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

Перекладач: Vitaly Vox Утверджено: Valeriia Makeionok

I'm a protein designer.

Я проектую білки.

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

І хотів би розповісти про новий тип ліків.

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

Він виготовлений з молекули, яка називається обмеженим пептидом.

There are only a few constrained peptide drugs available today,

Сьогодні існує лише декілька препаратів із таких пептидів,

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

але більше потрапить на ринок у найближче десятиліття.

Давайте розглянемо, з чого ж зроблені ці нові ліки,

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

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

чим вони різняться і чому очікується новий сплеск виробництва

of new and exciting medicines.

цих нових і дивовижних медикаментів.

Constrained peptides are very small proteins.

Обмежені пептиди — це дуже маленькі білки.

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

Додаткові хімічні зв’язки обмежують форму молекули,

and this makes them incredibly stable

що робить їх неймовірно стійкими,

as well as highly potent.

а також сильнодіючими.

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

Вони зустрічаються в природі - деякі з них виробляють наші тіла

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

для боротьби з бактеріальними, грибковими і вірусними інфекціями.

And animals like snakes and scorpions

Тварини, такі як змії та скорпіони,

use constrained peptides in their venom.

мають обмежені пептиди у своїй отруті.

Drugs that are made of protein are called biologic drugs.

Ліки, які виготовлені з білка, називаються біологічними препаратами.

So this includes constrained peptides,

Вони включають обмежені пептиди,

as well as medicines like insulin

а також такі ліки як інсулін

or antibody drugs like Humira or Enbrel.

або ліки з антитілами, як Хуміра чи Енбрел.

And in general, biologics are great,

Взагалі, біопрепарати — чудові засоби,

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

так як, на відміну від звичайних ліків, у них часто немає побічних ефектів.

First, protein.

По-перше, білок.

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

Це абсолютно природний, не токсичний матеріал у наших тілах.

Our cells produce tens of thousands of different proteins,

Наші клітини виробляють десятки тисяч різних білків,

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

і в основному, вся наша їжа має в собі білок.

And second, sometimes drugs interact with molecules in your body

По-друге, ліки іноді взаємодіють із молекулами в тілі,

that you don't want them to.

із якими не повинні.

Compared to small molecule drugs,

У порівнянні з ліками з малими молекулами,

and by this I mean regular drugs, like aspirin,

такими як аспірин, наприклад,

biologics are quite large.

біопрепарати досить великі.

Molecules interact when they adopt shapes that fit together perfectly.

Молекули взаємодіють, приймаючи підходящу один одному форму.

Much like a lock and key.

Так само, як замок і ключ.

Well, a larger key has more grooves,

Більший ключ має більше канавок,

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

ймовірно, що він підійде певному замку.

But most biologics also have a flaw.

Але більшість біопрепаратів мають один недолік:

They're fragile.

вони тендітні.

So they're usually administered by injection,

Тому їх зазвичай вводять шляхом ін'єкції,

because our stomach acid would destroy the medicine

так як кислота в шлунку знищить ліки, якщо їх проковтнути.

if we tried to swallow it.

Constrained peptides are the opposite.

Обмежені пептиди, навпаки,

They're really durable, like regular drugs.

є дуже стійкими, як і звичайні ліки.

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

Тож їх можна приймати, використовуючи таблетки, інгалятори, мазі.

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

Саме це робить обмежені пептиди такими бажаними для розробки ліків.

They combine some of the best features

Вони поєднують найкращі якості

of small-molecule and biologic drugs into one.

малих молекул і біологічних препаратів.

But unfortunately, it's incredibly difficult

Але на жаль, це неймовірно складно -

to reengineer the constrained peptides that we find in nature

перепроектувати обмежені пептиди, які є у природі,

to become new drugs.

у нові лікувальні препарати.

So this is where I come in.

Саме тут вступаю я.

Creating a new drug is a lot like crafting a key

Створення нових ліків багато в чому схоже на виготовлення ключа,

to fit a particular lock.

який підходить до певного замка.

We need to get the shape just right.

Нам треба отримати відповідну форму.

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

Але якщо ми змінимо форму обмеженого пептида занадто сильно,

those extra chemical bonds are unable to form

додаткові хімічні зв’язки не сформуються,

and the whole molecule falls apart.

і вся молекула розпадеться.

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

Тому нам потрібно було контролювати їх формою.

I was part of a collaborative scientific effort

Я брав учать в одному науковому проекті,

that spanned a dozen institutions across three continents

який охоплюв із десяток установ на трьох континентах,

that came together and solved this problem.

які об'єднались та вирішили цю проблему.

We took a radically different approach from previous efforts.

Наш підхід кардинально відрізнявся від попередніх.

Instead of making changes to the constrained peptides

Замість того, щоб змінювати пептиди,

that we find in nature,

які існують в природі,

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

ми знайшли спосіб створювати нові абсолютно з нуля.

To help us do this,

Щоб зробити це,

we developed freely available open-source peptide-design software

ми зробили безкоштовну відкриту програму для проектування пептидів,

that anyone can use to do this, too.

якою будь-хто може скористатися.

To test our method out,

Щоб перевірити наш метод,

we generated a series of constrained peptides

ми згенерували серію обмежених пептидів

that have a wide variety of different shapes.

із безліччю різних форм.

Many of these had never been seen in nature before.

Багатьох з них раніше не існувало в природі.

Then we went into the laboratory and produced these peptides.

Потім ми виготовили ці пептиди в лабораторії.

Next, we determined their molecular structures,

Опісля ми визначили їх молекулярні структури,

using experiments.

використовуючи експерименти.

When we compared our designed models

Порівнявши спроектовані нами моделі

with the real molecular structures,

з реальними молекулярними структурами,

we found that our software can position individual atoms

ми виявили, що наша програма може проектувати атоми

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

з точністю на межі можливості вимірювання.

Three years ago, this couldn't be done.

Три роки тому це було неможливим.

But today, we have the ability to create designer peptides

Сьогодні ми можемо проектувати пептиди,

with shapes that are custom-tailored for drug development.

надаючи їм форму, необхідну для виробництва ліків.

So where is this technology taking us?

Куди ця технологія веде нас?

Well, recently,

Нещодавно ми з колегами спроектували пептиди,

my colleagues and I designed constrained peptides

that neutralize influenza virus,

які нейтралізують вірус грипу,

protect against botulism poisoning

захищають від отруєння ботулізмом

and block cancer cells from growing.

і перешкоджають зростанню ракових клітин.

Some of these new drugs

Деякі з цих нових ліків

have been tested in preclinical trials with laboratory animals.

пройшли доклінічні тестування на лабораторних тваринах.

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

Сьогодні всі вони безпечні і високоефективні.

Constrained peptide design is a cutting-edge technology,

Проектування пептидів 一 це новітня технологія,

and the drug development pipeline is slow and cautious.

а розробка нових медикаментів повільна і обережна.

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

Отже, ми ще на відстані 3-5 років від тестувань із людьми.

But during that time,

Але за цей час

more constrained peptide drugs

нові ліки з пептидів

are going to be entering the drug development pipeline.

будуть додані до процесу виробництва ліків.

And ultimately, I believe that designed peptide drugs

Я вірю, що, в результаті, ліки зі спроектованих пептидів

are going to enable us all to break free

дозволять нам всім звільнитися

from the constraints of our diseases.

від тягара наших хвороб.

Thank you.

Дякую.

(Applause)

(Оплески)