Molekul sintetis membuka jalan bagi obat baru dan perusahaan baru

Sebuah ilustrasi menunjukkan bagaimana molekul peptida yang dibuat khusus (ditunjukkan dalam warna merah muda dan ungu) dapat menyelinap melalui membran sel. (Gambar oleh Ian C. Haydon / Institut Desain Protein UW)

Para peneliti di University of Washington telah menemukan cara membuat molekul peptida yang dapat menyelinap melalui membran untuk memasuki sel — dan mereka juga telah menciptakan sebuah perusahaan untuk memanfaatkan penemuan itu untuk pengembangan obat.

Temuan yang dipublikasikan hari ini di jurnal Cell, pada akhirnya dapat mengarah pada jenis obat oral baru untuk gangguan kesehatan mulai dari COVID-19 hingga kanker.

“Kemampuan baru untuk merancang peptida permeabel membran dengan akurasi struktural tinggi ini membuka pintu ke kelas obat baru yang menggabungkan keunggulan obat molekul kecil tradisional dan terapi protein yang lebih besar,” penulis studi senior David Baker, seorang ahli biokimia di Universitas dari Washington School of Medicine, mengatakan dalam rilis berita.

Obat bermolekul kecil – misalnya aspirin – cukup kecil untuk menyelinap melalui membran sel untuk melakukan tugasnya. Terapi protein – misalnya, antibodi monoklonal – dapat menargetkan penyakit yang lebih serius, tetapi molekul protein biasanya terlalu besar untuk menembus dinding sel berbasis lipid.

Obat peptida dibuat dari bahan penyusun yang sama dengan protein, dan menawarkan banyak keuntungan dari obat berbasis protein. Mereka dapat mengikat target protein dalam tubuh lebih tepat daripada obat molekul kecil, menjanjikan lebih sedikit efek samping.

“Kita tahu bahwa peptida dapat menjadi obat yang sangat baik, tetapi masalah besar adalah bahwa mereka tidak masuk ke dalam sel,” kata pemimpin penulis studi Gaurav Bhardwaj, asisten profesor kimia obat di UW School of Pharmacy. “Ada banyak target obat hebat di dalam sel kita, dan jika kita bisa masuk ke sana, ruang itu terbuka.”

Eksperimen yang baru dilaporkan menggunakan beberapa teknik desain molekuler untuk membuat jenis molekul peptida yang dapat masuk ke dalam sel dengan lebih mudah.

Sebagian besar peptida memiliki fitur kimia yang menyebabkan mereka melekat pada molekul air alih-alih menyelinap melalui membran lipid sel. Pertama, para peneliti membuat peptida sintetis yang cenderung tidak berinteraksi dengan air. Mereka juga merancang peptida yang dapat berubah bentuk saat bergerak melalui membran.

Lebih dari 180 molekul peptida yang dibuat khusus diuji pada membran buatan di laboratorium. Para peneliti menemukan bahwa sebagian besar peptida mereka dapat melewati lipid. Tes laboratorium lebih lanjut, menggunakan sel epitel usus, meyakinkan para ilmuwan UW bahwa beberapa molekul dapat melompat dari perut langsung ke aliran darah.

Masih lebih banyak penelitian, yang dilakukan pada tikus dan tikus, menunjukkan bahwa beberapa peptida dapat secara efisien keluar dari usus, melintasi beberapa membran dan memasuki sel hidup. Peptida semacam itu secara teoritis dapat diubah menjadi obat oral. “Molekul-molekul ini menjanjikan titik awal untuk obat masa depan. Laboratorium saya sekarang bekerja untuk mengubahnya menjadi antibiotik, antivirus, dan perawatan kanker, ”kata Bhardwaj.

Bhardwaj mengatakan obat berbasis peptida dapat mengatasi tantangan yang ditimbulkan oleh resistensi antibiotik – dan juga menawarkan strategi baru untuk melawan COVID-19.

“Salah satu target obat yang paling jelas terletak di dalam sel yang terinfeksi,” katanya. “Jika kita bisa mematikan enzim itu, itu akan mencegah virus membuat lebih banyak salinan dirinya sendiri.”

Bhardwaj, Baker dan ahli biokimia UW Patrick Salveson – yang semuanya terkait dengan Institut Desain Protein UW Medicine – telah mendirikan perusahaan biotek baru bernama Vilya dengan Arch Venture Partners untuk melisensikan platform dan molekul yang dijelaskan dalam makalah Cell. (Untuk apa nilainya, Vilya adalah cincin kekuatan Peri yang dikenakan oleh Elrond dalam kisah “Lord of the Rings” JRR Tolkien.)

Vilya mengambil tempatnya di tengah serangkaian perusahaan yang dibuat oleh para peneliti di Institute for Protein Design — susunan yang juga mencakup A-Alpha Bio, Arzeda, Cyrus Biotechnology, Icosavax, Lyell Immunopharma, Monod Bio, Mopad Biologics, Neoleukin Therapeutics, Outpace Bio (berputar dari Lyell), PvP Biologics (diakuisisi oleh Takeda Pharmaceuticals) dan Sana Biotechnology.

Bhardwaj dan Baker adalah di antara 26 penulis makalah yang diterbitkan oleh Cell, berjudul “Desain De Novo yang Akurat untuk Makrosiklus Melintasi Membran”, Salveson diakui sebagai kontributor diskusi.

Penelitian ini didukung oleh The Audacious Project; Gates Ventures; Eric dan Wendy Schmidt dengan rekomendasi dari Schmidt Futures; Institut Penghalang Nordstrom untuk Dana Direktur Desain Protein; Dana Penerjemahan Wu Tsai; Yayasan Bill dan Melinda Gates; Farmasi Takeda; Institut Medis Howard Hughes; Pendanaan Tambahan Negara Bagian Washington; Departemen Pertahanan; Yayasan Simons; Badan Pengurangan Ancaman Pertahanan; Institut Kesehatan Nasional; dan Washington Research Foundation.

Leave a Comment