Oamenii de ştiinţă au dezvoltat în premieră o tehnologie de editare cu un singur atom, care maximizează eficacitatea medicamentelor.
Multe medicamente au structuri chimice complexe, dar eficacitatea lor este adesea determinată de un singur atom cheie.
Atomi precum oxigenul şi azotul joacă un rol central în intensificarea efectelor farmacologice ale acestor medicamente, în special împotriva virusurilor.
Acest fenomen, în care introducerea unor atomi specifici într-o moleculă de medicament îi afectează în mod semnificativ eficacitatea, este cunoscut sub numele de „efectul unui singur atom”.
În dezvoltarea de medicamente de vârf, descoperirea atomilor care maximizează eficacitatea medicamentelor este esenţială.
Acum, cercetătorii de la Institutul avansat de ştiinţă şi tehnologie din Coreea (KAIST) au devenit primii din lume care au dezvoltat cu succes o tehnologie de editare a unui singur atom, care maximizează eficacitatea medicamentelor.
Pentru pionierii dezvoltării medicamentelor, noua tehnologie, care permite editarea uşoară şi rapidă a atomilor cheie responsabili pentru eficacitatea medicamentelor, este considerată una fundamentală şi „de vis”, revoluţionând procesul de descoperire a potenţialilor candidaţi la medicamente.
Grupul KAIST a anunţat într-un comunicat că a dezvoltat cu succes o tehnologie care permite editarea şi corectarea uşoară a atomilor de oxigen din compuşii furanici în atomi de azot, transformându-i direct într-o structură de lucru, piroli, utilizaţi pe scară largă în produsele farmaceutice.
Eevaluarea efectului de atom unic a necesitat în mod tradiţional procese de sinteză în mai multe etape, costisitoare, deoarece a fost dificil să se editeze selectiv atomi unici în cadrul structurilor inelare stabile care conţin oxigen sau azot.
Echipa KAIST a depăşit această provocare prin introducerea unui fotocatalizator care utilizează energia luminii.
Cercetătorii au dezvoltat acest fotocatalizator pentru a acţiona ca o „foarfecă moleculară”, tăind şi ataşând liber inele cu cinci membri, permiţând editarea unui singur atom la temperatura camerei şi la presiune atmosferică.
Echipa a descoperit un nou mecanism de reacţie în care foarfeca moleculară elimină oxigenul din furan prin oxidare cu un singur electron şi apoi adaugă secvenţial un atom de azot.
Donghyeon Kim şi Jaehyun You, primii autori ai studiului şi candidaţi la programul integrat de masterat şi doctorat din cadrul Departamentului de Chimie al KAIST, au explicat că această tehnică oferă o versatilitate ridicată prin utilizarea energiei luminoase pentru a înlocui condiţiile dificile.
Ei au mai precizat că tehnologia permite editarea selectivă, chiar şi atunci când este aplicată produselor naturale sau farmaceutice complexe.
„Această descoperire, care permite editarea selectivă a structurilor inelare organice cu cinci membri, va deschide noi uşi pentru construirea bibliotecilor de candidaţi la medicamente, o provocare-cheie în domeniul farmaceutic”, a remarcat profesorul Yoonsu Park, care a condus cercetarea.
Echipa speră că această tehnologie fundamentală, în premieră, va fi utilizată pentru a revoluţiona procesul de dezvoltare a medicamentelor.
Importanţa acestei cercetări a fost evidenţiată în secţiunea Perspective a revistei ştiinţifice Science, o rubrică în care un om de ştiinţă eminent, din afara grupului de proiect, comentează o cercetare de impact.
