Onderzoekers van het Instituut voor Biotechnologie en Biogeneeskunde (IBB), in samenwerking met wetenschappers van de Universiteit van Warschau hebben ze onlangs een belangrijke update van hun AGGRESCAN 3D-berekeningsmethode gepresenteerd, gericht op het vergemakkelijken en verlagen van de kosten van de ontwikkeling van nieuwe generatie geneesmiddelen op basis van eiwitten, hun neiging om aggregaten te vormen verminderen en ze voor een langere periode stabiel en actief houden.

Eiwitaggregatie is een veel voorkomend fenomeen dat wordt aangetroffen in een breed scala van pathologieën, van de ziekte van Parkinson en Alzheimer tot sommige vormen van kanker en diabetes type 2. Een groeiende moleculaire kennis van dit fenomeen heeft geleid tot de ontwikkeling van verschillende algoritmen die in staat zijn om de regio's met een grotere neiging tot aggregatie te identificeren en te voorspellen. Een van de eersten was AGGRESCAN, ontwikkeld door dezelfde onderzoekers van het IBB, die rekening hield met de neiging van de lineaire reeks, maar niet de 3D-structuur die wordt verkregen door bolvormige eiwitten. Vier jaar geleden, hetzelfde team van onderzoekers uitte het idee om voorspellingen te doen over deze eiwitstructuren door de AGGRESCAN 3-D (A3D) -server te implementeren. Deze server bood een hogere precisie dan die op basis van lineaire sequencing om de aggregatie-eigenschappen van bolvormige eiwitten te voorspellen. Het bood ook nieuwe functies, zoals de mogelijkheid om pathogene mutaties gemakkelijk te modelleren, of een dynamische modus, waarmee de flexibiliteit van kleine eiwitten kon worden gemodelleerd om mogelijk verborgen regio's te vinden.

De laatste update werd gepresenteerd als een webserver die vrij toegankelijk is voor de academische wereld, naast een desktopversie die compatibel is met Windows, MacOS en Linux. Het nieuwe algoritme overtreft alle eerdere beperkingen en verbreedt de rekenkosten aanzienlijk om de flexibiliteit van moleculen van biomedisch belang te kunnen modelleren. Het bevat ook verschillende hulpmiddelen, zoals het automatisch genereren van mutaties om het herontwerpen van eiwitten als antilichamen te vergemakkelijken om ze stabiel en tegelijkertijd beter oplosbaar te maken, en een verbeterde gebruikersinterface waarmee de gegevens direct op de website kunnen worden bekeken.

"Met deze update de A3D wordt een van de meest complete aggregatievoorspellers. Het feit dat eenzelfde plek je de kans biedt om voorspellingen te doen over de eiwitaggregatie, modelleren hun flexibiliteit, mogelijkheden bestuderen voor een slim herontwerp en nagaan hoe verschillende factoren hierop van invloed kunnen zijn, vertegenwoordigt een gigantische stap voorwaarts ten opzichte van andere vergelijkbare servers, " bevestigt Salvador Ventura, onderzoeker bij het IBB en de vakgroep Biochemie en Moleculaire Biologie, evenals de maker van de A3D. "Onder andere, dit alles zal ons in staat stellen de productie van op eiwitten gebaseerde geneesmiddelen te verbeteren, het verminderen van de ontwikkelingskosten, productie, opslag en distributie."

eiwit aggregatie, een sleutelelement in de biogeneeskunde en biotechnologie

Eiwitaggregatie is van een genegeerd gebied van eiwitchemie uitgegroeid tot een sleutelelement binnen de biomedische en biotechnologische velden. "Een slechte eiwitvouwing en daaropvolgende aggregatie is de oorzaak van een groeiend aantal menselijke aandoeningen en een van de belangrijkste belemmeringen voor het ontwerpen en vervaardigen van eiwitten voor therapeutische toepassingen. Deze therapieën, die het gebruik van monoklonale antilichamen impliceren, groeifactoren en enzymsubstituties, hebben al een hoge precisie van moleculaire targeting aangetoond, en daarom wordt de noodzaak om ze dieper te bestuderen zelfs nog transcendent, "Salvator Ventura besluit.