15.1.2021 Työkaluja lääkeainekehitykseen
Tavallisimmin lääkeainekehityksen tavoitteena on löytää molekyylejä, jotka vaikuttavat jonkin proteiinin toimintaan. Virtuaaliseulonnan menetelmiä voidaan käyttää miljoonien, jopa miljardien, molekyylien ennustamiseen, joissa huomioidaan molekyylien ja proteiinin vuorovaikutuksia, ja näin ollen molekyylin mahdollista tehoa lääkeaineena. Virtuaaliseulonnasta vain lupaavimmat molekyylit rikastetaan kokeelliseen tutkimukseen, jossa niiden todellinen aktiivisuus mitataan.
Mira Ahingon väitöskirjan osatyönä tutkittiin tutkimusryhmässä aiemmin kehitettyä virtuaaliseulontamenetelmää.
”Teimme käytännönläheiset ohjeet menetelmään tutustumiseen ja tutkimme tiettyjen työvaiheiden vaikutusta seulonnan tuloksiin. Pyrimme siihen, että menetelmään olisi helppo tutustua ja ottaa käyttöön lääkeainekehityksen projekteissa tai tutkimuksessa”, Ahinko kertoo.
Lääkeaineen tehoon vaikuttavat myös lääkeaineen imeytyminen ja jakautuminen elimistöön, metabolia, sekä lopulta poisto elimistöstä.
Metabolia, eli aineenvaihdunta, muuntaa yleensä vierasaineet, kuten lääkkeet, liukoisemmaksi, jolloin ne poistuvat elimistöstä helpommin. Lääkeaineiden kannalta oleellista on, kuinka nopeasti lääkeaine poistuu elimistöstä, voiko metabolia tuottaa myrkyllisiä yhdisteitä ja millaisia lääkeaineiden haitallisia yhteisvaikutuksia voi syntyä. Siksi metabolian tutkiminen on tärkeässä roolissa sekä lääkeaineiden tehon että turvallisuuden kannalta. Lääkeainekehityksessä laskennallisia menetelmiä käytetään ja kehitetään myös metabolian ennustamiseen.
”On tärkeää ennustaa ja ymmärtää molekyylien metaboliaa jo lääkeaineiden etsintävaiheessa. Tavoitteena on, ettei kokeellisen työn resursseja tarvitsisi hukata sellaisten molekyylien tutkimiseen, jotka voitaisiin karsia jo varhaisessa vaiheessa laskennallisia menetelmiä hyödyntäen”, Ahinko tiivistää.
Väitöstyössä käytettiin molekyylimallinnuksen menetelmiä tutkimaan ja ennustamaan sytokromi P450 -entsyymien välittämää metaboliaa. Laskennallinen tutkimus auttoi ymmärtämään entsyymien toimintaa sekä antoi ajatuksia ennustusmenetelmien jatkokehitykseen. ۳ٱٲössä Itä-Suomen yliopiston tutkijoiden kanssa sytokromi P450 -entsyymeille kehitettiin myös uusia työkalumolekyylejä, joita voidaan käyttää entsyymien kokeellisessa tutkimuksessa.
Väitöstyötä ovat rahoittaneet Jenny ja Antti Wihurin rahasto sekä Emil Aaltosen säätiö. Laskennalliset resurssit on tarjonnut suomalainen CSC – Tieteen tietotekniikan keskus.
Tutkimus on julkaistu Jyväskylän yliopiston väistöstutkimusten sarjassa JYU Dissertations, numero 345. ISSN 2489-9003;
ISBN 978-951-39-8496-0 (PDF).
Linkki tutkimukseen:
FM Mira Ahingon solu- ja molekyylibiologian väitöskirjan "Computational Cytochrome P450 Mediated Metabolism and Virtual Screening" tarkastustilaisuus on perjantaina 15.1.20221. Vastaväittäjänä on dosentti Tuomo Laitinen Itä-Suomen yliopistosta ja kustoksena on professori Perttu Permi Jyväskylän yliopisto. Väitöstilaisuuden kieli on suomi.
Yleisö voi seurata väitöstilaisuutta verkkovälitteisesti. Linkki Moniviestimen suoraan lähetykseen:
Puhelinnumero, johon yleisö voi tilaisuuden lopussa osoittaa mahdolliset lisäkysymyksensä (kustokselle):