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

Переводчик: Galyna Posypailo Редактор: Yulia Kallistratova

I'm a protein designer.

Я проектирую белки.

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

И я хотел бы рассказать о новом виде лекарства.

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

Из молекулы под названием пептид с ограниченной конформационной свободой.

There are only a few constrained peptide drugs available today,

Сегодня существует лишь несколько лекарств из таких пептидов,

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

но в следующем десятилетии на рынок выйдет множество.

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

Давайте рассмотрим, из чего состоят эти лекарства,

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

чем они отличаются и почему ожидается всплеск производства

of new and exciting medicines.

новых удивительных медикаментов.

Constrained peptides are very small proteins.

Конформационно ограниченные пептиды — это мельчайшие белки.

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

Дополнительные химические связи в них ограничивают форму молекулы,

and this makes them incredibly stable

что делает их чрезвычайно стабильными,

as well as highly potent.

а также очень сильными.

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

Они встречаются в природе — некоторые из них производят наши тела

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

для борьбы с бактериальными, грибковыми и вирусными инфекциями.

And animals like snakes and scorpions

Такие животные, как змеи и скорпионы,

use constrained peptides in their venom.

используют эти пептиды в своём яде.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

Лекарства, состоящие из белка, называют биологическими.

So this includes constrained peptides,

Они включают ограниченные пептиды,

as well as medicines like insulin

а также такие препараты, как инсулин,

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

или антитела, как Хумира или Энбрел.

And in general, biologics are great,

В целом биопрепараты — отличные средства,

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

так как, в отличие от обычных лекарств, у них часто нет побочных эффектов.

First, protein.

Во-первых, это белок.

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

Это абсолютно натуральный, нетоксичный материал в нашем организме.

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

Наши клетки производят десятки тысяч различных видов белка.

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

Во всей нашей пище есть белки.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

Во-вторых, лекарства иногда взаимодействуют с молекулами в теле,

that you don't want them to.

с которыми не должны.

Compared to small molecule drugs,

По сравнению с лекарствами с малыми молекулами,

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

такими как аспирин, например,

biologics are quite large.

биопрепараты довольно крупны.

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

Молекулы взаимодействуют, принимая подходящую друг другу форму.

Much like a lock and key.

Как ключ и замок.

Well, a larger key has more grooves,

В большом ключе больше бороздок,

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

и он с большей вероятностью подойдёт конкретному замку.

But most biologics also have a flaw.

Но у большинства биопрепаратов есть недостаток:

They're fragile.

они очень хрупкие.

So they're usually administered by injection,

Поэтому их обычно вводят путём инъекции,

because our stomach acid would destroy the medicine

так как кислота в желудке уничтожит лекарство,

if we tried to swallow it.

если его проглотить.

Ограниченные пептиды совсем другие.

Constrained peptides are the opposite.

They're really durable, like regular drugs.

Они очень стабильны, как обычные лекарства.

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

Поэтому их можно принимать в виде таблеток, ингаляций, мазей.

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

Вот почему конформационно ограниченные пептиды так важны для разработки лекарств.

They combine some of the best features

В них сочетаются лучшие качества

of small-molecule and biologic drugs into one.

малых молекул и биопрепаратов.

But unfortunately, it's incredibly difficult

К сожалению, невероятно сложно

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

перепроектировать пептиды, существующие в природе,

to become new drugs.

чтобы создать новые препараты.

So this is where I come in.

Именно здесь вступаю я.

Creating a new drug is a lot like crafting a key

Изготовление нового лекарства схоже с изготовлением ключа,

to fit a particular lock.

который бы подходил к определённому замку.

We need to get the shape just right.

Нужно придать ему правильную форму.

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

Но если изменить форму ограниченного пептида слишком сильно,

those extra chemical bonds are unable to form

нужные химические связи не сформируются,

and the whole molecule falls apart.

и вся молекула распадётся.

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

Нам нужно было научиться контролировать их форму.

I was part of a collaborative scientific effort

Я участвовал в совместном научном проекте,

that spanned a dozen institutions across three continents

включавшем десятки учреждений на трёх континентах,

that came together and solved this problem.

которые объединились и решили эту проблему.

We took a radically different approach from previous efforts.

Наш подход кардинально отличался от предыдущих попыток.

Instead of making changes to the constrained peptides

Вместо того, чтобы изменять пептиды, существующие в природе,

that we find in nature,

мы нашли способ создавать новые абсолютно с нуля.

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

To help us do this,

С этой целью мы разработали

we developed freely available open-source peptide-design software

бесплатную открытую программу для проектирования пептидов,

которой может пользоваться любой.

that anyone can use to do this, too.

To test our method out,

Чтобы протестировать наш метод,

we generated a series of constrained peptides

мы создали серию ограниченных пептидов

that have a wide variety of different shapes.

со множеством различных форм.

Many of these had never been seen in nature before.

Многих из них ранее не существовало в природе.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

Затем мы произвели эти пептиды в лаборатории.

Next, we determined their molecular structures,

А после этого определили их молекулярную структуру

using experiments.

экспериментальным путём.

When we compared our designed models

Сравнив спроектированные нами модели

with the real molecular structures,

с реальными молекулярными структурами,

we found that our software can position individual atoms

мы обнаружили, что наша программа может располагать атомы

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

с точностью на грани возможности измерения.

Three years ago, this couldn't be done.

Три года назад это было невозможным.

But today, we have the ability to create designer peptides

Сегодня же мы можем проектировать пептиды,

with shapes that are custom-tailored for drug development.

придавая им форму, необходимую для производства лекарств.

So where is this technology taking us?

К чему же приведёт нас эта технология?

Well, recently,

Недавно

my colleagues and I designed constrained peptides

мы с коллегами спроектировали пептиды,

that neutralize influenza virus,

нейтрализующие вирус гриппа,

protect against botulism poisoning

защищающие от ботулизма

and block cancer cells from growing.

и останавливающие рост раковых клеток.

Some of these new drugs

Некоторые из этих лекарств

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

были протестированы на животных в доклинических исследованиях.

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

На сегодня все они безопасны и высокоэффективны.

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

Проектирование пептидов — это новейшая технология,

and the drug development pipeline is slow and cautious.

а процесс производства лекарств медленный и осторожный.

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

Так что до испытаний на людях пройдёт ещё три–пять лет.

But during that time,

Но за это время

more constrained peptide drugs

новые лекарства из пептидов

are going to be entering the drug development pipeline.

будут включены в процесс производства лекарств.

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

Я верю, что в итоге лекарства из спроектированных пептидов

are going to enable us all to break free

позволят нам освободиться

from the constraints of our diseases.

от тягот наших болезней.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)