Μεταλλικό πρότυπο πρωτεϊνικού φαρμακευτικού στόχου.

21/08/2007

Το πρώτο Σχολείο Σχεδιασμού Φαρμάκων για την περίοδο 2006-2007 είχαν την ευκαιρία να παρακολουθήσουν τελειόφοιτοι, πτυχιούχοι και μεταπτυχιακοί φοιτητές στο Ινστιτούτο Οργανικής και Φαρμακευτικής Χημείας (ΙΟΦΧ) του Εθνικού Ιδρύματος Ερευνών (ΕΙΕ). Στόχος της πρωτοβουλίας, που διοργανώθηκε στο πλαίσιο του προγράμματος "Ανοιχτές Θύρες-2ος κύκλος" (Γ' ΚΠΣ), ήταν η ανάδειξη της σπουδαιότητας της έρευνας στον τομέα της υγείας και η διάδοση των εξελίξεων στη Δομική Βιολογία και τη Χημεία, εστιάζοντας στο σχεδιασμό φαρμάκων με μεθόδους πρωτεϊνικής κρυσταλλογραφίας ακτίνων-Χ, υπολογιστικής και δομικής χημείας.

Το Σχολείο κάλυψε θεματικές ενότητες όπως: βασικές αρχές μοριακού σχεδιασμού, πρωτεϊνική δομή-δεσμοί-γωνίες-αλληλεπιδράσεις, τρισδιάστατη απεικόνιση μοριακών μοντέλων, σχεδιασμός/κατασκευή μοντέλων κρυσταλλικών δομών, μοριακή απεικόνιση λειτουργίας/δράσης φαρμάκων, χρήση Η/Υ με σκοπό την εξοικείωση με την τρισδιάστατη (3D) απεικόνιση μοριακών μοντέλων κ.ά.

Στο πλαίσιο του Σχολείου κατασκευάστηκε επίσης το τρισδιάστατο (3D) μοντέλο ενός ενζύμου, η βιολογική δράση του οποίου σχετίζεται με τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα. Συγκεκριμένα, κατασκευάστηκε ένα μεταλλικό πρότυπο πρωτεϊνικού φαρμακευτικού στόχου, της φωσφορυλάσης γλυκογόνου, σε κλίμακα 80.000.000:1. Πρόκειται για ένζυμο που καταλύει, στο ήπαρ, τη μετατροπή του γλυκογόνου προς γλυκόζη, την κύρια πηγή ενέργειας για το ανθρώπινο σώμα. Λόγω του ρόλου του στην παραγωγή γλυκόζης στο αίμα, έχει επιλεγεί ως στόχος σχεδιασμού αντι-υπεργλυκαιμικών φαρμάκων για την ελάττωση της συγκέντρωσης γλυκόζης στο σακχαρώδη διαβήτη τύπου Β.

Η σύγχρονη προσέγγιση του μοριακού σχεδιασμού φαρμάκων βασίζεται στην τρισδιάστατη δομή των βιολογικών μακρομορίων (πρωτεϊνικών στόχων) με φαρμακολογικό ενδιαφέρον. Οι μικρομοριακές χημικές ενώσεις (εν δυνάμει φάρμακα) συνδέονται σε ειδικά κέντρα βιολογικών μακρομορίων που εμπλέκονται σε ασθένειες και ρυθμίζουν τη βιολογική τους δράση προς την επιθυμητή κατεύθυνση. Εφόσον η 3D δομή, δηλαδή ο τρόπος σύνδεσης και αλληλεπίδρασης των μικρομοριακών ενώσεων, είναι γνωστή, μπορούν να σχεδιαστούν νέα φάρμακα με μεγάλη ακρίβεια, ταχύτερα, οικονομικότερα και με λιγότερες ανεπιθύμητες ενέργειες. Σήμερα, χάρις στην τεχνολογική πρόοδο στην κρυσταλλογραφία ακτίνων Χ, στον πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό NMR και γενικότερα στη δομική πρωτεομική, οι 3D δομές νέων πρωτεϊνών προσδιορίζονται με μεγάλη ταχύτητα.

Μετά την αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος και του γονιδιώματος άλλων οργανισμών (~1000) το ενδιαφέρον έχει μετατοπιστεί από το επίπεδο του DNA στο επίπεδο των πρωτεϊνών, με στόχο την κατανόηση της λειτουργίας τους. Σύμφωνα με τον Δρα Νικόλαο Οικονομάκο, Διευθυντή του ΙΟΦΧ/ΕΙΕ, "Η αποκωδικοποίηση του ανθρώπινου γονιδιώματος και η προσδοκώμενη αποκωδικοποίηση του μετα-γονιδιώματος υπόσχεται πληθώρα νέων μακρομοριακών στόχων για το σχεδιασμό νέων φαρμάκων. Ως εκ τούτου, η μέθοδος σχεδιασμού φαρμάκων με βάση τη μοριακή δομή προβλέπεται να έχει ευρύτερη εφαρμογή στο μέλλον".

Στο Σχολείο, που πραγματοποιήθηκε την περίοδο από τον Απρίλιο έως το Δεκέμβριο 2006, συμμετείχαν συνολικά 20 φοιτητές, υπό την καθοδήγηση των ερευνητών των Ομάδων Δομικής Βιολογίας/Χημείας (Δ.Δ. Λεωνίδας, Σ.Ε. Ζωγράφος, Ε.Δ. Χρυσίνα, Ν.Γ. Οικονομάκος) και Μοριακής Ανάλυσης (Π. Ζουμπουλάκης, Α. Πολίτη, Θ. Μαυρομούστακος) του ΙΟΦΧ/ΕΙΕ, του συντηρητή αρχαιοτήτων και έργων τέχνης κ. Α. Καραμπότσου και της Καθηγήτριας Οργανικής Χημείας του Πανεπιστημίου Αθηνών κας Χ. Τσουγκράκη. Τα αποτελέσματα του Σχολείου παρουσιάστηκαν στο ευρύ κοινό, με ειδικά σεμινάρια και έκθεση που διοργανώθηκαν στο ΕΙΕ τον Απρίλιο του 2007. Στην έκθεση παρουσιάστηκαν φωτογραφίες και posters, καθώς και το τρισδιάστατο μεταλλικό πρότυπο πρωτεϊνικού φαρμακευτικού στόχου που κατασκευάστηκε στο πλαίσιο του Σχολείου.

www.ekt.gr, με πληροφορίες από Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών