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

Translator: Myo Aung Reviewer: Sanda Aung

I'm a protein designer.

ကျွန်တော်ဟာ ပရိုတိန်းဒီဇိုင်နာပါ။

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

ကျွန်တော်ဟာ ဆေး အမျိုးအစားအသစ်တစ်ခု အ​ကြောင်း ဆွေးနွေးချင်တယ်။

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

အကန့်အသတ်ခံ peptide လို့ခေါ်တဲ့ မော်လီကျူးတစ်ခုမှ ပြုလုပ်ထားတာပါ။

There are only a few constrained peptide drugs available today,

ဒီနေ့တွင် အကန့်အသတ်ခံ peptide ဆေးတွေ နည်းနည်းပဲ ရှိပါတယ်။

ဒါပေမဲ့ လာမယ့်ဆယ်နှစ် အတွင်းမှာ ဈေးကွက် ထဲကို အများကြီး ဝင်လာကြမှာပါ။

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

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

ဒီတော့ အဲဒီဆေးအသစ်တွေကို ဘာနဲ့ ပြုလုပ်ထားတာလဲ၊

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

၎င်းတို့ရဲ့ ကွာခြားချက်က ဘာလဲ၊ စိတ်လှုပ် ရှားဖွယ် အဲဒီဆေးတွေ ဒီရေလှိုင်းလို

of new and exciting medicines.

လှိမ့်ဝင်လာကြမှာ ဘာကြောင့်လဲ လေ့လာကြည့်ရအောင်။

Constrained peptides are very small proteins.

ကန့်သတ်ခံ peptide တွေဟာ သေးငယ်ကြတဲ့ ပရိုတိန်းတွေပါ။

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

၎င်းတို့ဆီမှာ ဓာတုနှောင်ကြိုး အပိုပါလို့ မော်လီကျူး ပုံစံကန့်သတ်ခံရတာပါ။

and this makes them incredibly stable

အဲဒါကြောင့် ၎င်းတို့ဟာ မယုံကြည်နိုင်အောင် တည်ငြိမ်ကြပြီး

as well as highly potent.

သိပ်ကို စွမ်းထက်ကြပါတယ်။

၎င်းတို့ဟာ သဘာဝအလျောက် ဖြစ်ပေါ်နေကြတာပါ၊ ကျုပ်တို့ ကိုယ်ခန္ဓာက အနည်းငယ်ထုတ်လုပ်တယ်၊

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

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

ဘက်တီးရီးယား၊ မှိုနှင့် ဗိုင်းရပ်ကူးစက်မှု တိုက်ဖျက်ရာတွင် ကူပေးကြတယ်။

And animals like snakes and scorpions

မြွေတွေနဲ့ ကင်းမြီးကောက်လို အကောင်တွေဟာ

use constrained peptides in their venom.

သူတို့အဆိပ်ထဲ ကန့်သတ်ခံ peptide ကို သုံးကြတယ်။

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

ပရိုတိန်းနဲ့ လုပ်ထားတဲ့ ဆေးဝါးကို ဇီဝဆေးဝါးတွေလို့ ခေါ်ပါတယ်။

So this includes constrained peptides,

၎င်းတို့ထဲ ကန့်သတ်ခံ peptide တွေ ပါဝင်သလို

as well as medicines like insulin

အင်ဆူလင်လို ဆေးတွေ ဒါမှမဟုတ်

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

Humira ဒါမှမဟုတ် Enbrel လို ပဋိပစ္စည်းဆေးတွေ ပါတယ်။

And in general, biologics are great,

ယေဘုယျအားဖြင့် ဇီဝဆေးတွေဟာ သိပ်ကောင်းပါတယ်၊

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

ဆေးတွေကြောင့် ဘေးထွက်ဆိုးကျိုးတွေ မဖြစ် အောင် ၎င်းတို့က ရှောင်ရှားနိုင်ကြလို့ပါ။

ဦးစွာအနေနဲ့ ပရိုတိန်းကို ယူကြည့်မယ်။

First, protein.

