Computere hjælper kemikere til at finde en effektiv kur mod HIV

Kampen mod AIDS kan ikke vindes i laboratoriet alene. For at bekæmpe den potentielt dødelige virus, som 34 mio. mennesker lider af, har forskerne brug for computernes hjælp. Ny forskning fra SDU viser, hvor meget hurtigere, forskningen går, når computeren hjælper til.

Effektiv behandling af HIV er et kapløb mod tiden: Mange af de stoffer, der har været effektive til at dræbe HIV virus, virker ikke længere, fordi virusset er blevet resistent over for dem. Derfor er forskerne tvunget til hele tiden at udvikle nye lægemidler, der kan angribe HIV-virus på nye måder.

Nu præsenterer forskere fra SDU en metode til at fremskynde dette vigtige udviklingsarbejde med flere hundrede pct. Det tager nu ikke år, men måneder eller endda kun uger at finde nye kemiske forbindelser, der har potentiale til at blive ny hiv-medicin.

Som at finde en nål i en høstak

At finde egnede forbindelser, som specifikt kan hæmme HIV-virus, er afgørende for AIDS-forskningen, forklarer postdoc Vasantanathan Poongavanam fra Institut for Fysik, Kemi og Farmaci, SDU:

"HIV er et retrovirus, der indeholder enzymer, som gør det i stand til at kopiere sig selv ved hjælp af værtens genetiske materiale. Hvis man kan blokere disse enzymers evne til at kopiere sig selv, kan virusset ikke formere sig."

Kemikere i et laboratorium kan syntetisere et næsten uendeligt antal forskellige stoffer. Nogle af dem kan vise sig at hæmme HIV-virussets formeringsevne, men at finde dem er som at finde en nål i en høstak.

"Med de teknikker, der anvendes i dag, kan det tage år at gennemføre en screening af mulige forbindelser. Det kræver enorme mængder af tid og ressourcer at gå gennem disse millioner og atter millioner af potentielt interessante forbindelser.

Desuden tager det tid at udvikle en effektiv forbindelse til også at være et sikkert farmaceutisk middel, der kan komme på markedet.

"I dag tager det næsten 14 år fra man finder en lægemiddelkandidat i laboratoriet til den kommer på markedet. Alt, hvad der kan forkorte den tid, er en væsentlig forbedring," siger Vasanthanathan Poongavanam.

Computeren finder de vigtige kemiske forbindelser

Indtil nu har forskerne været hæmmet af langsomme computere og unøjagtige modeller, når de har sat computere til at identificere kemiske forbindelser, der kan bruges i et effektivt middel mod HIV. Men nu har SDU-forskerne formået at udvikle en effektiv model, og det sker samtidig med, at betydeligt mere kraftfulde computere er blevet tilgængelige.

"Vores arbejde viser, at computer-baserede analyser er en ekstremt hurtig, præcis og lovende metode, når det gælder om at udvikle ny medicin," siger Vasanthanathan Poongavanam.

Med den nye metode, som er baseret på kvantemekanik og molekylærmekanik, har Vasanthanathan Poongavanam og hans kollega, Jacob Kongsted, screenet en halv million forbindelser og fundet 25, der er interessante at undersøge nærmere. Disse 25 er blevet testet i et almindeligt laboratorie-eksperiment, og 14 af dem viste sig at være i stand til at hæmme HIV-virussets evne til at formere sig.

"Det tog os kun et par uger til at finde disse 14 meget interessante forbindelser - før ville det have taget år," forklarer Vasanthanathan Poongavanam.

De 14 forbindelser er nu blevet overtaget af et hold italienske forskere, der fortsætter arbejdet med dem på University of Cagliari. Det næste trin er at udføre avancerede eksperimenter med disse forbindelser. Hvis resultaterne er positive, kan forbindelserne ende på markedet som et lægemiddel mod HIV.

Illustration: HIV virus (store lilla kugler) trænger ind i en værtscelle. Når de er brudt igennem, afleverer de deres last af viralt RNA (lilla aflang kapsellignende beholder). Beholderen indeholder også enzymer, som er nødvendige for, at virusset kan kopiere sig selv, og det er disse enzymer, som skal hæmmes, så virus ikke længere kan kopiere sig selv.

Beskrivelsen af den nye metode er offentliggjort i tidsskriftet Integrative Biology og Plos One.

Ref: Binding free energy based structural dynamics analysis of HIV-1 RT RNase H-inhibitor complexes. Vasanthanathan Poongavanam, Jógvan Haugaard Magnus Olsen, Jacob Kongsted. DOI: 10.1039 / C4IB00111G.

Inhibitor Ranking Through QM based Chelation Calculations for Virtual Screening of HIV-1 RNase H inhibition, Vasanthanathan Poongavanam, Casper Steinmann, Jacob Kongsted, PLoS ONE 9(6): e98659. doi:10.1371/journal.pone.0098659

Kontakt Postdoc Vasanthanathan Poongavanam, nathan@sdu.dk. Tlf: 6550 2570. Mobil 2337 7705.

Læs også

Derfor er listeria så svær at få has på
Gennembrud for fremtidens medicin: Medicin i sprayform rykker
Proteinforskere er på sporet af skizofreniens gåde
Nu forstår vi bedre Parkinsons sygdom

 

Vi samler statistik ved hjælp af cookies for at forbedre brugeroplevelsen. Læs mere om cookies

Acceptér cookies