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

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Oeds Eilander

I'm a protein designer.

Ik ben een proteïne-ontwerper.

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

En ik zou een nieuw type medicijn willen bespreken.

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

Er zit een nieuw molecule in dat we een 'beperkt peptide' noemen.

Er zijn nog maar weinig beperkt-peptidemedicijnen,

There are only a few constrained peptide drugs available today,

maar binnen tien jaar gaan er vele op de markt komen.

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

Laten we eens kijken waarvan ze gemaakt zijn,

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

wat de verschillen zijn en wat deze aankomende vloedgolf

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

van nieuwe en opwindende medicijnen veroorzaakt.

of new and exciting medicines.

Constrained peptides are very small proteins.

Beperkte peptiden zijn erg kleine proteïnen.

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

Ze hebben extra chemische bindingen die de vorm van de molecule inperken,

and this makes them incredibly stable

wat ze ongelooflijk stabiel alsook zeer werkzaam maakt.

as well as highly potent.

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

Ze komen van nature in onze lichamen voor

om ons te helpen bacteriële, fungale en virale infecties tegen te gaan.

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

And animals like snakes and scorpions

Dieren zoals slangen en schorpioenen

use constrained peptides in their venom.

gebruiken beperkte peptiden in hun gif.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

Geneesmiddelen van proteïnen worden biologisch genoemd.

So this includes constrained peptides,

Ook deze beperkte peptiden,

as well as medicines like insulin

alsook medicijnen als insuline

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

of antilichaamgeneesmiddelen als Humira en Enbrel.

And in general, biologics are great,

Deze biologische zijn vaak geweldig,

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

omdat ze op verschillende manieren neveneffecten vermijden.

First, protein.

Ten eerste zijn proteïnen een natuurlijk en niet giftig materiaal in onze lichamen.

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

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

Onze cellen maken tienduizenden verschillende proteïnen aan

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

en in feite zit er proteïne in al ons voedsel.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

Ten tweede interageren geneesmiddelen soms met de verkeerde moleculen in ons lichaam.

that you don't want them to.

Compared to small molecule drugs,

Vergeleken met die met kleine moleculen,

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

en hieronder versta ik gewone medicijnen zoals aspirine,

biologics are quite large.

zijn de biologische nogal groot.

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

Moleculen interageren als ze vormen aannemen

die perfect in elkaar passen.

Much like a lock and key.

Zoals een sleutel in een slot.

Well, a larger key has more grooves,

Een grotere sleutel heeft meer groeven,

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

dus past hij eerder in slechts één enkel slot.

But most biologics also have a flaw.

Maar veel biologische preparaten hebben ook een gebrek:

They're fragile.

ze zijn fragiel.

So they're usually administered by injection,

We dienen ze dus vaak als injectie toe,

because our stomach acid would destroy the medicine

omdat ons maagzuur het medicijn zou verstoren

if we tried to swallow it.

als we het zouden inslikken.

Beperkte peptiden zijn het omgekeerde.

Constrained peptides are the opposite.

They're really durable, like regular drugs.

Ze zijn duurzaam, zoals de gewone medicijnen.

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

Daarom kunnen we ze toedienen als pillen, inhalators, zalven.

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

Daarom zijn beperkte peptiden zo wenselijk voor het ontwikkelen van medicijnen.

They combine some of the best features

Ze brengen enkele van de beste kenmerken van kleine moleculen en biologische samen.

of small-molecule and biologic drugs into one.

But unfortunately, it's incredibly difficult

Maar spijtig genoeg is het ongelooflijk moeilijk

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

om de natuurlijke beperkte peptiden om te bouwen tot nieuwe medicijnen.

to become new drugs.

So this is where I come in.

Daar verschijn ik.

Creating a new drug is a lot like crafting a key

Een nieuw medicijn creëren,

lijkt nogal op het maken van een sleutel die in een bepaald slot past.

to fit a particular lock.

We need to get the shape just right.

De vorm moet precies goed zijn.

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

Maar als we de vorm ervan te zeer wijzigen,

those extra chemical bonds are unable to form

kunnen die extra chemische bindingen zich niet vormen

and the whole molecule falls apart.

en valt het hele molecule uit elkaar.

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

Dus we moesten uitknobbelen hoe we de vorm konden beheersen.

I was part of a collaborative scientific effort

Ik werkte samen met wetenschappers,

that spanned a dozen institutions across three continents

verspreid over een dozijn instituten en over drie continenten,

om dit probleem op te lossen.

that came together and solved this problem.

We took a radically different approach from previous efforts.

We volgden een heel andere weg dan eerdere pogingen.

Instead of making changes to the constrained peptides

In plaats van natuurlijke beperkte peptiden proberen te wijzigen,

that we find in nature,

leerden we hoe we geheel nieuwe konden bouwen.

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

To help us do this,

Hiervoor ontwikkelden we vrij verkrijgbare open-source peptide-ontwerpsoftware

we developed freely available open-source peptide-design software

zodat iedereen ze ook kon gebruiken.

that anyone can use to do this, too.

To test our method out,

Om de methode uit te testen,

we generated a series of constrained peptides

produceerden we een reeks beperkte peptiden

that have a wide variety of different shapes.

met een grote verscheidenheid van vormen.

Many of these had never been seen in nature before.

Velen waren nog nooit gezien in de natuur.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

In het lab maakten we deze peptiden aan

Next, we determined their molecular structures,

Vervolgens bepaalden we hun moleculaire structuren met experimenten.

using experiments.

When we compared our designed models

Toen we onze ontworpen modellen vergeleken met de echte structuren,

with the real molecular structures,

we found that our software can position individual atoms

ontdekten we dat onze software individuele atomen kon plaatsen

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

met een nauwkeurigheid op de grens van het mogelijk meetbare.

Three years ago, this couldn't be done.

Drie jaar geleden kon dit nog niet.

But today, we have the ability to create designer peptides

Maar vandaag kunnen we ontworpen peptiden creëren

with shapes that are custom-tailored for drug development.

met vormen aangepast aan medicijnontwikkeling.

So where is this technology taking us?

Waar brengt deze technologie ons?

Well, recently,

Onlangs ontwikkelden mijn collega's en ik beperkte peptiden

my colleagues and I designed constrained peptides

that neutralize influenza virus,

die het griepvirus neutraliseerden ...

protect against botulism poisoning

tegen botulisme beschermden ...

and block cancer cells from growing.

en kankercellen beletten te groeien.

Some of these new drugs

Sommige van deze medicijnen zijn al getest in preklinische proeven op proefdieren.

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

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

Tot nog toe bleken ze allemaal veilig en zeer werkzaam.

Beperkte peptiden ontwerpen is een innovatieve technologie

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

and the drug development pipeline is slow and cautious.

en medicijnen ontwikkelen gaat traag en voorzichtig.

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

We staan nog op drie tot vijf jaar van het testen op mensen.

But during that time,

Maar tussentijds zullen er meer en meer beperkte peptiden worden ontwikkeld.

more constrained peptide drugs

are going to be entering the drug development pipeline.

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

Ik geloof ten slotte

dat ontworpen peptide-geneesmiddelen ons op den duurzullen kunnen bevrijden

are going to enable us all to break free

from the constraints of our diseases.

van de beperkingen van onze ziektes.

Thank you.

Bedankt.

(Applause)

(Applaus)