ИИ-разработка «интрабоди» открывает новые возможности для лечения Альцгеймера и Паркинсона

Исследователи из Университета Эссекса разработали микроскопические «лекарства», которые могут открыть новые подходы к лечению нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (БАС).

Ученые использовали искусственный интеллект для создания сверхмалых фрагментов антител, которые можно производить непосредственно внутри человеческих клеток. Попадая внутрь, эти фрагменты могут связываться с белками, ассоциированными с заболеваниями. Обычные антитела, как правило, функционируют вне клеток. Новые фрагменты, названные интрабоди, были сконструированы так, чтобы оставаться стабильными внутри клеток, что позволяет им воздействовать на белки, участвующие в развитии нейродегенеративных патологий.

Исследование, финансируемое Ассоциацией по борьбе с БАС, возглавили доктор Кейтлин О’Ши и доктор Гарет Райт из Школы биологических наук. Команда обнаружила, что электрический заряд является ключевым фактором, определяющим, могут ли фрагменты антител оставаться стабильными и функциональными внутри клеток. Используя это понимание в сочетании с перепроектированием белков на основе ИИ, исследователи преобразовали 672 различных антитела в интрабоди, способные воздействовать на важные белки, связанные с заболеваниями.

Это достижение может дать ученым новые способы изучения и потенциального лечения нейродегенеративных заболеваний, воздействуя непосредственно на живые клетки, где начинаются многие биологические процессы, связанные с этими состояниями. После публикации исследования в журнале Nature Communications перепроектированные молекулы будут бесплатно доступны другим ученым.

Ведущий автор доктор О’Ши, специализирующаяся на БАС и болезни Паркинсона, пояснила: «Мы изучили свойства миллионов антител и сравнили их с человеческими белками, находящимися внутри клетки. Из этого мы выяснили, что антитела обычно имеют неправильный заряд, чтобы существовать внутри клеток, не слипаясь. Мы использовали программное обеспечение, разработанное лауреатом Нобелевской премии Дэвидом Бейкером и его группой, чтобы перепроектировать наши фрагменты антител, чтобы они имели правильный заряд и были сверхстабильными».

Исследователи полагают, что эти результаты могут позволить ученым найти новое применение миллионам антител, разработанных за десятилетия биомедицинских исследований. Вместо того чтобы начинать с нуля, существующие антитела могут быть адаптированы для использования в качестве мощных лабораторных инструментов и, потенциально, в качестве основы для будущих методов лечения, нацеленных на белки, вызывающие заболевания.

Доктор Райт, руководивший исследованием, отметил, что этот подход может иметь серьезные последствия для болезней, поражающих десятки миллионов людей во всем мире. «Мы создали внутриклеточные антитела, которые связываются с белками, вызывающими нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, Паркинсона, Хантингтона и болезнь двигательных нейронов. Эти заболевания могут привести к когнитивным нарушениям, забывчивости, потере мышечного контроля и смерти. Только в Великобритании ими страдают более миллиона человек, так что это серьезная проблема общественного здравоохранения. Лекарств от этих болезней нет, и поиск молекул, взаимодействующих с вызывающими их белками в их естественной среде, является серьезной проблемой в процессе открытия лекарств».

В Ассоциации по борьбе с БАС приветствовали результаты и подчеркнули их потенциальную важность для будущих методов лечения. Главный научный сотрудник благотворительной организации доктор Брайан Дики заявил: «Доктор Райт и его коллеги добились значительного прогресса в преодолении одной из ключевых проблем, препятствовавших разработке антител в качестве методов лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как БАС. Их результаты дают оптимизм, что сочетание этой новой науки об "интрабоди" с появляющимися методами генной терапии может привести к новым терапевтическим стратегиям, способным поражать конкретные молекулярные мишени внутри нейронов».