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

Translator: Peerapat Oldenburger Reviewer: Tisa Tontiwatkul

I'm a protein designer.

ผมเป็นนักออกแบบโปรตีน

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

และผมต้องการที่จะพูดคุย เกี่ยวกับยาชนิดใหม่

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

มันถูกสร้างมาจากโมเลกุล ที่เรียกว่า เปปไทด์ขนาดสั้น

There are only a few constrained peptide drugs available today,

มียาเปปไทด์ขนาดสั้น จำนวนไม่มากในปัจจุบัน

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

แต่จะมีเป็นจำนวนมากที่จะเข้าสู่ ตลาดในทศวรรษหน้า

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

เรามาสำรวจกันดีกว่า ว่ายาใหม่ ๆ เหล่านี้ ทำจากอะไร

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

ต่างกันอย่างไร และอะไรเป็นสาเหตุ ที่ก่อให้เกิดกระแส

of new and exciting medicines.

ของยาที่ใหม่และน่าตื่นเต้นนี้

Constrained peptides are very small proteins.

เปปไทด์ขนาดสั้น เป็นโปรตีนที่มีขนาดเล็กมาก

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

พวกมันมีพันธะเคมีเพิ่มเติม ที่คอยจำกัดรูปร่างของโมเลกุล

and this makes them incredibly stable

และสิ่งนี้ทำให้มันมีเสถียรภาพ อย่างน่าเหลือเชื่อ

as well as highly potent.

และมีศักยภาพสูงอีกด้วย

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

มันเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ บางชนิดร่างกายของเราก็ผลิตได้

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

มันช่วยในการสู้กับการติดเชื้อแบคทีเรีย เชื้อราและเชื้อไวรัส

And animals like snakes and scorpions

และสัตว์อย่างเช่นงูและแมงป่อง

use constrained peptides in their venom.

ใช้เปปไทด์ขนาดสั้นในพิษของมัน

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

ยาที่ทำจากโปรตีนเรียกว่า ยาชีววัตถุ

So this includes constrained peptides,

ดังนั้น มันจึงรวมเปปไทด์ขนาดสั้น

as well as medicines like insulin

เช่นเดียวกับยารักษาโรคอย่างอินซูลิน

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

หรือยาแอนติบอดี เช่น ยาฮูไมร่า (Humira) หรือยาเอนเบรล (Enbrel) ด้วย

And in general, biologics are great,

และโดยทั่วไป ยาชีววัตถุนั้นยอดเยี่ยม

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

เพราะพวกมันหลีกเลี่ยงกลไกต่าง ๆ ของยา ที่ก่อให้เกิดผลข้างเคียง

First, protein.

อันดับแรก โปรตีน

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

เป็นวัสดุธรรมชาติปลอดสารพิษ ในร่างกายของเรา

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

เซลล์ของเราผลิตโปรตีน ที่แตกต่างกันนับหมื่น

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

โดยพื้นฐานแล้ว อาหารทั้งหมดของเรา ก็มีโปรตีนอยู่ในนั้น

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

และอย่างที่สอง บางครั้งยาก็มีปฏิกิริยา กับโมเลกุลในร่างกาย

that you don't want them to.

โดยที่คุณไม่ต้องการ

Compared to small molecule drugs,

เมื่อเทียบกับยาโมเลกุลขนาดเล็ก

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

และในที่นี้ ผมหมายถึง ยาทั่วไป เช่น แอสไพริน

biologics are quite large.

ยาชีววัตถุมีขนาดค่อนข้างใหญ่

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

โมเลกุลจะมีปฏิสัมพันธ์กัน เมื่อพวกมันปรับรูปร่างให้เข้ากันอย่างสมบูรณ์

Much like a lock and key.

เหมือนแม่กุญแจและลูกกุญแจ

Well, a larger key has more grooves,

ลูกกุญแจที่ใหญ่กว่าก็จะมีร่องฟันมากกว่า

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

ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะเข้ากับ แม่กุญแจได้เฉพาะเพียงตัวเดียว

But most biologics also have a flaw.

แต่ยาชีววัตถุส่วนใหญ่ก็มีข้อบกพร่องเช่นกัน

They're fragile.

พวกมันเปราะบาง

So they're usually administered by injection,

ดังนั้น เราจึงนิยมให้ยาเหล่านี้ด้วยการฉีด

because our stomach acid would destroy the medicine

เพราะกรดในกระเพาะอาหารของเรา จะทำลายยา

if we tried to swallow it.

ถ้าเรารับประทานมันเข้าไป

Constrained peptides are the opposite.

ตรงกันข้ามกับเปปไทด์ขนาดเล็ก

They're really durable, like regular drugs.

ยาเหล่านี้ทนทานเหมือนยาทั่วไป

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

ดังนั้น จึงเป็นไปได้ที่จะให้ยาเหล่านี้ ในรูปแบบของ ยาเม็ด ยาสูดพ่น ยาขี้ผึ้ง

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

นี่คือสิ่งที่ทำให้เปปไทด์ขนาดสั้น เป็นที่ต้องการสำหรับการพัฒนายา

They combine some of the best features

พวกมันรวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดบางอย่าง

of small-molecule and biologic drugs into one.

ของโมเลกุลขนาดเล็ก และยาชีววัตถุเข้าไว้ด้วยกัน

But unfortunately, it's incredibly difficult

แต่น่าเสียดายที่มันยากอย่างไม่น่าเชื่อ

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

ที่จะปรับโครงสร้างของเปปไทด์ขนาดสั้น ที่เราพบในธรรมชาติ

to become new drugs.

ให้กลายมาเป็นยาชนิดใหม่

So this is where I come in.

