فرآیند خالص سازی داروهای بیودارویی همچنان یک چالش پرهزینه و زمان بر است. درک عمیق‌تر از نحوه اتصال عناصر ناخواسته در پروتئین‌های تولید شده به مولکول‌های توسعه‌یافته برای حذف آنها می‌تواند به محققان کمک کند فرآیندهای خلوص را کارآمدتر، پیچیده‌تر و مقیاس‌پذیرتر کنند.
در تحقیقات منتشر شده در لانگمویرتیمی به سرپرستی استیون کرامر، استاد مهندسی شیمی و بیولوژیکی در مؤسسه پلی‌تکنیک Rensselaer، اصول نحوه تعامل مولکول‌های مختلف با سطوح مختلف در طول فرآیند تصفیه را بررسی کردند.
کرامر یک متخصص برجسته در پردازش زیستی کروماتوگرافی است، یک تکنیک جداسازی که در خالص‌سازی بیودارویی استفاده می‌شود تا به‌طور انتخابی انتخاب کند که کدام اجزای یک مخلوط پروتئین باید نگهداری شود و کدام اجزا باید حذف شوند. یون‌ها یا مولکول‌ها، که به عنوان لیگاند شناخته می‌شوند، برای اتصال به اجزای خاصی ساخته می‌شوند که باید در طول این فرآیند ذخیره یا دور ریخته شوند.
کرامر، یکی از اعضای مرکز بیوتکنولوژی و مطالعات بین رشته‌ای Rensselaer (CBIS)، جایی که کار در آنجا انجام شد، گفت: «این بخشی از یک تلاش بسیار بزرگ برای درک اصول اولیه نحوه تعامل این مولکول‌ها با سطوح است. “گروه ما در تلاش است تا سطح فکری این نوع تحلیل را به طرق مختلف افزایش دهد.”
این مقاله جدید مبتنی بر تحقیقات آزمایشگاه کرامر است که اخیراً در آن منتشر شده است بیوتکنولوژی و مهندسی زیستی. در آن کار، محققان از طیف‌سنجی تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR) و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری پیچیده برای بررسی اصول نحوه تعامل مولکول‌های مختلف با سطوح و لیگاندهای مختلف، از جمله نحوه و مکان اتصال، و اینکه آیا برهم‌کنش‌های مولکولی خاصی بر فرآیند اتصال تأثیر می‌گذارند، استفاده کردند.
این تیم با همکاری با Merck Pharmaceuticals و Bio-Rad Laboratories و با استفاده از مرکز هسته NMR در CBIS که توسط یکی از نویسندگان اسکات مک کالوم اداره می شود، به بررسی بخش Fc یک آنتی بادی IgG1 و نحوه تعامل لیگاندها با آن بخش از پروتئین آنتی بادی بخصوص پرداختند. (اگر بخواهید یک آنتی بادی را شبیه حرف “Y” تصور کنید، قسمت Fc دم است.) آنتی بادی های IgG1 در اکثر داروهای بیودارویی استفاده می شود، به این معنی که درک عمیق تر از نحوه تعامل اجزای آنها با مولکول های مختلف و لیگاندها می توانند پیامدهای گسترده ای داشته باشند.
در لانگمویر این تیم با افزودن نانوذرات به سطح پروتئین‌های مختلف، کاوش‌های خود را حتی عمیق‌تر کرد تا دقیقاً محل اتصال لیگاندها را ببیند.
کرامر گفت: «با این رویکرد، می‌توانیم به برخی از تعاملات ظریفی که در حال وقوع است نیز نگاه کنیم. گاهی اوقات این لیگاندها گرد هم می آیند و این دسته از لیگاندها را تشکیل می دهند و این خوشه ها در واقع رفتار را به شدت تغییر می دهند.
کرامر گفت این کار می تواند به توسعه مواد و لیگاندهای جدید و بهبود یافته منجر شود. همچنین می‌تواند به محققان کمک کند تا روش‌های دقیق‌تر و خاص‌تری برای جداسازی مولکول‌های ناخواسته که بسیار شبیه به نوع دیگری از مولکول‌هایی هستند که باید باقی بمانند، توسعه دهند. همه این پیشرفت‌ها می‌توانند فرآیند تصفیه دارو را بهبود بخشند و آن را کارآمدتر و مؤثرتر کنند.
منبع داستان:
مواد ارائه شده توسط موسسه پلی تکنیک Rensselaer. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.