แบบจำลองสำหรับนักสู้ไข้หวัดใหญ่ที่ทรงพลังจากยาที่มีอยู่

การทดสอบความเข้ากันได้ของคอมพิวเตอร์อาจช่วยให้ยาต้านไข้หวัดพบร่องได้ไข้หวัดใหญ่มีหลายลักษณะ เอนไซม์ชนิดย่อย N1 ของ neuraminidase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่พบในไวรัสไข้หวัดใหญ่สามารถมีรูปร่างได้ 27 รูปแบบ (แสดงไว้) จากการศึกษาใหม่พบว่า ความยืดหยุ่นนี้อาจทำให้ยาต้านไวรัสบางชนิดหยุดทำงาน พื้นที่วงกลมที่แสดงเป็นสีน้ำตาล/เทา สามารถบิดเป็นรูปร่างต่างๆ ได้มากกว่าส่วนอื่นๆ ของเอนไซม์ (สีเขียวและสีขาว)

DANIEL DADON และ JACOB DURRANT มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก

ยาต้านไวรัสสามารถเจาะเข้าไปในโพรงภายในบริเวณที่มีการทำงานของเอนไซม์ N1 neuraminidase (สีน้ำเงิน) และหยุดการทำงานของเอนไซม์ได้ การกลายพันธุ์ในเอนไซม์ (จุดสี) สามารถลดประสิทธิภาพของยาต้านไวรัส เช่น ยาทามิฟลู ซึ่งสร้างรูปแบบที่ดื้อยาของไวรัส ยาที่ค้นพบใหม่ (สีเขียว) อาศัยอยู่ในไซต์ที่ใช้งานของเอนไซม์ในตำแหน่งอื่น ซึ่งอาจทำลายไวรัสที่ดื้อต่อยาชนิดอื่นได้

DANIEL DADON และ JACOB DURRANT มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก

การระบาดใหญ่ของไวรัสไข้หวัดหมู H1N1 ทำให้เจ้าหน้าที่สาธารณสุขกังวลว่าไวรัสอาจพัฒนาความต้านทานต่อยาเช่น Tamiflu ที่ใช้รักษาผู้ติดเชื้อ วิธีการตรวจคัดกรองด้วยคอมพิวเตอร์แบบใหม่สามารถช่วยค้นหายาใหม่หรือยาที่มีอยู่แล้วซึ่งพบจุดอ่อนของไวรัสไข้หวัดใหญ่ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโกรายงานเมื่อวันที่ 6 ธันวาคมในการประชุมประจำปีของAmerican Society for Cell Biology

นักวิจัย Daniel Dadon, Jacob Durrant และ J. Andrew McCammon 

จาก UCSD ทุกคนสร้างภาพยนตร์คอมพิวเตอร์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเล็กน้อยที่เกิดขึ้นในเอนไซม์ neuraminidase 1 (N1 ใน H1N1 และ H5N1) ซึ่งเป็นโปรตีนที่พบในไวรัสไข้หวัดนกและไข้หวัดหมู การเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นเผยให้เห็นพื้นที่เป้าหมายที่เป็นไปได้ซึ่งอาจทำให้ยาสามารถหลีกเลี่ยงวิธีการดื้อยาตามปกติของไวรัสได้

ไวรัสไข้หวัดใหญ่ทั้งหมดมีเอนไซม์ neuraminidase แต่โปรตีนมีหลายประเภทย่อย งานก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าชนิดย่อย N1 มีลูปที่ทำให้มีความยืดหยุ่นมากกว่าชนิดย่อยของ neuraminidase อื่น ๆ Rommie Amaro นักชีววิทยาด้านคอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเออร์ไวน์กล่าว “มันว่องไวเป็นพิเศษ” เธอกล่าว ความยืดหยุ่นของเอนไซม์อาจส่งผลต่อวิธีที่ยาจับกับมัน

การวิเคราะห์ภาพนิ่งจากการจำลอง ซึ่งเรียกว่าโครงร่างเชิงซ้อนแบบผ่อนคลาย เผยให้เห็นโครงสร้างตามธรรมชาติที่แตกต่างกัน 27 แบบซึ่งโปรตีน N1 สามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้เงื่อนไขที่อาจพบในเซลล์เจ้าบ้าน นักวิจัยค้นพบว่าบางส่วนของโปรตีนเปลี่ยนรูปร่างได้ง่ายและบางส่วนที่แข็งกว่าจะถูกล็อคเข้าที่

