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

Übersetzung: Ninja Katja Horr Lektorat: Sonja Maria Neef

I'm a protein designer.

Ich bin Proteindesigner.

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

Ich möchte über eine neue Art Medikament sprechen.

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

Seine Grundlage ist ein Molekül, namens beschränktes Peptid.

Es gibt zurzeit wenige Medikamente aus beschränkten Peptiden,

There are only a few constrained peptide drugs available today,

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

aber im nächsten Jahrzehnt, werden viele weitere kommen.

Schauen wir uns an, woraus diese Medikamente bestehen,

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

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

was an ihnen anders ist

und was der Grund für diese aufkommende Flut

of new and exciting medicines.

an neuen und spannenden Mitteln ist.

Constrained peptides are very small proteins.

Eingeschränkte Peptide sind sehr kleine Proteine.

Sie haben zusätzliche chemische Bindungen,

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

die die Anordnung des Moleküls beschränkt,

and this makes them incredibly stable

und das macht sie unglaublich stabil

as well as highly potent.

und sehr wirksam.

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

Sie kommen ganz natürlich vor,

unser Körper produziert einige,

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

die uns im Kampf gegen Bakterien, Pilze und Vireninfektionen helfen.

And animals like snakes and scorpions

Tiere wie Schlangen oder Skorpione

use constrained peptides in their venom.

nutzen beschränkte Peptide in ihrem Gift.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

Medikamente aus Proteinen heißen biologische Medikamente.

So this includes constrained peptides,

Das schließt beschränkte Peptide ein,

as well as medicines like insulin

gemeinsam mit Mitteln wie Insulin

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

oder Antikörper-Medikamenten wie Humira oder Enbrel.

And in general, biologics are great,

Diese biologischen Mittel sind toll,

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

weil sie nicht die Nebenwirkungen vieler anderer Mittel haben.

First, protein.

Erst einmal, sind Proteine

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

ein komplett natürlicher ungiftiger Baustoff unseres Körpers.

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

Zellen produzieren zehntausende verschiedene Proteine

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

und der Großteil unserer Nahrung enthält Proteine.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

Zweitens, interagieren Medikamente manchmal mit Molekülen im Körper,

mit denen sie nicht interagieren sollen.

that you don't want them to.

Compared to small molecule drugs,

Im Vergleich zu Mitteln aus kleinen Molekülen,

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

also normale Arzneimittel, wie Aspirin,

biologics are quite large.

sind biologische Arzneimittel eher groß.

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

Moleküle interagieren, wenn sie Anordnungen finden,

die perfekt zusammenpassen.

Much like a lock and key.

Wie Schloss und Schlüssel.

Well, a larger key has more grooves,

Ein größerer Schlüssel hat mehr Furchen,

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

also passt er wahrscheinlich nur in ein bestimmtes Schloss.

But most biologics also have a flaw.

Aber biologische Arzneimittel haben auch Nachteile.

They're fragile.

Sie sind zerbrechlich.

So they're usually administered by injection,

Deswegen werden sie meist intravenös verabreicht,

because our stomach acid would destroy the medicine

denn die Magensäure würde sie zerstören,

if we tried to swallow it.

wenn wir sie schlucken würden.

Constrained peptides are the opposite.

Beschränkte Peptide sind ganz anders.

They're really durable, like regular drugs.

Sie sind so robust, wie normale Arzneimittel.

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

Also kann man sie über Pillen, Inhalatoren oder Salben verabreichen.

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

Daher sind beschränkte Peptide

zur Arzneimittelentwicklung so begehrt.

They combine some of the best features

Sie kombinieren die besten Merkmale

of small-molecule and biologic drugs into one.

von Mitteln aus kleinen Molekülen und biologischen Arzneimitteln.

But unfortunately, it's incredibly difficult

Leider ist es sehr schwer,

die beschränkten Peptide, die wir in der Natur finden,

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

so zu ändern, dass sie neue Arzneimittel werden.

to become new drugs.

