Baza danych o wirusowych białkach przyspieszy prace nad lekiem na COVID-19

Prof. Mariusz Jaskólski udostępnił bazę zweryfikowanych białek koronawirusa / Adrian Wykrota, UAM

Specjaliści od projektowania leków pracujący nad sposobem na zatrzymanie COVID-19 otrzymali nowe narzędzie, które pozwala lepiej zrozumieć koronawirusa i zagwarantuje poprawność modeli strukturalnych, na których bazuje ich praca. Dostępna publicznie w internecie baza danych jest dziełem międzynarodowego zespołu zorganizowanego przez prof. Mariusza Jaskólskiego z Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu oraz Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN. Współpracujący z nim najwybitniejsi biolodzy strukturalni podjęli się weryfikacji struktur białek koronawirusa o podstawowym znaczeniu dla tworzenia leków przeciw COVID-19.

Modele do sprawdzenia

W tej chwili baza zawiera informacje o 225 białkach SARS-CoV-2, 16 białkach SARS-CoV, sześciu HcoV-229E oraz jednym białku MERS. Narzędzie umożliwia szybkie przeglądanie modeli i filtrowanie w zależności od szeregu parametrów.

Badacze używają takich modeli do projektowania leków, trenowanie algorytmów komputerowych sugerujących najlepsze leki, a także do planowania eksperymentów. Z tego względu kluczową rolę odgrywa dokładność modelu startowego. Pośpiech wywołany pandemią sprawiał, że większość modeli struktury białek koronawirusów deponowana jest w światowym Banku Struktur Białkowych (Protein Data Bank) jeszcze przed opublikowaniem i przed dokładnym sprawdzeniem przez recenzentów.

Członkowie zespołu prof. Jaskólskiego dostrzegli konieczność drobiazgowego sprawdzenia tych modeli. To zaowocowało powstaniem nowego narzędzia i bazy internetowej, która aktualizowana jest co tydzień, synchronicznie z aktualizacją PDB.

W zespole prof. Jaskólskiego pracują obecnie: dr Alexander Wlodawer, National Cancer Institute (NCI), USA; dr Zbigniew Dauter, NCI & Argonne National Laboratory, USA; dr Ivan Shabalin, University of Virginia (UVA), USA; prof. Mirosław Gilski, UAM & IBCH; dr Dariusz Brzeziński, Politechnika Poznańska & IBCH oraz UVA; dr Marcin Kowiel, IBCH; prof. Wladek Minor, UVA; oraz dr Bernhard Rupp, k.k. Hofkristallamt, USA i Medical University Innsbruck, Austria.

Biomedyczny znak jakości

– Sprawdziliśmy dokładnie wszystkie modele białek koronawirusa SARS-CoV-2 i przedstawiamy nasze wyniki w sposób zrozumiały dla odbiorców z szerokich kręgów biomedycznych – mówi prof. Mariusz Jaskólski. – Modele strukturalne, także te oparte na solidnych danych doświadczalnych, zawsze zawierają element subiektywnej interpretacji autora i mogą być niedoskonałe lub wręcz niepoprawne, szczególnie jeśli tworzone były w pośpiechu, zrozumiałym w świetle szalejącej pandemii. Dlatego tak ważne jest, by modele te zostały sprawdzone, i ewentualnie poprawione, oraz otrzymały znak jakości od niezależnych inspektorów.

Naukowcy odpowiedzieli na zupełnie nowe globalne zagrożenie wywołane koronawirusem z niezwykłą szybkością. Szczególnie błyskawicznie zareagowało środowisko biologii strukturalnej, przedstawiając z bezprecedensową szybkością kolejne struktury białek koronawirusa. Większość z tych struktur ustalana jest metodami krystalografii rentgenowskiej oraz mikroskopii krioelektronowej o wysokiej rozdzielczości.

– W większości przypadków wystarczyły drobne korekty. Jednak niekiedy potrzebne było daleko idące przemodelowanie, szczególnie w newralgicznych obszarach oddziaływań białka z ligandem, które bezpośrednio rzutują na projektowanie leków. Kryzys epidemiologiczny COVID-19 wymaga, by struktury elementów białkowych SARS-CoV-2 wyznaczone były z najwyższą dokładnością – podkreśla prof. Jaskólski.

Przetestowana metoda

Podobne działania już wcześniej przyniosły znakomity efekt. Ok. 30 lat temu, gdy świat obawiał się pandemii HIV/AIDS, prof. Mariusz Jaskólski i dr Alexander Wlodawer ustalili pierwszą strukturę białka tego wirusa. Siedem lat później wprowadzono pierwszy racjonalnie zaprojektowany lek przeciwko HIV. Jak przypomina serwis PAP Nauka w Polsce, po latach osiągnięcia prof. Jaskólskiego i dr Wlodawera doceniło jury Polsko-Amerykańskiej Nagrody Naukowej przyznawanej wspólnie przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej i American Association for the Advancement of Science (AAAS). Zostali oni pierwszymi zdobywcami tej nagrody.

(na podst. pap, mat. pras. UAM)

Piotr Kościelniak
Dziennikarz specjalizujący się w popularyzacji medycyny i nowych technologii, konsultant ds. wydawniczych

Piotr Kościelniak kierował grupą magazynów popularnonaukowych Focus w wydawnictwie Burda Media Polska, gdzie uruchomił nowe tytuły zajmujące się m.in. medycyną, nowymi technologiami, psychologią i historią. Wcześniej kierował działem Nauki w dzienniku „Rzeczpospolita”, w ramach którego tworzył m.in. Rzecz o Zdrowiu, Styl Życia, a także Ranking Szpitali. Laureat nagród dla popularyzatorów nauki i problematyki medycznej.