Menguji ribuan senyawa secara bersamaan untuk mengungkap obat baru dan perawatan yang disesuaikan
Para ilmuwan telah meluncurkan metode inovatif untuk menguji bagaimana ribuan zat aktif mempengaruhi metabolisme seluler secara bersamaan.
Dengan menggunakan metabolomik throughput tinggi dan spektrometri massa, mereka mengidentifikasi efek tak terduga dari obat yang ada, membuka jalan untuk menggunakan kembali obat-obatan dan mempercepat penemuan obat. Pendekatan ini suatu hari nanti bisa menyelaraskan data metabolik khusus pasien dengan perawatan yang disesuaikan.
Memahami zat aktif dan metabolisme sel
Bagaimana zat aktif mempengaruhi proses metabolisme dalam sel? Menjawab pertanyaan ini dapat membuka wawasan berharga untuk mengembangkan obat baru. Namun, menyelidiki bagaimana perpustakaan senyawa berinteraksi dengan metabolisme seluler secara historis telah menjadi tugas yang intensif sumber daya.
Sekarang, para peneliti dari Departemen Biomedis di Universitas Basel telah memperkenalkan metode inovatif untuk menguji efek metabolisme dari ribuan zat secara bersamaan. Temuan mereka, berdasarkan teknik yang disebut metabolomik throughput tinggi, diterbitkan hari ini (28 Januari) di jurnal Bioteknologi Alam.
Memprediksi efek samping dan interaksi obat
“Ketika kami memiliki pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana zat aktif campur tangan dalam metabolisme sel, perkembangan obat dapat dipercepat,” jelas Profesor Mattia Zampieri. “Metode kami memberikan karakterisasi tambahan zat, dari mana kami dapat menyimpulkan kemungkinan efek samping atau interaksi dengan obat lain.”
Para peneliti, yang dipimpin oleh Dr. Laurentz Schuhknecht, penulis utama penelitian ini, menumbuhkan sel di ribuan sumur kecil di pelat kultur sel. Mereka kemudian memperlakukan sel di masing -masing sumur dengan salah satu dari lebih dari 1500 zat dari perpustakaan senyawa, dan menggunakan metode yang disebut spektrometri massa untuk mengukur bagaimana ribuan biomolekul kecil di dalam sel (dikenal sebagai metabolit) berubah setelah perawatan.
Ini memungkinkan tim peneliti untuk mengumpulkan data tentang perubahan lebih dari 2000 produk metabolisme dalam sel untuk setiap senyawa aktif. Mereka kemudian membandingkan perubahan ini dengan yang diperoleh dari sel yang tidak diobati melalui analisis berbantuan komputer. Hal ini menghasilkan ikhtisar efek pada metabolisme sel dari masing -masing zat aktif, yang memberi mereka gambaran yang sangat akurat tentang mode tindakan masing -masing.
Penemuan mengejutkan dalam mekanisme obat
“Obat yang tersedia secara komersial dapat mempengaruhi metabolisme sel lebih dari yang kami bayangkan,” kata Zampieri, meringkas hasil percobaan. Terutama yang perlu diperhatikan adalah mode aksi obat umum yang sebelumnya tidak diketahui. Sebagai contoh, tim menemukan bahwa tiratricol, obat untuk mengobati kondisi langka yang melibatkan fungsi kelenjar tiroid, selain mode aksi utamanya juga mempengaruhi produksi nukleotida tertentu, blok bangunan untuk DNA sintesis.
“Oleh karena itu, obat ini berpotensi menjadi kandidat yang baik untuk bidang aplikasi baru: memodulasi biosintesis nukleotida dan karenanya digunakan misalnya dalam terapi kanker untuk menghambat pertumbuhan tumor,” kata Schuhknecht.
Memanfaatkan data untuk desain obat yang digerakkan AI
Data komprehensif dari metode throughput tinggi seperti ini, dapat membantu melatih kecerdasan buatan untuk merancang obat baru. “Visi jangka panjang kami adalah untuk mencocokkan profil metabolisme spesifik pasien dari suatu penyakit dengan mode gangguan metabolisme ribuan kandidat senyawa untuk mengungkap obat terbaik yang mampu mengembalikan perubahan molekuler yang disebabkan oleh penyakit ini,” kata Zampieri.
Untuk lebih dekat dengan visi ini, tidak hanya penting untuk memahami aksi zat -zat pada metabolisme, farmakologis menekankan. Adalah sama pentingnya bagaimana tubuh manusia memproses zat aktif dan dengan demikian bagaimana itu mengubah efeknya. Oleh karena itu para ilmuwan melakukan penelitian lebih lanjut untuk menguji interaksi antara tubuh dan zat aktif lebih dekat.
Referensi: “Peta Metabolik Manusia dari Gangguan Farmakologis Mengungkap Mode Aksi Obat” oleh Laurentz Schuhknecht, Karin Ortmayr, Jürgen Jänes, Martina Bläsi, Eleni Panoussis, 28 JANUSUS, Pedézia Dorčáková, ToBias Fuhrer, Terézia Dorčáková, ToBias Fuhrer, ToBias Fuhrer, Terézia Dorčáková, ToBias Fuhrer, ToBias Fuhrer, Terézier, , Bioteknologi Alam.
Doi: 10.1038/s41587-024-02524-5
