Onderzoekers van het Indian Institute of Technology Kanpur (IIT Kanpur) hebben samen met het laboratorium van Nobelprijswinnaar professor David Baker van de University of Washington miniproteïnen ontwikkeld die GPCR-receptoren kunnen blokkeren.
Deze receptoren, die zich op het celoppervlak bevinden, spelen een sleutelrol bij signaaloverdracht en dienen als doelwit voor veel moderne medicijnen. Het traditioneel zoeken naar moleculen voor hen vereist het testen van miljoenen verbindingen in het laboratorium - een langdurig en kostbaar proces.
De nieuwe aanpak maakt gebruik van kunstmatige intelligentie voor het ontwerpen van miniproteïnen die met grote waarschijnlijkheid binden aan specifieke GPCR's. Vervolgens worden alleen de meest veelbelovende kandidaten in laboratoriumomstandigheden getest. Dit verkort de tijd en kosten van de vroege fasen van medicijnontdekking aanzienlijk.
Het onderzoek, getiteld "De novo design of miniproteins targeting GPCRs", is gepubliceerd in het tijdschrift Nature. Het team creëerde miniproteïnen voor de receptoren CXCR4 en CCR5, die worden bestudeerd als potentiële doelwitten bij kanker en hiv-infecties.
Bij IIT Kanpur werd met behulp van cryo-elektronenmicroscopie gevisualiseerd hoe een van de miniproteïnen zich aan CXCR4 hecht en de werking ervan beïnvloedt. Dit bevestigde de nauwkeurigheid van het computerontwerp.
Het werk werd geleid door het laboratorium van professor Baker, Nobelprijswinnaar voor scheikunde in 2024. Een belangrijke bijdrage werd geleverd door professor Arun K. Shukla van IIT Kanpur samen met het team: dr. Ramanuj Banerjee, Manishankar Ganguly, Annu Dalal, Sudha Mishra en Shachi Sinha. Het onderzoek werd ondersteund door Anusandhan National Research Foundation, Department of Biotechnology en Lady Tata Memorial Trust.
Hoewel deze miniproteïnen nog geen medicijnen zijn en er jaren van tests voor de boeg liggen, toont de methode de praktische waarde van AI bij het ontwerpen van eiwitten. Hoe zal dit instrument de ontwikkeling van geneesmiddelen voor complexe doelwitten beïnvloeden?
