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

תרגום: Shir Ben Asher Kestin עריכה: Ido Dekkers

I'm a protein designer.

אני מעצב חלבונים.

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

ואני רוצה לדבר על סוג חדש של רפואה.

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

שבנויה ממולקולה שנקראת "פפטיד כפוי".

There are only a few constrained peptide drugs available today,

יש רק תרופות מעטות מפפטידים כפויים שזמינות כיום,

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

אבל תרופות רבות יגיעו לשוק בעשור הקרוב.

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

בואו נחקור ממה התרופות החדשות האלו עשויות,

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

במה הן שונות, ומה גורם לגל הנכנס הזה

of new and exciting medicines.

של תרופות חדשות ומרגשות.

Constrained peptides are very small proteins.

פפטידים כפויים הם חלבונים מאוד קטנים.

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

שיש בהם קשרים כימיים נוספים שמגבילים אותם וכופים עליהם צורה מסוימת,

and this makes them incredibly stable

וזה הופך אותם ליציבים באופן מדהים

as well as highly potent.

וגם למאוד עוצמתיים.

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

הם חלבונים שקיימים באופן טבעי, הגוף שלנו אפילו מייצר כמה כאלה

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

שעוזרים לנו להילחם בזיהומים חיידקיים, פטרייתייים וויראליים.

And animals like snakes and scorpions

וחיות כמו נחשים ועקרבים

use constrained peptides in their venom.

משתמשות בפפטידים כפויים בארס שלהן.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

תרופות שעשויות מחלבונים נקראות תרופות ביולוגיות.

So this includes constrained peptides,

אז זה כולל את הפפטידים הכפויים,

as well as medicines like insulin

וגם תרופות כמו אינסולין

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

או תרופות נוגדנים כמו הומירה או אנברל.

And in general, biologics are great,

ובאופן כללי, תרופות ביולוגיות הן נהדרות,

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

בגלל שהן מונעות חלק מהדרכים בהן תרופות גורמות לתופעות לוואי.

First, protein.

ראשית, חלבון.

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

זה חומר לגמרי טבעי, לא רעיל בגוף שלנו.

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

התאים שלנו מייצרים עשרות אלפי חלבונים שונים

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

ובאופן כללי בכל המזון שלנו יש חלבון.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

ושנית, לפעמים לתרופות יש אינטראקציות עם מולקולות בגוף שלנו

that you don't want them to.

שאנחנו לא מעוניינים בהן.

Compared to small molecule drugs,

בהשוואה לתרופות ממולקולות קטנות,

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

ובכך אני מתכוון לתרופות רגילות, כמו אספירין,

biologics are quite large.

התרופות הביולוגיות הן די גדולות.

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

מולקולות עוברות אינטראקציה כאשר הן מקבלות צורות שמתאימות זו לזו באופן מושלם.

Much like a lock and key.

כמו מנעול ומפתח.

Well, a larger key has more grooves,

ובכן, למפתח גדול יותר יש יותר חריצים,

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

לכן יותר סביר שיתאים למנעול אחד בלבד.

But most biologics also have a flaw.

אבל לרוב התרופות הביולוגיות יש גם פגם.

They're fragile.

הן שבירות.

So they're usually administered by injection,

אז בדרך כלל נותנים אותן בזריקה,

because our stomach acid would destroy the medicine

כי החומצה בקיבה שלנו תהרוס אותן

if we tried to swallow it.

אם ננסה לבלוע אותן.

Constrained peptides are the opposite.

פפטידים כפויים הם ההיפך מזה.

They're really durable, like regular drugs.

הם מאוד עמידים, כמו תרופות רגילות.

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

כן שאפשר לתת אותם בכדורים, משאפים, משחות.

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

זה מה שהופך פפטידים כפויים לתרופות כל כך נחשקות לפיתוח.

They combine some of the best features

הם משלבים כמה מהמאפיינים הכי טובים

of small-molecule and biologic drugs into one.

של מולקולות קטנות ותרופות ביולוגיות.

But unfortunately, it's incredibly difficult

אבל לצערנו, זה מאוד מאוד קשה

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

להנדס מחדש את הפפטידים הכפויים שאנחנו מוצאים בטבע

to become new drugs.

כך שיהפכו לתרופות חדשות.

So this is where I come in.