นี่เป็นจุดที่ผมได้เข้ามา

Creating a new drug is a lot like crafting a key

การสร้างยาใหม่ เป็นเหมือนการสร้างลูกกุญแจ

to fit a particular lock.

เพื่อให้พอดีกับแม่กุญแจที่เฉพาะนั้น

We need to get the shape just right.

เราจำเป็นต้องทำให้รูปร่างถูกต้อง

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

แต่ถ้าเราเปลี่ยนรูปร่าง ของเปปไทด์ขนาดสั้นมากเกินไป

those extra chemical bonds are unable to form

พันธะเคมีพิเศษเหล่านั้น จะไม่สามารถเกิดขึ้นได้

and the whole molecule falls apart.

และโมเลกุลทั้งหมดก็จะแยกจากกัน

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

ดังนั้น เราจึงต้องคิด วิธีการควบคุมรูปร่างของพวกมัน

I was part of a collaborative scientific effort

ผมเป็นสมาชิกกลุ่มความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์

that spanned a dozen institutions across three continents

ระหว่างหลายสถาบันมากมาย ที่ตั้งอยู่ในสามทวีป

that came together and solved this problem.

ที่มารวมตัวกันเพื่อแก้ไขปัญหานี้

We took a radically different approach from previous efforts.

เราใช้วิธีที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง เมื่อเทียบกับวิธีการเดิม ๆ

Instead of making changes to the constrained peptides

แทนที่จะเปลี่ยนเปปไทด์ขนาดสั้น

that we find in nature,

ที่เราพบในธรรมชาติ

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

เราค้นพบ วิธีสร้างมันขึ้นใหม่ทั้งหมดตั้งแต่ต้น

To help us do this,

เพื่อช่วยเราในการทำสิ่งนี้

we developed freely available open-source peptide-design software

เราได้พัฒนาฟรี โอเพนซอร์ซ ซอฟต์แวร์ออกแบบเปปไทด์

that anyone can use to do this, too.

ที่ใครก็สามารถใช้ได้เช่นกัน

To test our method out,

เพื่อทดสอบวิธีการของเรา

we generated a series of constrained peptides

เราได้สร้างชุดของเปปไทด์ขนาดสั้น

that have a wide variety of different shapes.

ที่มีรูปร่างที่แตกต่างกัน อย่างหลากหลาย

Many of these had never been seen in nature before.

ซึ่งโปรตีนบางตัวไม่เคยถูกพบ ตามธรรมชาติมาก่อน

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

จากนั้นเราเข้าไปในห้องปฏิบัติการ และทำการผลิตเปปไทด์เหล่านี้

Next, we determined their molecular structures,

ต่อมา เราได้กำหนด โครงสร้างระดับโมเลกุลของพวกมัน

using experiments.

โดยใช้การทดลอง

When we compared our designed models

เมื่อเราเปรียบเทียบแบบจำลองที่เราออกแบบ

with the real molecular structures,

กับโครงสร้างโมเลกุลจริง

we found that our software can position individual atoms

เราพบว่าซอฟต์แวร์ของเรา สามารถวางตำแหน่งอะตอมแต่ละตัว

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

ด้วยความแม่นยำ ในระดับเกณฑ์ที่สามารถวัดได้

Three years ago, this couldn't be done.

เมื่อสามปีที่แล้ว สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้

But today, we have the ability to create designer peptides

แต่วันนี้ เรามีความสามารถ ที่จะสร้างเปปไทด์ของนักออกแบบ

with shapes that are custom-tailored for drug development.

ด้วยรูปร่างที่ถูกปรับแต่งโดยเฉพาะ สำหรับการพัฒนายา

So where is this technology taking us?

ดังนั้น เทคโนโลยีนี้กำลังพาเราไปที่ไหน

Well, recently,

เมื่อเร็ว ๆ นี้

my colleagues and I designed constrained peptides

ผมและเพื่อนร่วมงาน ได้ออกแบบเปปไทด์ขนาดสั้น

that neutralize influenza virus,

ที่สามารถต้านไวรัสไข้หวัดใหญ่

protect against botulism poisoning

ป้องกันสารพิษจากเชื้อโบทูลิซึม

and block cancer cells from growing.

และกักเซลล์มะเร็งไม่ให้เจริญเติบโต

Some of these new drugs

ยาใหม่บางตัวนี้

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

ได้ผ่านการทดสอบกับสัตว์ในห้องทดลอง ในขั้นการทดสอบพรีคลินิก

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

ถึงตอนนี้ ยาทั้งหมดมีความปลอดภัย และมีประสิทธิผลสูง

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

การออกแบบเปปไทด์ขนาดสั้น เป็นเทคโนโลยีที่ทันสมัย

and the drug development pipeline is slow and cautious.

และแผนการพัฒนายา กำลังดำเนินอย่างช้า ๆ และระมัดระวัง

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

อีกสามถึงห้าปี จึงจะถึงขั้นตอนการทดสอบกับมนุษย์

But during that time,

แต่ในช่วงเวลานั้น

more constrained peptide drugs

ยาเปปไทด์ขนาดสั้น

are going to be entering the drug development pipeline.

ก็จะเข้าสู่แผนการพัฒนายามากขึ้น

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

และในที่สุด ผมก็เชื่อว่า ยาเปปไทด์ที่ถูกออกแบบ

are going to enable us all to break free

จะทำให้เราทุกคนหลุดพ้น

from the constraints of our diseases.

จากข้อจำกัดของโรคภัยไข้เจ็บที่เราต้องเผชิญ

Thank you.

ขอบคุณครับ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)