3D-принтер, який використовує молекули синтетичної ДНК, дозволяє швидко "друкувати" лікарські препарати
Синтез нових лікарських препаратів, що проводяться навіть у лабораторіях з найсучаснішим обладнанням, є заняттям досить трудомістким і призводить часто до результатів, що разюче відрізняються від потрібних. Для вирішення цієї проблеми була створена нова система Parabon Essemblix Drug Development Platform, яка є комбінацією спеціалізованого програмного забезпечення автоматизованого проектування (CAD) inS?quio з технологією виробництва на нанорівні. Така комбінація забезпечує виробництво складних молекулярних сполук, в яких кожен атом стоїть строго на заданому місці.
"Те, що в корені відрізняє нашу технологію від інших подібних технологій - це здатність швидко і точно спроектувати склад будь-якого лікарського препарату і бути при цьому повністю впевненим у тому, що кожен атом перебуває в строго визначеному місці виготовляється молекули" - розповідає Стівен Арментрут (Steven Armentrout), один з провідних дослідників в офіційному прес-релізі Національного наукового фонду.
Програмне забезпечення inS?quio дозволяє вченим проектувати молекули складних сполук, використовуючи бібліотеку готових функціональних компонентів, в яку можна заносити і нові компоненти власної розробки. Після оптимізації та попередньої обробки проекту, хмарна суперкомпьютерная платформа Parabon Computation Grid розробляє послідовність молекули синтетичної ДНК, використовуючи яку в спеціальному тривимірному принтері можна "зібрати" спроектовану молекулу.
Працюючи з новою системою і проектуючи склади нових лікарських препаратів, вчені застосовують накопичені людьми знання про роботу клітинних рецепторів і використовують відомі "біологічні шляхи рішення тих або інших проблем. Потім, з допомогою базових хімічних принципів і реакцій досліджується всі "простір" можливих варіантів рішень. З цього випливає, що процес розробки лікарського препарату став суворо визначеним і методичним, що, стверджують дослідники, робить таку технологію унікальною для фармацевтичної промисловості, та й не тільки.
Використовуючи синтетичні ДНК із заданою послідовністю, дослідникам вдалося синтезувати трильйони ідентичних молекул і отримати розчини лікарських препаратів з концентрацією, достатньої для проведення подальших дослідів і випробувань. І робиться це все протягом тижнів, а іноді і днів часу, в терміни, які просто недосяжні при використанні традиційних дослідницьких методів.
Очікується, що використання системи Parabon дозволить значно прискорити розробку лікарських препаратів і синтетичних вакцин, призначених для боротьби з різними видами захворювань та виготовлених індивідуально, з урахуванням інформації геному кожної конкретної людини. Крім медицини і фармацевтики така технологія виготовлення складних хімічних сполук може використовуватися і в інших областях, наприклад, для виготовлення органічних логічних елементів, молекулярних нанодатчиков та інших компонентів біоелектроніки.