ಅಣುಗಳ 3D ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಸರಿಪಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಔಷಧದ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು: ಕಾದಂಬರಿ ಔಷಧದ ಕಡೆಗೆ ಒಂದು ಹೆಜ್ಜೆ

ಸಂಯುಕ್ತಕ್ಕೆ ಸರಿಯಾದ 3D ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ನೀಡುವ ಮೂಲಕ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಔಷಧಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದ್ದಾರೆ, ಅದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಜೈವಿಕ ಚಟುವಟಿಕೆ.

ಆರೋಗ್ಯ ರಕ್ಷಣೆಯಲ್ಲಿನ ಪ್ರಗತಿಯು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದರ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿದೆ ರೋಗ, ಸರಿಯಾದ ರೋಗನಿರ್ಣಯಕ್ಕಾಗಿ ತಂತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಔಷಧಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ರೋಗದ ಚಿಕಿತ್ಸೆ. ಹಲವು ದಶಕಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯ ನಂತರ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕಾಯಿಲೆಯಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಸಂಕೀರ್ಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳುವಳಿಕೆಯನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಅನೇಕ ಹೊಸ ಆವಿಷ್ಕಾರಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಿದೆ. ಆದರೆ ಹೊಸ ಔಷಧವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ನಾವು ಎದುರಿಸುವ ಹಲವಾರು ಸವಾಲುಗಳು ಇನ್ನೂ ಇವೆ, ಇದು ಚಿಕಿತ್ಸೆಯ ಒಂದು ನವೀನ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಇಲ್ಲ ಔಷಧಿಗಳ ಅಥವಾ ಅನೇಕ ರೋಗಗಳನ್ನು ಎದುರಿಸಲು ವಿಧಾನಗಳು. ಸಂಭಾವ್ಯ ಔಷಧವನ್ನು ಮೊದಲು ಕಂಡುಹಿಡಿದು ಅದನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವ ಪ್ರಯಾಣವು ಸಂಕೀರ್ಣ, ಸಮಯ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಮತ್ತು ದುಬಾರಿಯಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ವರ್ಷಗಳ ಅಧ್ಯಯನದ ನಂತರವೂ ಕಳಪೆ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಕಂಡುಬರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಎಲ್ಲಾ ಕಠಿಣ ಪರಿಶ್ರಮವು ವ್ಯರ್ಥವಾಗುತ್ತದೆ.

ರಚನೆ ಆಧಾರಿತ ಔಷಧ ವಿನ್ಯಾಸ ಹೊಸ ಔಷಧಿಗಳಿಗೆ ಯಶಸ್ಸನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ ಸಂಭಾವ್ಯ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದೆ. ಮಾನವರಿಗೆ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಬೃಹತ್ ಮತ್ತು ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಜೀನೋಮಿಕ್, ಪ್ರೋಟಿಯೊಮಿಕ್ ಮತ್ತು ರಚನಾತ್ಮಕ ಮಾಹಿತಿಯಿಂದಾಗಿ ಇದು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಈ ಮಾಹಿತಿಯು ಹೊಸ ಗುರಿಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸಲು ಮತ್ತು ಔಷಧಿಗಳ ನಡುವಿನ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಔಷಧ ಅನ್ವೇಷಣೆಗಾಗಿ ಅವುಗಳ ಗುರಿಗಳನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸಿದೆ. ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಸ್ಫಟಿಕಶಾಸ್ತ್ರ ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಮಾಹಿತಿಯು ರಚನಾತ್ಮಕ ಮಾಹಿತಿಯ ಸಂಪತ್ತನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಿದೆ ಔಷಧ ಗುರಿಗಳು. ಈ ಪ್ರಗತಿಯ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಔಷಧ ಅನ್ವೇಷಣೆಯಲ್ಲಿನ ಮಹತ್ವದ ಸವಾಲೆಂದರೆ ಅಣುಗಳ ಮೂರು ಆಯಾಮದ (3D) ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ - ಸಂಭಾವ್ಯ ಔಷಧಗಳು - ನಿಮಿಷದ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ. ಇಂತಹ ನಿರ್ಬಂಧಗಳು ಹೊಸ ಔಷಧಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದಕ್ಕೆ ತೀವ್ರ ಮಿತಿಯಾಗಿದೆ.

