دانشمندان متدی ابداع کرده‌اند که توسط آن می‌توانند هزاران پروتئین دلخواه مختلف، کوچک و پایدار جهت اهداف درمانی، طراحی و تولید کنند.
حفاظت در برابر بیماری‌های عفونی نظیر تب و تولید پادزهرهایی برای سم‌های عصبی، دو هدف تحقیقی از این رویکرد هستند. این متد سریعا صدها داروی مناسب جدید را تولید می‌کند.
این پروتئینهای طراحی‌شده توسط کامپیوتر، که قبلا در طبیعت وجود نداشتند، پایداری و سرعت زیستی داروهای مولکولی کوچک را با ویژگی و توانایی مواد بیولوژیکی بزرگتر ترکیب می‌کنند.
David Baker، سردبیر پروژه‌ی تحقیاتی می‌گوید:” این باندهای پروتئینی کوچک، پتانسیل تبدیل‌شدن به انواعی از مواد که داروهای کوچک مولکول را به مواد بیولوژیک مرتبط می‌کنند را دارند. نظیر آنتی‌بادی‌های مولکولی که می‌توانند طوری طراحی شوند که با دقت بالایی به مولکول هدف خود متصل شوند و در عین‌حال پایدارتر بوده و تولید و کنترل آن‌ها آسان‌تر است.
مقاله مرتبط:توقف تکثیر آنفولانزا با استفاده از پروتئین Designer
باکر، پروفسور بیوشیمی دانشگاه Washington School Of Medicine و مدیر موسسه‌ی طراحی پروتئین و نیز محقق موسسه‌ی پزشکی Howard Hughes است.
باکر و همکارانش، یافته‌های خودرا در مجله‌ی Nature چاپ کردند.
این روش ازنرم‌افزاری کامپیوتری بنام Rosseta که توسط باکر و همکارانش طراحی شده‌است، استفاده می‌کند. آن‌ها صدها پروتئین کوچک با طول تقریبی ۴۰ آمینواسید را طراحی کردند که طبق پیش‌بینی نرم‌افزار Rosseta محکم به مولکول‌های هدف خود اتصال می‌یابند. این پروتئین‌ها، به‌دلیل اندازه‌ی کوچکشان کاملا پایدار هستند. آن‌ها می‌توانند بدون نیاز به یخچال و خنک‌سازی، ذخیره شوند. همچنین آسان‌تر از داروهای حاوی پروتئینهای بزرگتر قابل کنترل هستند. مثل آنتی‌بادی‌های تک‌تاگی.
در گذشته، داروهای پروتئین گیرنده، به مدت کوتاهی، ورژن‌هایی از پروتئینهای طبیعی را به عنوان نمونه‌ی آزمایشی، طراحی کردند. اگرچه،به طور قابل‌توجهی از آنتی‌بادی‌های تک‌تاگی بهتر بودند.
از آنجایی که این گیرنده‌های پروتئینی کوچک، نسخه‌ی اولیه هستند، می‌توانند جهت اتصال محکم‌تر به مولکول‌های هدف خود، اصلاح و بهسازی شوند.
در این تحقیق، محققان به‌دنبال طراحی دو دسته از این پروتئین‌ها هستند: گروهی که ویروس آنفولانزا را از نفوذ به سلول‌ها بازمی‌دارد و گروهی دیگر که به سم عصبی کشنده‌ای بنام بوتولیسم متصل شده و آن را خنثی می‌کنند.
طراحی کامپیوتری، توالی آمینواسیدی صدها پروتئین کوچک را که آنفولانزا و بوتولیوم را مورد هدف قرار می‌دهند، شناسایی کرده‌است. محققان، تکه‌های کوچکی از DNA را که هرکدام از این پروتئین‌ها را کد می‌کنند، تولید کرده و این پروتئین‌ها را در سلولهای مخمر پرورش دادند. سپس بررسی کردند که با چه استحکامی به سلولهای هدف خود که ویروس آنفولانزای هماگلوتینین H1 و باکتری بوتولیوم نوروتوکسین B بودند، متصل میشوند.
روی‌هم رفته، این متد، به محققان امکان طراحی و بررسی ۲۲.۶۶۰ پروتئین را تنها ظرف مدت مدت چند ماه فراهم کرد. بیش‌از دویست مورد از این پروتئین‌ها، به طور محکم به سلولهای هدف خود اتصال یافتند.
بررسی های متعدد نشان داد که پروتئینهای ضدآنفولانزا، ویروس‌ها را در سلول‌ها خنثی می‌کند در حالیکه پروتئینهای طراحی‌شده‌ی دیگر، از ورود توکسین بوتولیوم به درون سلولهای مغزی جلوگیری می‌کند.
نوعی اسپری بینی حاوی این پروتئینهای طراحی‌شده، اگر قبل از مواجهه و یا حتی ۷۲ ساعت پس از مواجهه با ویروس آنفولانزا مورد استفاده قرارگیرد، دهان را به طور کامل از آنفولانزا محافظت می‌کند. محققان نتیجه گرفته‌اند که، محافظتی که این روش درمانی ایجاد می‌کند، معادل نتیجه‌ای است که در درمان و محافظت با استفاده از آنتی‌بادی‌ها می‌بینیم و یا حتی بهتر از آن.
مقاله مرتبط:ظهور روشی جدید برای تولید آنتی‌بادی‌ها
بررسی زیرمجموعه‌ی این پروتئین‌ها نشان می‌دهد که این پروتئین‌ها کاملا پایدار بوده و برخلاف آنتی‌بادی‌ها، در دمای بالا غیرفعال نمی‌شوند. همچنین کمتر تحریک شده و پاسخ ایمنی ایجاد نمی‌کنند. مشکلی که داروهای حاوی پروتئینهای کوچک ایجاد می‌کنند.