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

အဲဒါဟာ ကျုပ်တို့ ကိုယ်ခန္ဓာထဲရှိ လုံးဝသဘာဝ ကျပြီး အဆိပ်အတောက် မဖြစ်စေတဲ့ အရာပါ။

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

ကျုပ်တို့ ဆဲလ်တွေ ပရိုတိန်းမျိုးစုံကို ထောင်နဲ့ချီ ထုတ်လုပ်ကြတယ်။

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

အခြေခံအားဖြင့် ကျုပ်တို့ အစာအစာတွေထဲမှာ ပရိုတိန်းပါရှိတယ်။

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

ဒုတိယအချက်အနေနဲ့ ရံဖန်ရံခါတွင် ဆေးတွေဟာ ကျုပ်တို့ မလိုချင်ပေမဲ့

that you don't want them to.

ခန္ဓာကိုယ်ထဲက မော်လီကျူးတွေနဲ့ တုံ့ပြန်နိုင်ကြတယ်။

Compared to small molecule drugs,

သေးငယ်တဲ့ မော်လီကျူး ဆေးတွေနဲ့ ယှဉ်ရရင်၊

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

aspirin လို ပုံမှန် သောက်နေကျ ဆေးနဲ့ ဆိုရင်

biologics are quite large.

ဇီဝဆေးတွေဟာ အတော်လေး ကြီးကြပါတယ်။

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

မော်လီကျူးတွေဟာ သူတို့နဲ့ ပုံပမ်းအရ ကိုက်ညီမှသာ တုံ့ပြန်ကြတာပါ။

Much like a lock and key.

သော့ခခောက်နဲ့ သော့နဲ့ တူပါတယ်။

Well, a larger key has more grooves,

ပိုကြီးတဲ့ သော့ထဲတွင် ပြော့ကြောင်းတွေ ပိုများပါတယ်၊

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

ဒါကြောင့် သော့ခလောက်နဲ့ ခွင်ကျဖြစ်ဖို့ အလားအလာ များတယ်။

But most biologics also have a flaw.

ဒါပေမဲ့ ဇီဝဆေး အများစုထံမှာ အားနည်းချက် ရှိပါသေးတယ်။

They're fragile.

၎င်းတို့ဟာ ပျက်စီးလွယ်ကြတယ်။

So they're usually administered by injection,

အဲဒါကြောင့် ၎င်းတို့ကို ဆေးထိုးအပ်နဲ့ ထိုးပေးရပါတယ်၊

because our stomach acid would destroy the medicine

မျိုချဖို့ ကြိုးစားရင်၊ အစာအိမ် အက်ဆစ်က

if we tried to swallow it.

ဆေးကိုဖျက်ဆီးပစ်မှာ မို့လို့ပါ။

Constrained peptides are the opposite.

ကန့်သတ်ခံ peptide တွေက အဲဒါနဲ့ ပြောင်းပြန်ပါ။

They're really durable, like regular drugs.

ပုံမှန်ဆေးတွေလိုပဲ တာရှည်ခံကြပါတယ်။

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

ဒီတော့ ၎င်းတို့ကို ဆေးတောင့်၊ ရှူဆေး၊ လိမ်းဆေး အဖြစ် ပေးလို့ ရနိုင်တယ်။

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

အဲဒါကြောင့် ဆေးဝါး ထုတ်လုပ်ရာတွင် ကန့် သတ်ခံ peptide တွေ သိပ်ကို အဆင်ပြေကြတာပါ။

They combine some of the best features

၎င်းတို့ဟာ မော်လီကျူးသေး ဆေးများနဲ့

of small-molecule and biologic drugs into one.

ဇီဝဆေးတွေထဲက အကောင်းဆုံး အချက်တွေကို ပေါင်းစည်းပေးပါတယ်။

But unfortunately, it's incredibly difficult

ဒါပေမဲ့ ကံဆိုးချင်တော့

ကျုပ်တို့ သဘာဝထဲတွင် ရှာတွေ့နိုင်တဲ့ ကန့် သတ်ခံ peptide တွေကို ဆေးဝါး ဖြစ်လာစေရန်

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

to become new drugs.

လုပ်ယူဖို့ သိပ်ကို ခဲယဉ်းပါတယ်။

So this is where I come in.

အဲဒီအကြောင်းကိုမှ ကျွန်တော် ပြောချင်တာပါ။

Creating a new drug is a lot like crafting a key

ဆေးသစ်ကို ဖန်တီးရတာဟာ သော့ခလောက် တစ်ခုခုနဲ့ ခွင်ကျဖြစ်မယ့်

to fit a particular lock.