So this is where I come in.

Da komme ich ins Spiel.

Creating a new drug is a lot like crafting a key

Neue Arzneimittel zu entwickeln, ist wie einen Schlüssel zu kreieren,

to fit a particular lock.

der in ein bestimmtes Schloss passen muss.

We need to get the shape just right.

Die Form muss genau stimmen.

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

Wenn wir die Form der Peptide aber zu sehr verändern,

those extra chemical bonds are unable to form

verlieren wir die zusätzlichen chemischen Bindungen

and the whole molecule falls apart.

und das komplette Molekül zerfällt.

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

Also müssen wir lernen, die Form zu kontrollieren.

I was part of a collaborative scientific effort

Ich war Teil eines Forschungsprojektes,

that spanned a dozen institutions across three continents

über viele Institutionen und drei Kontinente verteilt,

that came together and solved this problem.

das zusammenkam und dieses Problem löste.

We took a radically different approach from previous efforts.

Wir machten es radikal anders, als alle vor uns.

Instead of making changes to the constrained peptides

Anstatt die beschränkten Proteine,

die natürlich vorkommen, zu ändern,

that we find in nature,

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

fanden wir heraus, wie man komplett neue baut.

Um uns dabei zu unterstützen,

To help us do this,

we developed freely available open-source peptide-design software

entwickelten wir eine Open-Source Peptid-Design Software,

that anyone can use to do this, too.

mit der das jeder tun kann.

To test our method out,

Um unsere Methode zu testen,

we generated a series of constrained peptides

stellten wir eine Reihe von beschränkten Peptiden her,

that have a wide variety of different shapes.

mit vielen verschiedenen Formen.

Many of these had never been seen in nature before.

Viele davon wurden noch nie in der Natur beobachtet.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

Dann haben wir im Labor diese Peptide produziert.

Next, we determined their molecular structures,

Als nächstes bestimmten wir mit Hilfe von Experimenten

using experiments.

ihre molekulare Struktur.

When we compared our designed models

Als wir dann unsere Modelle,

with the real molecular structures,

mit den echten Strukturen verglichen,

we found that our software can position individual atoms

sahen wir, dass unsere Software individuelle Atome

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

mit einer Genauigkeit, die an die Messgrenzen stößt, anordnet.

Three years ago, this couldn't be done.

Vor drei Jahren, war das nicht möglich.

But today, we have the ability to create designer peptides

Aber heute können wir Designer-Peptide entwickeln,

with shapes that are custom-tailored for drug development.

mit Anordnungen speziell für die Arzneimittelentwicklung.

So where is this technology taking us?

Also, wo führt uns diese Technologie hin?

Well, recently,

Letztendlich entwickelten meine Kollegen und ich beschränkte Peptide,

my colleagues and I designed constrained peptides

that neutralize influenza virus,

die den Influenza Virus neutralisieren,

protect against botulism poisoning

die vor Nahrungsmittelvergiftung schützen

and block cancer cells from growing.

und die Krebszellen am Wachstum hindern.

Some of these new drugs

Einige dieser neuen Wirkstoffe,

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

wurden schon in vorklinischen Studien an Labortieren getestet.

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

Und bislang, sind sie alle sicher und höchst effektiv.

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

Die Entwicklung dieser Peptide ist eine brandneue Technologie,

and the drug development pipeline is slow and cautious.

und Arzneimittelentwicklung ist langsam und vorsichtig.

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

Also dauert es bis zu Studien am Menschen noch 3-5 Jahre.

But during that time,

Aber in diesem Zeitraum,

more constrained peptide drugs

werden mehr beschränkte Proteine,

are going to be entering the drug development pipeline.

sich zur Arzneimittelprüfung anstellen.

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

Und letztendlich glaube ich,

dass maßgefertigte Peptid-Medikamente

uns alle von Beschränkungen durch Krankheiten befreien werden.

are going to enable us all to break free

from the constraints of our diseases.

Thank you.

Danke.

(Applause)

(Applaus)