ಪ್ರಕಟವಾದ ಒಂದು ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ವಿಜ್ಞಾನ, ನ್ಯೂಯಾರ್ಕ್‌ನ ಸಿಟಿ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿಯ ಗ್ರಾಜುಯೇಟ್ ಸೆಂಟರ್‌ನ ಸಂಶೋಧಕರ ನೇತೃತ್ವದ ತಂಡವು ಡ್ರಗ್ ಅನ್ವೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ಅಣುಗಳ 3D ರಚನೆಯನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುವ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದೆ. ಪಲ್ಲಾಡಿಯಮ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಎರಡು ಇಂಗಾಲದ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಬಂಧಿಸಬಹುದೆಂದು ತೋರಿಸಿದ ಕ್ರಾಸ್-ಕಪ್ಲಿಂಗ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ನೋಬಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿ ವಿಜೇತ ಅಕಿರಾ ಸುಜುಕಿ ಅವರ ಕೆಲಸವನ್ನು ತಂಡವು ನಿರ್ಮಿಸಿದೆ ಮತ್ತು ಈ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕೆಲಸಕ್ಕಾಗಿ ಅವರು ನೋಬಲ್ ಪ್ರಶಸ್ತಿಯನ್ನು ಗೆದ್ದರು. ಅವರ ಮೂಲ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಹೊಸ ಔಷಧ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಗಳನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ನಿರ್ಮಿಸಲು ಮತ್ತು ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು ಆದರೆ ಇದು ಕೇವಲ ಫ್ಲಾಟ್ 2D ಅಣುಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸೀಮಿತವಾಗಿತ್ತು. ಈ ಕಾದಂಬರಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಔಷಧ ಅಥವಾ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಲು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಹೊಸ ಔಷಧದ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅಣುವಿನ 3D ರಚನೆಯನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸುಜುಕಿಯ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಲಾಗಲಿಲ್ಲ.

ವೈದ್ಯಕೀಯ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಜೈವಿಕ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಚಿರಲ್ ಅಣುಗಳು ಅಂದರೆ ಎರಡು ಅಣುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಪ್ರತಿಬಿಂಬದ ಚಿತ್ರಗಳಾಗಿವೆ, ಆದರೂ ಅವು ಒಂದೇ 2D ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು - ಬಲ ಮತ್ತು ಎಡಗೈಯಂತೆ. ಅಂತಹ ಕನ್ನಡಿ ಅಣುಗಳು ದೇಹದಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಜೈವಿಕ ಪರಿಣಾಮ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಒಂದು ಕನ್ನಡಿ ಚಿತ್ರವು ವೈದ್ಯಕೀಯವಾಗಿ ಪ್ರಯೋಜನಕಾರಿಯಾಗಿದ್ದರೆ ಇನ್ನೊಂದು ಪ್ರತಿಕೂಲ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು. ಇದರ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ 1950 ಮತ್ತು 1960 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಥಾಲಿಡೋಮೈಡ್ ದುರಂತವು ಗರ್ಭಿಣಿ ಮಹಿಳೆಯರಿಗೆ ಅದರ ಎರಡೂ ಕನ್ನಡಿ ಚಿತ್ರಗಳ ರೂಪದಲ್ಲಿ ನಿದ್ರಾಜನಕವಾಗಿ ಸೂಚಿಸಿದಾಗ, ಒಂದು ಕನ್ನಡಿ ಚಿತ್ರವು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ ಆದರೆ ಇನ್ನೊಂದು ಜನಿಸಿದ ಶಿಶುಗಳಲ್ಲಿ ವಿನಾಶಕಾರಿ ಜನ್ಮ ದೋಷಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಿತು. ತಪ್ಪು ಔಷಧ ಸೇವಿಸಿದ ಮಹಿಳೆಯರಿಗೆ. ಈ ಸನ್ನಿವೇಶವು ಅಣುವಿನ 3D ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಪರಮಾಣುಗಳ ಜೋಡಣೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಸುಜುಕಿಯ ಕ್ರಾಸ್-ಕಪ್ಲಿಂಗ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಔಷಧ ಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ವಾಡಿಕೆಯಂತೆ ಬಳಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ಅಣುಗಳ 3D ರಚನೆಯನ್ನು ಕುಶಲತೆಯಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸುವಲ್ಲಿ ಅಂತರವನ್ನು ಇನ್ನೂ ತುಂಬಿಲ್ಲ.