သော့ကို ဖန်တီးပေးရတာနဲ့ သိပ်ကို တူပါတယ်။

ကျုပ်တို့ဟာ ကွက်တိဖြစ်တဲ့ ပုံသဏ္ဍာန်ကို ရဖို့ လိုအပ်တယ်။

We need to get the shape just right.

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

ဒါပေမဲ့ ပြဿနာက ကန့်သတ်ခံ peptide ကို ပုံသွင်ဖို့ သိပ်ပြောင်းရရင်

those extra chemical bonds are unable to form

ဓာတုနှောင်ကြိုး အပိုတွေ ပေါ်မလာကြလို့

and the whole molecule falls apart.

မော်လီကျူးတစ်ခုလုံး ပြိုကွဲသွားတတ်တယ်။

ဒီတော့ ကျုပ်တို့ဟာ သူတို့ရဲ့ ပုံသဏ္ဍာန်ကို ထိန်းချုပ်ဖို့ အားထုတ်ကြရတယ်။

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

I was part of a collaborative scientific effort

ကျွန်တော်ဟာ တိုက်ကြီး သုံးခုမှ အဖွဲ့အစည်း ဒါဇင်ခန့်

that spanned a dozen institutions across three continents

ပါဝင်လျက် ပူးပေါင်းအားထုတ် ကြိုးပမ်းခဲ့ကြတဲ့ သိပ္ပံလုပ်ငန်းကြီး

that came together and solved this problem.

ဖြစ်ခဲ့ပြီး လက်တွဲရင်း ခုနက ပြဿနာကို ဖြေရှင်းနိုင်ခဲ့ကြတယ်။

ကျုပ်တို့ဟာ အရင်တုန်းက ချဉ်းကပ်မှုနဲ့မတူ လုံးဝကွဲပြားစွာ လုပ်ဆောင်ခဲ့ကြတယ်။

We took a radically different approach from previous efforts.

Instead of making changes to the constrained peptides

သဘာဝထဲတွင် ကျုပ်တို့ ရှာတွေ့ကြတဲ့ ကန့်သတ်ခံ peptide တွေကို

that we find in nature,

ပြောင်းလဲမယ့်အစား

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

ကျုပ်တို့ဟာ လုံးဝအသစ်တွေကို သုညမှစပြီး တည်ဆောက်နည်းကို ရှာနိုင်ခဲ့ကြတယ်။

To help us do this,

ဒီကိစ္စထဲ ကူညီပေးနိုင်ဖို့

we developed freely available open-source peptide-design software

ကျုပ်တို့ဟာ အခမဲ့ သုံးနိုင်တဲ့ peptide ဒီဇိုင်း ဆော့ဝဲကို ပြုစုခဲ့ကြရာ

that anyone can use to do this, too.

ဘယ်သူမဆို ပါဝင်သုံးနိုင်ပါတယ်။

To test our method out,

ကျုပ်တို့ရဲ့ နည်းကို စမ်းကြည့်ဖို့

we generated a series of constrained peptides

ကျုပ်တို့ဟာ ကန့်သတ်ခံ peptide တသီကြီးကို

ပုံစံမျိုးစုံဖြင့် ကျယ်ပြန့်စွာ ထုတ်လုပ်ခဲ့ကြတယ်။

that have a wide variety of different shapes.

၎င်းတို့ထဲက အများအပြားကို သဘာဝထဲ အရင်တုန်းက မတွေ့မြင်ခဲ့ကြရပါ။

Many of these had never been seen in nature before.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

နောက်မှာ ကျုပ်တို့ဟာ ဓာတ်ခွဲခန်းကိုဝင်၊ အဲဒီလို peptides တွေကို ထုတ်လုပ်ခဲ့ကြတယ်။

Next, we determined their molecular structures,

နေ​ာက်မှာ ၎င်းတို့ မော်လီကျူးဖွဲ့စည်းပုံ စမ်းသပ်ပြီး

using experiments.