ยาที่ใช้กับไข้หวัดในปัจจุบัน ได้แก่ oseltamivir หรือที่รู้จักกันดีในชื่อ Tamiflu, peramivir และ zanamivir ล้วนแทรกตัวเข้าไปใน neuraminidase ที่ตำแหน่งเดียวกันภายในเอนไซม์นั้น เมื่อใส่ยาเข้าไปในช่องนั้น จะไปขัดขวางความสามารถของเอนไซม์ในการปล่อยอนุภาคไวรัสที่สร้างขึ้นใหม่ออกจากเซลล์ และการอุดตันนี้จะป้องกันการแพร่กระจายของโรค

ตำแหน่งนั้นมีแนวโน้มที่จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้าง เช่น การเปิดเผยโดยการจำลอง และการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ส่งผลต่อการสร้างกรดอะมิโนที่ประกอบเป็นโปรตีน การเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโนจำนวนมากยังเปลี่ยนรูปร่างของกระเป๋า ทำให้ยาไม่จับตัวกันและทำให้ไวรัสไข้หวัดใหญ่ดื้อต่อยา

ในการค้นหายาที่สามารถบล็อกไซต์ที่ใช้งานของโปรตีนด้วยวิธีอื่น และกำจัดไวรัสที่ดื้อต่อยาที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน นักวิจัยได้ขุดคลังยาที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA ทีมงานแบ่งส่วนยาแบบดิจิทัลและจำลองว่าชิ้นส่วนยาอาจผูกมัดกับเอนไซม์ทุกรูปแบบได้อย่างไร

ในบรรดาชิ้นส่วนเหล่านั้น ทีมพบสารประกอบใหม่ 15 ชนิดที่สามารถแทรกเข้าไปในกระเป๋าของโปรตีนและขัดขวางการทำงานของโปรตีนได้ดีกว่ายาทามิฟลูหรือยาต้านไวรัสอื่นๆ การตรวจสอบอย่างใกล้ชิดพบว่าสารประกอบทั้ง 15 ชนิดมีโครงสร้างร่วมกัน ยิ่งไปกว่านั้น สารประกอบเหล่านี้ยังเข้าไปเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนที่ไม่ยอมให้เกิดการเปลี่ยนแปลงได้ง่าย ซึ่งหมายความว่าบริเวณเหล่านั้นมีโอกาสน้อยที่จะเกิดการกลายพันธุ์และเกิดการดื้อยามากกว่าส่วนของโปรตีนที่สัมผัสกับยาทามิฟลูและการรักษาไข้หวัดใหญ่ในปัจจุบันอื่นๆ ดาดอนพูด

แต่เนื่องจากโมเลกุลของแฟรกเมนต์ที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ไม่มีอยู่ในโลกแห่งความเป็นจริง นักวิจัยจึงจำเป็นต้องดูว่ามีโมเลกุลขนาดเล็กที่มีอยู่จริงหรือไม่ การค้นหาฐานข้อมูลยาสี่ฐานข้อมูลทำให้เกิดโมเลกุลขนาดเล็ก 6 โมเลกุลที่มีโครงสร้างเหมือนกันกับสารประกอบที่หั่นเป็นลูกเต๋าแบบดิจิทัล สารประกอบจริงเหล่านี้กำลังได้รับการทดสอบโดยผู้ทำงานร่วมกันในออสเตรเลียเพื่อตรวจสอบว่าสารเหล่านี้ขัดขวางการทำงานของไข้หวัดใหญ่หรือไม่

ทั้งสองแนวทางที่ทีมของ Dadon ปฏิบัติตามในโครงการออกแบบยาใหม่ ซึ่งก็คือการตรวจสอบโปรตีนทุกรูปแบบ จากนั้นจึงคัดกรองคลังชิ้นส่วนจากยาที่ได้รับการอนุมัติ สามารถปรับให้เข้ากับโมเลกุลอื่นๆ 

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง