Έλληνες ερευνητές ανακάλυψαν νέα μόρια που μπορούν να αξιοποιηθούν στη θεραπεία χρόνιων ασθενειών

Έλληνες ερευνητές, με επικεφαλής επιστήμονες του Ερευνητικού Κέντρου Βιοϊατρικών Επιστημών "Αλέξανδρος Φλέμιγκ", ανακάλυψαν δύο χημικές ενώσεις (μικρά μόρια) που έχουν διπλή δράση αναστολής των TNF και RANKL,  δύο πρωτεϊνών που είναι κύριοι στόχοι για τη θεραπεία χρόνιων φλεγμονωδών ασθενειών. Σύμφωνα με πρόσφατη επιστημονική δημοσίευση στην επιθεώρηση PLOS Computational Biology, οι ερευνητές επέλεξαν τα δύο αυτά μόρια, αναπτύσσοντας μια νέα προσέγγιση εικονικού βιολογικού ελέγχου των φαρμάκων, ο οποίος μπορεί να επιταχύνει την ανακάλυψη και την ανάπτυξη νέων θεραπειών. 

Και τα δύο μόρια, γνωστά ως Τ23 και Τ8, αναστέλλουν τη λειτουργία μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται Παράγοντας Νέκρωσης Όγκων (Tumor Necrosis Factor - TNF), η οποία σχετίζεται με την ανάπτυξη φλεγμονής σε ασθένειες όπως η ρευματοειδής αρθρίτιδα, η νόσος του Crohn, η ψωρίαση, η σκλήρυνση κατά πλάκας και πολλές άλλες. Τα φάρμακα που αναστέλλουν τη λειτουργία του TNF θεωρούνται ως ο αποτελεσματικότερος τρόπος καταπολέμησης αυτών των ασθενειών. Ωστόσο, δεν ανταποκρίνονται πάντα όλοι οι ασθενείς στις υπάρχουσες θεραπείες και η αποτελεσματικότητά τους μπορεί να μειωθεί κατά την εξέλιξη της ασθένειας.

Για να επιταχυνθεί η ανακάλυψη νέων αποτελεσματικότερων φαρμακευτικών μορίων που δρουν ως αναστολείς του TNF, η Δρ. Γεωργία Μελαγράκη (ΕΚΕΒΕ Φλέμιγκ) και ερευνητές από την Ελλάδα και την Κύπρο ανέπτυξαν νέους αλγόριθμους και υπολογιστικά μοντέλα ώστε να δημιουργήσουν μια καινοτόμα και αξιόπιστη υπολογιστική πλατφόρμα εικονικού βιολογικού ελέγχου φαρμάκων. Η υπολογιστική αυτή πλατφόρμα περιλαμβάνει κωδικοποιημένη πληροφορία για τις μοριακές ιδιότητες, όπως αυτές έχουν παρουσιασθεί για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία από την ομάδα του Καθ. Γιώργου Κόλλια (Διευθυντής ΕΚΕΒΕ Φλέμινγκ), τόσο του TNF όσο και της πρωτεΐνης RANKL, η οποία εμπλέκεται επίσης σε χρόνιες φλεγμονώδεις νόσους.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν την πλατφόρμα  βασισμένοι σε ένα συνδυασμό προηγμένων υπολογιστικών εργαλείων χημειοπληροφορικής και βιοπληροφορικής και την χρησιμοποίησαν για τον εικονικό βιολογικό έλεγχο περίπου 15.000 μικρών μορίων με άγνωστη δραστικότητα προκειμένου να αξιολογηθεί η αλληλεπίδρασή τους με τις πρωτεΐνες TNF και RANKL. Συγκεκριμένα διερευνήθηκε, με τη βοήθεια υπολογιστικών προσομοιώσεων και μοντέλων πρόβλεψης, αν και πόσο τα προτεινόμενα μόρια θα μπορούσαν να παρεμποδίσουν τις αλληλεπιδράσεις πρωτεΐνης-πρωτεΐνης (Protein-Protein Interactions, PPIs) που οδηγούν στον τριμερισμό και την ενεργοποίηση αυτών των κρίσιμων παραγόντων.

