی زیندەیی لە یەک دانەدا.

But unfortunately, it's incredibly difficult

بەڵام بەداخەوە، ئەوە زۆر قورسە

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

بۆ نەخشەکێشانەوەی پێپتایدی نادروست کە لە سروشتیدا دەیدۆزینەوە

to become new drugs.

بۆ ئەوەی ببن بە دەرمانی نوێ.

So this is where I come in.

ئێرە بوو لێوەی ھاتمە ناوەوە.

Creating a new drug is a lot like crafting a key

دروست کردنی دەرمانێکی نوێ زۆر لە دروستکردنی کلیل دەچێت

to fit a particular lock.

بۆ گونجان لەگەڵ قوفڵێکی دیاریکراو.

We need to get the shape just right.

دەبێت شێوەی ڕاست بەدەست بھێنین.

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

بەڵام ئەگەر شێوەی پێپتایدی نادروست زۆر بگۆڕین،

those extra chemical bonds are unable to form

بەندە کیمیاییە زیادەکان ناتوانرێت پێک بھێنرێن

and the whole molecule falls apart.

و تەواوی گەردەکە جیا دەبێتەوە.

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

بۆیە پێویستە بزانین کە چۆن کۆنتڕۆڵی شێوەکانیان بکەین.

I was part of a collaborative scientific effort

من بەشێک بووم لە ھەوڵێکی زانستی هاوبەش

that spanned a dozen institutions across three continents

کە پێکھاتبوو لە کۆمەلێک دەزگا لە سێ کیشوەرەوە

that came together and solved this problem.

کۆ بوونەوە و ئەم کێشەیەیان چارەسەر کرد.

We took a radically different approach from previous efforts.

بە شێوەیەکی بنەڕەتی ڕێگەی جیاواز لە ھەوڵەکانی پێشوومان گرتەبەر.

Instead of making changes to the constrained peptides

لە جیاتی دروستکردنی گۆڕانکاری لە پێپتایدە نادروستەکان

that we find in nature,

کە لە سروشت دەیدۆزینەوە

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

تێگەشتین چۆن بە تەواوی دانەی نوێ لە نەبوونەوە بنیاد بنێین.

To help us do this,

بۆ ئاسانکاری،

we developed freely available open-source peptide-design software

گەشەماندا بە سەرچاوەی کراوەی سۆفتوێری نەخشەکێشانی پێپتاید

that anyone can use to do this, too.

کە ھەموو کەس توانای بەکارھێنانی ھەیە.

To test our method out,

بۆ تاقیکردنەوەی ڕێگاکەمان،

we generated a series of constrained peptides

زنجیرەیەک لە پێپتایدە نادروستەکانمان پێکھێنا

that have a wide variety of different shapes.

کە ھەمەجۆرییەکی زۆر لە شێوەیاندا ھەیە.

Many of these had never been seen in nature before.

زۆرێک لەوانە پێشتر ھەرگیز لە سروشتدا نەبینرا بوون.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

دواتر چووین بۆ تاقیگە و ئەو پێپتایدانەمان بەرھەمھێنان.

Next, we determined their molecular structures,

دوای ئەوە، پێکھاتە گەردییەکانییانمان دیاری کرد،

using experiments.

لە ڕێی تاقیکردنەوەی زانستی.

When we compared our designed models

کاتێک بەراوردی نمونەی نەخشێنراومان کرد

with the real molecular structures,

لەگەڵ پێکھاتەی ڕاستی گەردەکان،

we found that our software can position individual atoms

بۆمان دەرکەوت کە سۆفتوێرەکەمان دەتوانێت تاک گەردیلە جێگیر بکات

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

لەگەڵ ڕێکییەک لە سنوری پێوانی گونجاو دایە.

Three years ago, this couldn't be done.

سێ ساڵ بەر لە ئێستا، نەدەکرا ئەمە بکرێت.

But today, we have the ability to create designer peptides

بەڵام ئەمڕۆ، توانای ئەوەمان ھەیە کە پێپتایدی نەخشەکێش دروست بکەین

with shapes that are custom-tailored for drug development.

بەو شێوانەی کە پێویستن بۆ گەشەپێدانی دەرمان.

So where is this technology taking us?

کەواتە ئەم تەکنەلۆجیایە ئێمە بۆ کوێ دەبات؟

Well, recently,

باشە، لەم دواییەدا،

my colleagues and I designed constrained peptides

من و ھاوڕێکانم نەخشەی پێپتایدی نادروستمان کێشا

that neutralize influenza virus,

کە ھاوکێشی ڤایرۆسی ئەنفلۆنزا دەکات،

protect against botulism poisoning

پارێزگاری دەکات دژی ژەھراویبوونی کوشندە

and block cancer cells from growing.

ڕێگە دەگرێت لە گەشەی خانە شێرپەنجەییەکان.

Some of these new drugs

ھەندێک لەو دەرمانە نوێیانە

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

تاقیکراونەوە لە پشکنینی نیشانەی پێش نەخۆشی لەسەر ئاژەڵی تاقیگە.

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

و ئێستا، ھەموویان سەلامەت و زۆر کاریگەرن.

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

نەخشەکێشانی پێپتایدی نادروست تەکنەلۆجیای لێوار بڕینە،

and the drug development pipeline is slow and cautious.

و ھێڵی بۆڕی گەشەپێدانی دەرمان ھێواش و وریایە.

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

بۆیە ھێشتا سێ بۆ پێنج ساڵ لە دەرەوەی تاقیکردنەوەی مرۆڤین.

But during that time,

بەڵام لەو ماوەیەدا،

more constrained peptide drugs

دەرمانی پێپتایدی نادروستی زیاتر

are going to be entering the drug development pipeline.

دەچنە ناو ھێڵی بۆڕی گەشەپێدانی دەرمان.

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

و لە کۆتاییدا، باوەڕم وایە ئەو دەرمانە پێپتایدە نەخشەکێشراوانە

are going to enable us all to break free

توانا دەدەن بە ھەموومان بۆ ڕزگاربوونمان

from the constraints of our diseases.

لە پەستانی نەخۆشییەکانمان.

Thank you.

سوپاس بۆ ئێوە.

(Applause)

(چەپڵە)