În timpul pandemiei, medicii folosesc anticorpi monoclonali transfuzați (anticorpi produși în laborator) pentru a ajuta pacienții să lupte împotriva infecției cu COVID-19. Acum, cercetătorii de la UC Davis încearcă să creeze anticorpi monoclonali care ar putea ajuta la combaterea durerii cronice. Scopul este de a dezvolta un analgezic lunar care să nu creeze dependență, care ar putea înlocui opioidele.
Proiectul este condus de Vladimir Yarov-Yarovoi și James Trimmer, profesori la Departamentul de Fiziologie și Biologie a Membranei de la Universitatea din California, Școala de Medicină Davis. Ei au adunat o echipă multidisciplinară care a inclus mulți dintre aceiași cercetători care încercau să transforme veninul de tarantulă în calmante.
La începutul acestui an, Yarov-Yarovoy și Trimmer au primit un grant de 1,5 milioane de dolari din partea programului HEAL al National Institutes of Health, care este o încercare agresivă de a accelera soluțiile științifice pentru a limita criza opioidelor din țară.
Din cauza durerii cronice, oamenii pot deveni dependenți de opioide. Centrul Național pentru Statistică în Sănătate al Centrului pentru Controlul Bolilor estimează că vor exista 107.622 de decese prin supradoză de droguri în Statele Unite în 2021, cu aproape 15% mai mult decât cele 93.655 de decese estimate în 2020.
„Descoperiri recente în biologia structurală și computațională - utilizarea computerelor pentru înțelegerea și modelarea sistemelor biologice - au pus bazele aplicării de noi metode pentru crearea de anticorpi ca candidați excelente la medicamente pentru tratarea durerii cronice", a spus Yarov. Yarovoy, principalul interpret al premiului Sai.
„Anticorpii monoclonali sunt zona cu cea mai rapidă creștere a industriei farmaceutice și oferă multe avantaje față de medicamentele clasice cu molecule mici”, a spus Trimmer. Medicamentele cu molecule mici sunt medicamente care pătrund ușor în celule. Sunt utilizate pe scară largă în medicină.
De-a lungul anilor, laboratorul lui Trimmer a creat mii de anticorpi monoclonali diferiți pentru o varietate de scopuri, dar aceasta este prima încercare de a crea un anticorp conceput pentru a calma durerea.
Deși pare futurist, Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente a aprobat anticorpi monoclonali pentru tratamentul și prevenirea migrenei. Noile medicamente acționează asupra unei proteine asociate migrenei numită peptidă legată de gena calcitoninei.
Proiectul UC Davis are un scop diferit - canale ionice specifice din celulele nervoase numite canale de sodiu dependente de voltaj. Aceste canale sunt ca „porii” de pe celulele nervoase.
„Celulele nervoase sunt responsabile pentru transmiterea semnalelor de durere în organism. Canalele ionice de sodiu cu potențial controlat din celulele nervoase sunt transmițători cheie ai durerii”, explică Yarov-Yarovoy. „Scopul nostru este de a crea anticorpi care se leagă de aceste site-uri de transmisie specifice la nivel molecular, să le inhibe activitatea și să blocheze transmiterea semnalelor de durere.”
Cercetătorii s-au concentrat pe trei canale specifice de sodiu asociate cu durerea: NaV1.7, NaV1.8 și NaV1.9.
Scopul lor este să creeze anticorpi care se potrivesc cu aceste canale, ca o cheie care deblochează un lacăt. Această abordare direcționată este concepută pentru a bloca transmiterea semnalelor de durere prin canal fără a interfera cu alte semnale transmise prin celulele nervoase.
Problema este că structura celor trei canale pe care încearcă să le blocheze este foarte complexă.
Pentru a rezolva această problemă, apelează la programele Rosetta și AlphaFold. Cu Rosetta, cercetătorii dezvoltă modele complexe de proteine virtuale și analizează care modele sunt cele mai potrivite pentru canalele neuronale NaV1.7, NaV1.8 și NaV1.9. Cu AlphaFold, cercetătorii pot testa în mod independent proteinele dezvoltate de Rosetta.
Odată ce au identificat câteva proteine promițătoare, au creat anticorpi care ar putea fi apoi testați pe țesutul neural creat în laborator. Testele umane vor dura ani.
Dar cercetătorii sunt încântați de potențialul acestei noi abordări. Medicamentele antiinflamatoare nesteroidiene (AINS), cum ar fi ibuprofenul și acetaminofenul, trebuie luate de mai multe ori pe zi pentru a calma durerea. Analgezicele opioide sunt de obicei luate zilnic și prezintă un risc de dependență.
Cu toate acestea, anticorpii monoclonali pot circula în sânge timp de mai mult de o lună înainte de a fi în cele din urmă descompuși de către organism. Cercetătorii se așteptau ca pacienții să-și administreze singuri anticorpul monoclonal analgezic o dată pe lună.
„Pentru pacienții cu durere cronică, acesta este exact ceea ce aveți nevoie”, a spus Yarov-Yarovoy. „Ei suferă de durere nu zile, ci săptămâni și luni. Este de așteptat ca anticorpii circulanți să poată oferi ameliorarea durerii care durează câteva săptămâni.
Alți membri ai echipei includ Bruno Correia de la EPFL, Steven Waxman de la Yale, William Schmidt și Heike Wolf de la EicOsis, Bruce Hammock, Teanne Griffith, Karen Wagner, John T. Sack, David J. Copenhaver, Scott Fishman, Daniel J. Tancredi, Hai Nguyen, Phuong Tran Nguyen, Diego Lopez Mateos și Robert Stewart de la UC Davis.
Out of business hours, holidays and weekends: hs-publicaffairs@ucdavis.edu916-734-2011 (ask a public relations officer)
Ora postării: 29-sept-2022