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

Επιμέλεια: Chryssa Rapessi

I'm a protein designer.

Είμαι σχεδιαστής πρωτεϊνών.

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

Και θα ήθελα να συζητήσω ένα νέο τύπο φαρμάκου.

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

Φτιάχνεται από ένα μόριο που λέγεται στερεοχημικά ελεγχόμενο πεπτίδιο.

Σήμερα, υπάρχουν μόνο λίγα φάρμακα ελεγχόμενων πεπτιδίων,

There are only a few constrained peptide drugs available today,

αλλά υπάρχουν πολλά που θα εμφανιστούν στην αγορά την επόμενη δεκαετία.

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

Ας δούμε τι περιέχουν αυτά τα νέα φάρμακα,

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

πώς διαφέρουν και τι προκαλεί αυτό το επερχόμενο παλιρροϊκό κύμα

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

νέων και συναρπαστικών φαρμάκων.

of new and exciting medicines.

Constrained peptides are very small proteins.

Τα ελεγχόμενα πεπτίδια είναι πολύ μικρές πρωτεΐνες.

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

Έχουν επιπλέον χημικούς δεσμούς που ελέγχουν το σχήμα του μορίου,

and this makes them incredibly stable

και αυτό τα κάνει εξαιρετικά σταθερά

as well as highly potent.

και υψηλής δυναμικότητας.

Προκύπτουν φυσικά, το σώμα μας παράγει μερικά από αυτά

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

που μας βοηθούν να πολεμήσουμε μολύνσεις από βακτήρια, μύκητες και ιούς.

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

And animals like snakes and scorpions

Ζώα όπως τα φίδια και οι σκορπιοί

use constrained peptides in their venom.

τα χρησιμοποιούν στο δηλητήριό τους.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

Φάρμακα που φτιάχνονται από πρωτεΐνη λέγονται βιολογικά φάρμακα.

So this includes constrained peptides,

Αυτά συμπεριλαμβάνουν τα ελεγχόμενα πεπτίδια,

as well as medicines like insulin

καθώς και φάρμακα όπως η ινσουλίνη

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

ή φάρμακα αντισωμάτων όπως τα Humira ή Enbrel.

And in general, biologics are great,

Γενικά, τα βιολογικά φάρμακα είναι σπουδαία

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

επειδή αποφεύγουν διάφορους τρόπους που τα φάρμακα προκαλούν παρενέργειες.

First, protein.

Πρώτα, η πρωτεΐνη,

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

Είναι εντελώς φυσικό, μη τοξικό υλικό μέσα στο σώμα μας.

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

Τα κύτταρά μας παράγουν δεκάδες χιλιάδες διαφορετικές πρωτεΐνες.

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

και βασικά, όλη η τροφή μας περιέχει πρωτεΐνη.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

Δεύτερο, πολλές φορές τα φάρμακα αλληλεπιδρούν με μόρια του σώματός σας

that you don't want them to.

που εσείς δεν θέλετε.

Compared to small molecule drugs,

Σε σύγκριση με τα μικρά μοριακά φάρμακα,

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

δηλαδή τα κανονικά φάρμακα, όπως η ασπιρίνη,

biologics are quite large.

τα βιολογικά είναι αρκετά μεγάλα.

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

Τα μόρια αλληλεπιδρούν όταν παίρνουν σχήματα που ταιριάζουν μεταξύ τους τέλεια.

Much like a lock and key.

Σαν κλειδαριά με κλειδί.

Well, a larger key has more grooves,

Τα μεγαλύτερα κλειδιά έχουν πιο πολλές εσοχές,

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

οπότε είναι πιο πιθανό να ταιριάξουν σε μία κλειδαριά.

But most biologics also have a flaw.

Όμως τα περισσότερα βιολογικά έχουν ένα ελάττωμα.

They're fragile.

Είναι εύθραυστα.

So they're usually administered by injection,

Οπότε, συνήθως χορηγούνται με ένεση,

επειδή το στομαχικό οξύ μας θα κατέστρεφε το φάρμακο

because our stomach acid would destroy the medicine

if we tried to swallow it.

αν το καταπίναμε.

Τα ελεγχόμενα πεπτίδια είναι το αντίθετο.

Constrained peptides are the opposite.

They're really durable, like regular drugs.

Είναι πολύ ανθεκτικά, σαν τα κανονικά φάρμακα

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

Οπότε μπορούμε να τα χορηγήσουμε σε χάπια, εισπνεόμενα, αλοιφές.

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

Αυτό κάνει τα ελεγχόμενα πεπτίδια τόσο προτιμητέα για ανάπτυξη φαρμάκων.

They combine some of the best features

Συνδυάζουν τα καλύτερα χαρακτηριστικά

of small-molecule and biologic drugs into one.

των μικρομοριακών και των βιολογικών φαρμάκων σε ένα.

But unfortunately, it's incredibly difficult

Όμως δυστυχώς, είναι εξαιρετικά δύσκολο

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

να επανασχεδιαστούν ελεγχόμενα πεπτίδια που βρίσκουμε στη φύση

to become new drugs.

για να γίνουν νέα φάρμακα.

So this is where I come in.

Εδώ επεμβαίνω εγώ.

Creating a new drug is a lot like crafting a key

Δημιουργώντας ένα φάρμακο είναι σαν να φτιάχνεις ένα κλειδί

to fit a particular lock.

για μια συγκεκριμένη κλειδαριά.

We need to get the shape just right.

Πρέπει να πετύχουμε το σχήμα.

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

Αλλά αν αλλάξουμε πολύ το σχήμα ενός ελεγχόμενου πεπτιδίου

those extra chemical bonds are unable to form

οι επιπλέον χημικοί δεσμοί δεν μπορούν να σχηματιστούν

and the whole molecule falls apart.

και ολόκληρο το μόριο καταρρέει.

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

Οπότε έπρεπε να βρούμε πώς θα ελέγξουμε το σχήμα.

I was part of a collaborative scientific effort

Συμμετείχα σε μια επιστημονική συνεργασία

that spanned a dozen institutions across three continents

που περιέλαβε δεκάδες ιδρύματα σε τρεις ηπείρους

που συνεργάστηκαν και έλυσαν το πρόβλημα.

that came together and solved this problem.

We took a radically different approach from previous efforts.

Με μια ριζικά διαφορετική προσέγγιση από προηγούμενες προσπάθειες.

Instead of making changes to the constrained peptides

Αντί να αλλάξουμε τα ελεγχόμενα πεπτίδια

που βρίσκουμε στη φύση,

that we find in nature,

βρήκαμε τρόπο να φτιάξουμε εντελώς νέα από την αρχή.

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

To help us do this,

Για να βοηθηθούμε σ' αυτό,

we developed freely available open-source peptide-design software

αναπτύξαμε ελεύθερα διαθέσιμο ανοιχτό λογισμικό σχεδίασης πεπτιδίων

που μπορεί να χρησιμοποιήσουν όλοι.

that anyone can use to do this, too.

To test our method out,

Για να δοκιμάσουμε τη μέθοδό μας

we generated a series of constrained peptides

δημιουργήσαμε μια σειρά από ελεγχόμενα πεπτίδια

that have a wide variety of different shapes.

με μεγάλη ποικιλία διαφορετικών σχημάτων.

Many of these had never been seen in nature before.

Πολλά δεν είχαν παρατηρηθεί στη φύση ποτέ πριν.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

Μετά μπήκαμε στο εργαστήριο και παράγαμε τα πεπτίδια αυτά.

Next, we determined their molecular structures,

Έπειτα, καθορίσαμε τις μοριακές δομές τους

using experiments.

κάνοντας πειράματα.

When we compared our designed models

Όταν συγκρίναμε τα μοντέλα των σχεδίων μας

with the real molecular structures,

με τις πραγματικές μοριακές δομές,

we found that our software can position individual atoms

βρήκαμε ότι το λογισμικό μας μπορεί να τοποθετήσει ένα άτομο

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

με ακρίβεια που είναι στο όριο των δυνατών μετρήσεων.

Three years ago, this couldn't be done.

Τρία χρόνια πριν, αυτό ήταν αδύνατο.

But today, we have the ability to create designer peptides

Σήμερα όμως, μπορούμε να σχεδιάσουμε πεπτίδια

with shapes that are custom-tailored for drug development.

με σχήματα ειδικά εξελιγμένα για την ανάπτυξη φαρμάκων.

So where is this technology taking us?

Πού μας οδηγούν αυτές οι εξελίξεις;

Well, recently,

Πρόσφατα,

my colleagues and I designed constrained peptides

με συνεργάτες μου σχεδιάσαμε ελεγχόμενα πεπτίδια

that neutralize influenza virus,

που εξουδετερώνουν τον ιό της γρίπης,

protect against botulism poisoning

προστατεύουν από την αλλαντίαση

and block cancer cells from growing.

και εμποδίζουν την ανάπτυξη καρκινικών κυττάρων.

Some of these new drugs

Μερικά από τα νέα φάρμακα

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

δοκιμάστηκαν σε προκλινικές δοκιμές με πειραματόζωα.

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

Μέχρι στιγμής, όλα είναι ασφαλή και υψηλής αποτελεσματικότητας.

Ο σχεδιασμός ελεγχόμενων πεπτιδίων είναι τεχνολογία αιχμής,

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

and the drug development pipeline is slow and cautious.

και η ανάπτυξη φαρμάκων είναι αργή και προσεκτική.

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

Οπότε είμαστε 3 με 5 χρόνια πριν τις ανθρώπινες δοκιμές.

But during that time,

Στο διάστημα αυτό,

more constrained peptide drugs

περισσότερα φάρμακα πεπτιδίων

are going to be entering the drug development pipeline.

θα μπουν στη διαδικασία ανάπτυξης.

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

Και τελικά, πιστεύω ότι τα σχεδιασμένα φάρμακα πεπτιδίων

are going to enable us all to break free

θα μπορέσουν να μας απελευθερώσουν

from the constraints of our diseases.

από τους περιορισμούς των ασθενειών μας.

Thank you.

Ευχαριστώ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)