When we compared our designed models

သတ်မှတ်ခဲ့ကြတယ်။

ဒီဇိုင်းထုတ်လိုက်ကြတဲ့ မော်ဒယ်တွေကို လက်တွေ့ မော်လီကျူး

with the real molecular structures,

တည်ဆောက်ပုံနဲ့ ယှဉ်ကြည့်တော့၊

we found that our software can position individual atoms

ကျုပ်တို့ရဲ့ ဆော့ဝဲက အက်တမ် တစ်ခုချင်းစီကို ယူပြီး

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

တိုင်းတာလို့ ရနိုင်တဲ့ တိကျမှုဖြင့် နေရာချပေးနိုင်ကြောင်း တွေ့ရပါတယ်။

Three years ago, this couldn't be done.

လွန်ခဲ့တဲ့ သုံးနှစ်တုန်းက ဒါကို လုပ်မရနိုင်ခဲ့ပါ။

But today, we have the ability to create designer peptides

ဒါပေမဲ့ ဒီနေ့တွင် ကျုပ်တို့ဟာ ဆေးဝါး ထုတ်လုပ်ရာတွင် လူတစ်ဦးစီနဲ့

with shapes that are custom-tailored for drug development.

ကိုက်ညီမဲ့ ပုံစံမျိုးဖြင့် ထုတ်လုပ်နိုင်စွမ်း ရှိလာပါပြီ။

So where is this technology taking us?

ဒီတော့ ဒီနည်းပညာက ကျုပ်တို့ကို ဘယ်ဆီ ခေါ်ဆောင်သွားမှာလဲ။

Well, recently,

ကောင်းပြီ၊ မကြာသေးမီက၊

my colleagues and I designed constrained peptides

ကျုပ်နဲ့ လုပ်ကိုင်ဖက်တို့က ကန့်သတ်ခံ peptide တွေကို ပြုစုခဲ့ကြရာ

that neutralize influenza virus,

တုပ်ကွေးဗိုင်းရပ်စ်ပိုးကို၊

protect against botulism poisoning

အဆိပ်သင့် ဝေဒနာမှ၊

ပြီးတော့ ကင်ဆာဆဲလ်တွေ ကြီးထွားမှုကို ကာကွယ်ပေးနိုင်ပါတယ်။

and block cancer cells from growing.

Some of these new drugs

အဲဒီဆေးအသစ် တချို့ကို

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

ဓာတ်ခွဲခန်းတိရိစ္ဆာန်တွေနဲ့ ဆေးခန်းတွေမှာ ကြိုတင် စမ်းသပ်ပြီးပါပြီ။

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

အခုထိ ၎င်းတို့အားလုံးဟာ လုံခြုံပြီး ထက်မြက်ကြပါတယ်။

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

ကန့်သတ်ခံ peptide ဒီဇိုင်းဟာ ခေတ်မီတဲ့ နည်းပညာဖြစ်ပြီး

ဆေးဝါးပြုစုရေး လုပ်ငန်းကျတော့ နှေးလျက် သတိထားလုပ်ရပါတယ်။

and the drug development pipeline is slow and cautious.

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

ဒါကြောင့်မို့လို့ လူတွေနဲ့ စမ်းသပ်ဖို့ နောက်ထပ် ၃-၅ နှစ် စောင့်ရပါမယ်။

But during that time,

ဒါပေမမဲ့ အဲဒီကာလ အရောက်မှာ

more constrained peptide drugs

ပိုများပြားတဲ့ ကန့်သတ်ခံ peptide ဆေးတွေ

are going to be entering the drug development pipeline.

ဆေးဝါးထုတ်လုပ်ရေး လုပ်ငန်းထဲကို ဝင်လာကြမှာပါ။

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

နောက်ဆုံးမှာတော့ ဒီဇိုင်းပြု ထုတ်လုပ်ပေး လိုက်တဲ့ peptide ဆေးဝါးတွေဟာဖြင့်

ကျုပ်တို့ အားလုံးကို ကျုပ်တို့ရဲ့ ရောဂါဘယများမှ

are going to enable us all to break free

from the constraints of our diseases.

ကင်းရှင်း လွတ်မြောက်လာစေကြမယ်လို့ ယုံကြည်ပါတယ်။

Thank you.

ကျေးဇူးတင်ပါတယ်။

(Applause)

(လက်ခုပ်သံများ)