Diptool szybko zidentyfikuje nowe leki antybakteryjne

– Wraz z promotorem szukaliśmy parametrów, które pozwolą ocenić, że związek A jest skuteczniejszy wobec jakiejś bakterii niż związek B – wyjaśnia dr Rzycki. Metod takich poszukiwań jest wiele, jednak naukowcy nie byli z nich zadowoleni. Przede wszystkim dlatego, że nie dało się ich między sobą w pełni porównywać, ponieważ wykorzystywały różne protokoły eksperymentalne. – Dlatego my, jako teoretycy, postanowiliśmy podjeść do tego tematu inaczej. Sprowadziliśmy wszystko do wartości liczbowych i wykorzystaliśmy metodę, która nazywa się QSAR – mówi.

QSAR (quantitative structure-activity relationship) to technika, która w różny sposób stara się powiązać aktywność biologiczną z rozmaitymi parametrami strukturalnymi danej grupy związków. W toku badań okazało się, że kilka spośród tych parametrów powtarza się i można je uznać za znaczące. Były to m.in. moment dipolowy związków, współczynnik podziału oraz rozmiar cząsteczki (stosunek długości do szerokości).

Następnie dr Rzycki zaimplementował te cechy w postaci numerycznej, korzystając ze znanych metod całkowania równań ruchu i zależności układów termodynamicznych.

– Są pewne rozwiązania numeryczne, które pozwalają na zastosowanie tych praw do takich zamkniętych układów, z jakimi my mieliśmy do czynienia. W naszym wypadku ograniczaliśmy wszystko do oddziaływania dipoli ze sobą. Czyli ze wszystkich wcześniej wyodrębnionych parametrów skupiliśmy się wyłącznie na obserwacjach ruchu i energii układu – opowiada.

Trochę inaczej niż zwykle

Naukowcy przygotowali model uproszczonej błony lipidowej, jednak podeszli do tego trochę inaczej niż się to zwykle robi.

– Nasza cząstka była reprezentowana tylko przez jeden dipol o odpowiedniej wartości, a sama błona przez specyficzny układ dipoli, określony na podstawie dotychczasowych badań z zakresu dynamiki molekularnej. Następnie badaliśmy, jak zachowuje się energia takiego układu, czyli jak jedne cząstki oddziałują na drugie – wyjaśnia specjalista.

Obserwując, jak dana cząstka wchodzi w interakcję z błoną i wyliczając energię, jaka się z tym wiąże, można było ocenić, czy dany związek jest dobrym kandydatem do dalszych testów eksperymentalnych. Innymi słowy: czy może być potencjalnym środkiem antybakteryjnym.

Minuty lub godziny zamiast dni lub tygodni

Dr Rzycki podkreśla, że dzięki Diptool cała ta procedura odbywa się o wiele szybciej niż pozwalały na to klasyczne metody.

– Nasze narzędzie umożliwia formułowanie podobnych wniosków, ale zajmuje zdecydowanie mniej czasu. Przestudiowanie jednej cząsteczki zajmuje nam minuty lub godziny, a w przypadku tradycyjnych metod dynamiki molekularnej są to dni lub tygodnie. Diptool bardzo przyspiesza identyfikację obiecujących związków, które następnie mogą być testowane eksperymentalnie przez badaczy – podkreśla.

Jeśli chodzi o skuteczność narzędzia, to jest ona wysoka. Jak mówi dr Rzycki, aktywność cząsteczek, scharakteryzowana w Diptool, była zbieżna względem wyników z dotychczas stosowanych, klasycznych narzędzi.

– Nasze badania pokazują, że ta metoda jest obiecująca i wykazuje wysoką skuteczność – podsumowuje naukowiec.

Źródło: naukawpolsce.pl/Katarzyna Czechowicz/kap/bar/zan

Czytaj także: Nowatorska technologia oczyszczania gleby z kreozotu