"Αυτό το εικονικό πείραμα εντόπισε εννέα πολλά υποσχόμενα μόρια ανάμεσα σε χιλιάδες υποψήφια", ανέφερε ο Δρ. Αντρέας Αφαντίτης, κύριος ερευνητής της μελέτης από την εταιρεία NovaMechanics Ltd και συνεργαζομενος  ερευνητής στο ΕΚΕΒΕ "Αλέξανδρος Φλέμιγκ".

Για να αξιολογηθεί περαιτέρω η δραστικότητα των προτεινόμενων μορίων, ο Δρ. Βαγγέλης Ντούγκος και η ερευνητική ομάδα του ΕΚΕΒΕ Φλέμιγκ, μελέτησαν πώς τα εννέα μικρά μόρια αλληλεπιδρούν με τους παράγοντες TNF και RANKL σε εργαστηριακά πειράματα. Από τα εννέα μόρια, τα Τ23 και Τ8 εμφανίστηκαν ως ιδιαιτέρως ισχυροί αναστολείς του TNF. Και τα δύο μόρια συνδέονται με τον TNF και τον RANKL, παρεμποδίζοντας την αλληλεπίδρασή τους με άλλες πρωτεΐνες. Επιπλέον και τα δύο προτεινόμενα μόρια παρουσίασαν χαμηλή τοξικότητα.

Με επιπλέον έρευνα, τα προτεινόμενα μόρια T23 και T8 είναι δυνατόν να "βελτιστοποιηθούν περαιτέρω για να αναπτυχθούν βελτιωμένες θεραπείες για μια σειρά φλεγμονωδών, αυτοάνοσων και οστικών παθήσεων", σημειώνει ο Καθ. Γιώργος Κόλλιας. Αξίζει να σημειωθεί ότι η μέθοδος εικονικής σάρωσης  φαρμάκων  που προτείνεται θα μπορούσε να επιτρέψει την ανακάλυψη και άλλων αναστολέων του TNF και θα μπορούσε να τροποποιηθεί για την αναζήτηση νέων πιθανών θεραπειών και σε άλλες ασθένειες.

Η σχετική δημοσίευση στο PLOS Computational Biology (Melagraki G, Ntougkos E, Rinotas V, Papaneophytou C, Leonis G, Mavromoustakos T, Kontopidis G, Douni E, Afantitis A, Kollias G. "Cheminformatics-aided discovery of small-molecule Protein-Protein Interaction (PPI) dual inhibitors of Tumor Necrosis Factor (TNF) and Receptor Activator of NF-κB Ligand (RANKL)". PLoS Comput Biol. 2017 Apr 20; 13(4):e1005372. doi: 10.1371/journal.pcbi.1005372) έλαβε ευρεία δημοσιότητα σε διεθνή επιστημονικά μέσα ενημέρωσης, όπως στο Eureka Alert, στο Rheumatoid arthritis news και στο Multiple sclerosis news.

Σημειώνεται ότι το ΕΚΕΒΕ "Αλέξανδρος Φλέμιγκ" είναι ένα Ερευνητικό Κέντρο ΝΠΙΔ (1998) με αποστολή τη βασική, μεταφραστική και τεχνολογική έρευνα, την κατάρτιση και την καινοτομία στις βιοεπιστήμες. Πρόκειται για ένα κέντρο αριστείας που εστιάζει στις πλέον σημαντικές παγκοσμίως περιοχές αιχμής στις βιοϊατρικές επιστήμες και τη βιοτεχνολογία, με συνέπεια να παρουσιάζει κορυφαίες επιδόσεις μεταξύ των ομοειδών ερευνητικών φορέων στην Ελλάδα, επιτυγχάνοντας διεθνώς ανταγωνιστικά επίπεδα βασικών δεικτών ακαδημαϊκής και ερευνητικής αριστείας.