Uno strumento digitale all'avanguardia che lo renderà più economico, più sicuro e veloce per le aziende farmaceutiche per prevedere la stabilità delle proteine, un passo fondamentale nello sviluppo di nuovi farmaci, è stato lanciato dagli scienziati dell'Università di Bath del Regno Unito attraverso la loro società spin-out, BLOC Labs.

Lo strumento, lanciato questa settimana, aiuterà i ricercatori a identificare le molecole proteiche più promettenti per lo sviluppo di farmaci. Ha il potenziale per svolgere un ruolo importante nella creazione di anticorpi monoclonali (mAb). Il mercato di questi anticorpi terapeutici vale oltre 70 miliardi di sterline.

Gli anticorpi monoclonali sono un tipo di proteina derivata da anticorpi naturali e quindi raffinati e prodotti in serie in laboratorio. Stanno trasformando costantemente il modo in cui trattiamo e preveniamo le malattie, dal cancro e dalle condizioni che colpiscono il sistema immunitario alle infezioni virali. La pandemia di coronavirus ha suscitato particolare interesse per gli mAbs, poiché un certo numero di candidati proteici stanno mostrando grandi promesse come terapie per il trattamento di COVID-19, e sono attualmente in fase di sperimentazione sugli esseri umani.

La stabilità è fondamentale

Solo gli mAb noti per essere stabili (ovvero, non si decompongono facilmente né si aggregano formando composti tossici) sono adatti allo sviluppo, e trovare un candidato stabile aumenta enormemente il costo e il tempo per trovare nuovi farmaci.

Fino ad ora, il processo di determinazione della stabilità delle proteine ​​è stato un grosso problema per le aziende farmaceutiche, con i ricercatori che testano vaste librerie di molecole nella loro ricerca di proteine ​​con proprietà medicinali. Però, lo strumento sviluppato a Bath, chiamato Quantitative Understanding of Bio-molecular Edge-Shift (QUBES), è in grado di prevedere la stabilità delle proteine ​​con sorprendente velocità e precisione.

Dr. Chris Pudney del Dipartimento di Biologia e Biochimica dell'Università e sviluppatore di QUBES, ha dichiarato:"Siamo davvero entusiasti del potenziale di QUBES perché può essere utilizzato immediatamente nell'industria biofarmaceutica nell'assicurazione della qualità, formulazione e sviluppo”.

Ha aggiunto:"Le proteine ​​sono notoriamente instabili per una buona ragione:il corpo vuole riciclarle costantemente. Ma con un prodotto terapeutico, hai bisogno di stabilità:se una proteina si scompone e si aggrega, diventa tossico. Trovare proteine ​​stabili è estremamente costoso per le aziende farmaceutiche, ma usare il nostro strumento per trovare la migliore molecola possibile ridurrà enormemente i tempi e i costi di sviluppo".

Impronte digitali Qubes

QUBES funziona consentendo ai ricercatori di "improntare" con precisione la struttura di una proteina e di prevedere la stabilità in quasi tutte le condizioni di concentrazione o formulazione. La tecnica utilizza la fluorescenza per mappare la struttura proteica e quindi applica un algoritmo matematico, in base alla posizione e al tipo degli atomi della proteina, calcolare la stabilità. Grazie a una suite di software online, anch'essa sviluppata a Bath, i laboratori possono interpretare i propri dati fluorescenti da qualsiasi parte del mondo, utilizzando apparecchiature trovate nella maggior parte dei laboratori di biochimica senza modifiche.

Elaborando la tecnica del fingerprinting, Il dottor Pudney ha detto:"Le proteine ​​contengono triptofano, un amminoacido che emette luce fluorescente. Ogni molecola proteica ha una firma fluorescente unica, e QUBES sfrutta questo fenomeno ottico, applicare tecniche matematiche per analizzare e interpretare la fluorescenza.

"La suite di software prende questo lavoro accademico e lo rende incredibilmente facile da usare per le persone. Puoi eseguirlo su qualsiasi macchina, anche sul tuo telefono cellulare. È ultra-rapido e ultra-facile, e offre un livello di sicurezza incredibilmente elevato, infatti, abbiamo un grado di sicurezza normalmente riservato al settore dei servizi finanziari."

Ciò che distingue QUBES dai suoi concorrenti è la qualità delle sue letture e la sua estrema flessibilità. Il Dr. Pudney spiega:"Non solo il nostro approccio è più veloce, più preciso e più sensibile di qualsiasi altra cosa sul mercato, ma può anche prevedere la stabilità a qualsiasi concentrazione e in qualsiasi formulazione, a differenza di altri strumenti sul mercato, che richiedono determinate condizioni."

Il team del Dr. Pudney ha recentemente condotto uno studio di convalida della tecnologia QUBES con il National Physical Laboratory (NPL) nell'ambito dello schema "Measurement for Recovery Scheme" sostenuto dal governo, che fornisce la convalida indipendente della tecnologia da parte della principale struttura analitica del paese.

Dottor Alex Jones, che ha condotto lo studio presso NPL, ha dichiarato:"Abbiamo testato l'approccio QUBES utilizzando una gamma di metodologie analitiche e abbiamo scoperto che tiene traccia dei sottili cambiamenti nella struttura e nella stabilità delle proteine ​​con una notevole sensibilità rispetto alle metodologie consolidate. L'approccio è veloce e semplice da implementare".

La ricerca è pubblicata su Giornale biochimico e il software QUBES è disponibile per la prova commerciale tramite BLOC Laboratories Ltd:www.bloclaboratories.com .