ಈ ಅಧ್ಯಯನವು ನಿಯಂತ್ರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು ಅದು ಅಣುವಿನ ಕನ್ನಡಿ ಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ಆಯ್ದವಾಗಿ ರೂಪಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ 3D ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಓರಿಯಂಟ್ ಮಾಡಲು ವಿಧಾನವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ್ದಾರೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಫಲಿತಾಂಶವನ್ನು ಊಹಿಸುವ ಸಂಖ್ಯಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅವರು ಮೊದಲು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ನಂತರ 3D ಆಣ್ವಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಸೂಕ್ತವಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಈ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಲಾಯಿತು. ಪಲ್ಲಾಡಿಯಮ್-ಕ್ಯಾಟಲೈಸ್ಡ್ ಕ್ರಾಸ್-ಕಪ್ಲಿಂಗ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಫಾಸ್ಫೈನ್ ಸೇರ್ಪಡೆಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಡ್ಡ-ಕಪ್ಲಿಂಗ್ ಉತ್ಪನ್ನದ ಅಂತಿಮ 3D ರೇಖಾಗಣಿತದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ. ಆರಂಭಿಕ ಅಣುವಿನ 3D ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಸಂರಕ್ಷಿಸುವುದು ಅಥವಾ ಅದರ ಕನ್ನಡಿ ಚಿತ್ರವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅದನ್ನು ತಿರುಗಿಸುವುದು ಅಂತಿಮ ಗುರಿಯಾಗಿದೆ. ವಿಧಾನವು ಅಣುವಿನ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯನ್ನು 'ಆಯ್ಕೆಯಾಗಿ' ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕು ಅಥವಾ ತಿರುಗಿಸಬೇಕು.

ಈ ತಂತ್ರವು ಈ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ 3D ರಚನೆ ಅಥವಾ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದಾಗ ರಚನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಕಾದಂಬರಿ ಸಂಯುಕ್ತಗಳ ಗ್ರಂಥಾಲಯಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೊಸ ಔಷಧಗಳು ಮತ್ತು ಔಷಧಗಳ ತ್ವರಿತ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಅನ್ವೇಷಣೆ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ರಚನೆ-ಆಧಾರಿತ ಔಷಧ ಶೋಧನೆ ಮತ್ತು ವಿನ್ಯಾಸವು ಹೊಸ ಔಷಧಗಳನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಲು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಒಮ್ಮೆ ಔಷಧವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದ ನಂತರ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಿಂದ ಪ್ರಾಣಿಗಳ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಮಾನವ ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಪ್ರಯೋಗಗಳಿಗೆ ಹೋಗಲು ಇನ್ನೂ ಬಹಳ ದೂರವಿದೆ, ಅದರ ನಂತರ ಮಾತ್ರ ಔಷಧವು ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಧ್ಯಯನವು ಬಲವಾದ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಔಷಧ ಅನ್ವೇಷಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಆರಂಭಿಕ ಹಂತವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

***

{ಉದಾಹರಿಸಿದ ಮೂಲ(ಗಳ) ಪಟ್ಟಿಯಲ್ಲಿ ಕೆಳಗೆ ನೀಡಲಾದ DOI ಲಿಂಕ್ ಅನ್ನು ಕ್ಲಿಕ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನೀವು ಮೂಲ ಸಂಶೋಧನಾ ಪ್ರಬಂಧವನ್ನು ಓದಬಹುದು}

ಮೂಲಗಳು)

ಝಾವೋ ಎಸ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. 2018. ಎನಾಂಟಿಯೋಡೈವರ್ಜೆಂಟ್ ಪಿಡಿ-ಕ್ಯಾಟಲೈಸ್ಡ್ ಸಿ-ಸಿ ಬಾಂಡ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಲಿಗಂಡ್ ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರೈಸೇಶನ್ ಮೂಲಕ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಿಜ್ಞಾನ. https://doi.org/10.1126/science.aat2299

***