כאן אני נכנס לתמונה.

Creating a new drug is a lot like crafting a key

ליצור תרופה חדשה זה דומה לייצור מפתח

to fit a particular lock.

שיתאים למנעול מסויים.

We need to get the shape just right.

צריך להגיע בדיוק לצורה הנכונה.

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

אבל אם משנים את הצורה של פפטיד כפוי יתר על המידה,

those extra chemical bonds are unable to form

אי אפשר ליצור את הקשרים הכימיים הנוספים

and the whole molecule falls apart.

וכל המולקולה מתפרקת.

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

אז היינו צריכים להבין איך לשלוט על הצורה שלהם.

I was part of a collaborative scientific effort

אני הייתי חלק משיתוף פעולה מדעי

that spanned a dozen institutions across three continents

שהקיף תריסר מוסדות בשלוש יבשות

that came together and solved this problem.

שפעלו יחד ופתרו את הבעיה הזו.

We took a radically different approach from previous efforts.

נקטנו בגישה שונה באופן קיצוני ממה שנוסה בעבר.

Instead of making changes to the constrained peptides

במקום לשנות את הפפטידים הכפויים

that we find in nature,

הקיימים בטבע,

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

מצאנו דרך לבנות פפטידים חדשים מאפס.

To help us do this,

על מנת לעזור לנו בכך,

we developed freely available open-source peptide-design software

פיתחנו תוכנת קוד פתוח חינמית לעיצוב פפטידים

that anyone can use to do this, too.

שכל אחד יכול להשתמש בה.

To test our method out,

כדי לבדוק את השיטה שלנו,

we generated a series of constrained peptides

יצרנו סדרה של פפטידים כפויים

that have a wide variety of different shapes.

בעלי מגוון רחב של צורות.

Many of these had never been seen in nature before.

רבים מהם מעולם לא נראו בטבע בעבר.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

ואז נכנסנו למעבדה וייצרנו את הפפטידים הללו.

Next, we determined their molecular structures,

אחר כך, קבענו את המבנה המולקולרי שלהם.

using experiments.

על ידי ניסויים.

When we compared our designed models

וכשהשוונו את המודלים שתכננו

with the real molecular structures,

למבנה המולקולרי האמיתי שלהם,

we found that our software can position individual atoms

גילינו שהתוכנה שלנו מסוגלת למקם אטומים בודדים

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

ברמת דיוק שהיא על גבול יכולת המדידה שלנו.

Three years ago, this couldn't be done.

לפני 3 שנים, לא היה ניתן לעשות את זה.

But today, we have the ability to create designer peptides

אבל היום, יש לנו את היכולת ליצור פפטידים שעוצבו על ידינו

with shapes that are custom-tailored for drug development.

בצורות שתפורות באופן ספציפי לצרכי פיתוח תרופות.

So where is this technology taking us?

אז לאן הטכנולוגיה הזו תיקח אותנו?

Well, recently,

ובכן, לאחרונה,

my colleagues and I designed constrained peptides

העמיתים שלי ואני עיצבנו פפטידים כפויים

that neutralize influenza virus,

שמנטרלים את נגיף השפעת,

protect against botulism poisoning

מגנים מהרעלת בוטוליניום

and block cancer cells from growing.

ועוצרים גדילה של תאי סרטן.

Some of these new drugs

חלק מהתרופות החדשות האלו

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

נבדקו במחקרים טרום- קליניים בחיות מעבדה.

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

ועד כה הן כולן בטוחות ומאוד יעילות.

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

עיצוב פפטידים כפויים הוא בחוד החנית של הטכנולוגיה,

and the drug development pipeline is slow and cautious.

ומסלול פיתוח התרופות הוא איטי וזהיר.

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

אז יש עוד שלוש עד חמש שנים לפני שנתחיל בניסויים בבני אדם.

But during that time,

אבל עד אז,

more constrained peptide drugs

ייכנסו עוד פפטידים כפויים

are going to be entering the drug development pipeline.

למסלול של פיתוח התרופות.

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

ובסופו של דבר, אני מאמין שתרופות פפטידיות מעוצבות

are going to enable us all to break free

יאפשרו לכולנו להשתחרר

from the constraints of our diseases.

מכבלי המחלות שלנו.

Thank you.

תודה.

(Applause)

(מחיאות כפיים)