طوّر باحثون من المعهد الهندي للتكنولوجيا في كانبور (IIT Kanpur) بالتعاون مع مختبر البروفيسور ديفيد بيكر الحائز على جائزة نوبل من جامعة واشنطن بروتينات صغيرة قادرة على حجب مستقبلات GPCRs.
تلعب هذه المستقبلات، الموجودة على سطح الخلايا، دورًا رئيسيًا في نقل الإشارات وتُعد أهدافًا للعديد من الأدوية الحديثة. ويتطلب البحث التقليدي عن جزيئات لها اختبار ملايين المركبات في المختبر، وهي عملية طويلة ومكلفة.
يستخدم النهج الجديد الذكاء الاصطناعي لتصميم بروتينات صغيرة من المرجح أن ترتبط بمستقبلات GPCRs محددة. ثم يتم اختبار المرشحين الأكثر واعدة فقط في الظروف المختبرية. وهذا يقلل بشكل كبير من الوقت والتكاليف في المراحل المبكرة من اكتشاف الأدوية.
نُشرت الدراسة بعنوان «De novo design of miniproteins targeting GPCRs» في مجلة Nature. وأنشأ الفريق بروتينات صغيرة لمستقبلات CXCR4 وCCR5، التي تُدرس كأهداف محتملة في السرطان وعدوى فيروس نقص المناعة البشرية.
في IIT Kanpur، استُخدم المجهر الإلكتروني المبرد لتصور كيفية ارتباط أحد البروتينات الصغيرة بـ CXCR4 وتأثيره على وظيفته. وأكد هذا دقة التصميم الحاسوبي.
قاد العمل مختبر البروفيسور بيكر، الحائز على جائزة نوبل في الكيمياء عام 2024. وقدم البروفيسور أرون ك. شوكلا من IIT Kanpur مساهمة رئيسية مع فريقه: الدكتور رامانوج بانيرجي، ومانيشانكار غانغولي، وأنو دالال، وسودها ميشرا، وشاتشي سينها. ودعم البحث كل من Anusandhan National Research Foundation وDepartment of Biotechnology وLady Tata Memorial Trust.
على الرغم من أن هذه البروتينات الصغيرة لم تصبح أدوية بعد، وأن سنوات من التجارب ما زالت أمامها، فإن الطريقة تُظهر القيمة العملية للذكاء الاصطناعي في تصميم البروتينات. كيف سيؤثر هذا الأسلوب على تطوير الأدوية للأهداف المعقدة؟
