Watafiti wamegundua njia ya kuweza kutengeneza dawa zenye ufanisi kwa kuipa kiwanja mwelekeo sahihi wa 3D ambao ni muhimu kwa shughuli zake za kibiolojia.
Maendeleo katika huduma ya afya yanategemea kuelewa biolojia ya a ugonjwa, kuendeleza mbinu na madawa kwa ajili ya utambuzi sahihi na hatimaye, matibabu ya ugonjwa huo. Baada ya miongo mingi ya utafiti wanasayansi wamepata uelewa wa mifumo changamano ambayo inahusika na ugonjwa fulani ambao umesababisha uvumbuzi mwingi wa riwaya. Lakini bado kuna changamoto kadhaa ambazo tunakabiliana nazo linapokuja suala la kutafuta na kutengeneza dawa mpya ambayo inaweza kutoa njia mpya ya matibabu. Bado hatuna dawa au mbinu za kukabiliana na magonjwa mengi. Safari kutoka kwanza kugundua dawa inayoweza kutengenezwa na kuitengeneza sio tu ngumu, inayotumia wakati mwingi na ya gharama kubwa lakini wakati mwingine hata baada ya miaka ya masomo kuna matokeo duni na bidii yote huenda bure.
Kulingana na muundo muundo wa dawa sasa ni eneo linalowezekana ambalo mafanikio yamepatikana kwa dawa mpya. Hili limewezekana kwa sababu ya habari kubwa na inayoongezeka ya kijinomia, proteomic na kimuundo inayopatikana kwa wanadamu. Taarifa hii imewezesha kutambua shabaha mpya na kuchunguza mwingiliano kati ya madawa ya kulevya na malengo yao ya ugunduzi wa madawa ya kulevya. Fuwele za X-ray na bioinformatics zimewezesha habari nyingi za kimuundo madawa ya kulevya malengo. Licha ya maendeleo haya, changamoto kubwa katika ugunduzi wa dawa ni uwezo wa kudhibiti muundo wa chembe tatu (3D) wa molekuli - dawa zinazowezekana - kwa usahihi wa dakika. Vikwazo vile ni kizuizi kikubwa cha kugundua dawa mpya.
Katika utafiti uliochapishwa katika Sayansi, timu inayoongozwa na watafiti katika Kituo cha Wahitimu wa Chuo Kikuu cha Jiji la New York wamebuni njia ambayo inafanya uwezekano wa kubadilisha muundo wa 3D wa molekuli za kemikali haraka na kwa uhakika zaidi wakati wa mchakato wa ugunduzi wa dawa. Timu imejikita katika kazi ya mshindi wa Tuzo ya Noble Akira Suzuki, mwanakemia ambaye alibuni athari za uunganishaji mtambuka ambazo zilionyesha kuwa atomi mbili za kaboni zinaweza kuunganishwa kwa kutumia vichochezi vya palladium na akashinda Tuzo la Noble kwa kazi hii mahususi. Ugunduzi wake wa awali uliwawezesha watafiti kuunda na kuunganisha watahiniwa wapya wa dawa kwa haraka lakini ulipunguzwa tu kutengeneza molekuli bapa za 2D. Molekuli hizi za riwaya zimetumika kwa mafanikio kwa matumizi katika dawa au tasnia lakini mbinu ya Suzuki haikuweza kutumika kudhibiti muundo wa 3D wa molekuli wakati wa mchakato wa kubuni na ukuzaji wa dawa mpya.
Michanganyiko mingi ya kibaolojia inayotumiwa katika nyanja ya matibabu ni molekuli za chiral kumaanisha kuwa molekuli mbili ni picha za kioo za kila mmoja ingawa zinaweza kuwa na muundo sawa wa 2D - kama mkono wa kulia na wa kushoto. Molekuli kama hizo za kioo zitakuwa na athari tofauti za kibaolojia na majibu katika mwili. Picha moja ya kioo inaweza kuwa na manufaa kiafya wakati nyingine inaweza kuwa na athari mbaya. Mfano mkuu wa hili ni janga la thalidomide katika miaka ya 1950 na 1960 wakati dawa ya thalidomide ilipoagizwa kwa wanawake wajawazito kama dawa ya kutuliza kwa namna ya picha zake zote za kioo, picha moja ya kioo ilifaa lakini nyingine ilisababisha kasoro kubwa za kuzaliwa kwa watoto waliozaliwa. kwa wale wanawake ambao walitumia dawa zisizo sahihi. Hali hii inatoa umuhimu wa kudhibiti upatanishi wa atomi mahususi zinazounda muundo wa 3D wa molekuli. Ingawa athari za kuunganisha za Suzuki hutumiwa mara kwa mara katika ugunduzi wa dawa, pengo bado halijajazwa katika kudhibiti muundo wa 3D wa molekuli.
Utafiti huu ulilenga kufikia udhibiti ambao ungesaidia katika kuunda picha za kioo za molekuli. Watafiti walibuni mbinu ya kuelekeza kwa uangalifu molekuli ndani ya miundo yao ya 3D. Kwanza walitengeneza mbinu za takwimu zinazotabiri matokeo ya mchakato wa kemikali. Kisha mifano hii ilitumiwa kuendeleza hali zinazofaa ambazo muundo wa molekuli ya 3D inaweza kudhibitiwa. Wakati wa mmenyuko wa kuunganisha msalaba uliochochewa na paladiamu viungio tofauti vya fosfini huongezwa ambavyo vinaathiri jiometri ya mwisho ya 3D ya bidhaa inayounganisha mtambuka na kuelewa mchakato huu ulikuwa muhimu. Lengo kuu lilikuwa kuhifadhi mwelekeo wa 3D wa molekuli inayoanza au kuigeuza ili kutoa taswira yake ya kioo. Mbinu inapaswa 'kuchagua' ama kuhifadhi au kugeuza jiometri ya molekuli.
Mbinu hii inaweza kusaidia watafiti kuunda maktaba za misombo ya riwaya tofauti tofauti huku wakiwa katika nafasi ya kudhibiti muundo wa 3D au usanifu wa misombo hii. Hii itawezesha ugunduzi wa haraka na ufanisi na muundo wa dawa na dawa mpya. Ugunduzi na muundo wa dawa unaotegemea muundo una uwezo ambao haujatumiwa ambao unaweza kutumika kugundua dawa mpya. Mara baada ya dawa kugunduliwa bado kuna safari ndefu kutoka kwa maabara hadi majaribio ya wanyama na hatimaye majaribio ya kliniki ya binadamu baada ya hapo dawa inapatikana sokoni. Utafiti wa sasa unatoa msingi thabiti na mahali mwafaka pa kuanzia kwa mchakato wa ugunduzi wa dawa.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Zhao S et al. 2018. Uundaji wa dhamana ya C–C yenye kichocheo cha Pd inawashwa kupitia uwekaji vigezo vya ligand. Bilim. https://doi.org/10.1126/science.aat2299
***
