Polska - Świat nauki

Badania Fizyki Ciała Stałego pomagają projektować nowe leki

2022-06-15 09:32:23

Badania z zakresu medycyny kojarzą się w NCBJ z Ośrodkiem Radioizotopów POLATOM. Nie jest to jedyny Zakład zajmujący się w Instytucie tą dziedziną nauki. Duży wkład w opracowanie nowych związków, przydatnych z punktu widzenia medycyny, mają również naukowcy z Zakładu Metod Jądrowych Fizyki Ciała Stałego, dzięki zastosowaniu badań krystalograficznych.

Zobacz też: GENDERACTIONplus: nowy projekt OPI PIB wspierający równość płci >>

Innowacyjne adania - fizyka w medycynie - naukowcy NCBJ

Fizyka zmienia proces tworzenia leków

Nowe, specjalistyczne leki są często opracowywane na podstawie badań aktywności biologicznej poszczególnych związków chemicznych. Mogą być one precyzyjnie syntetyzowane metodami chemii organicznej, co pozwala na porównanie oddziaływania z czynnikami biologicznymi związków różniących się w swojej budowie nawet pojedynczym atomem. Łącząc tego typu badania z oprogramowaniem pozwalającym modelować działanie syntetyzowanych cząstek, uzyskuje się szerokie możliwości wyszukiwania atrakcyjnych z punktu widzenia medycyny molekuł.

Przykładami związków chemicznych, nad którymi prowadzone są obecnie prace, mogą być tiazolidyny wraz z ich pochodnymi, jak również pochodne tiomocznika. Ich właściwości farmaceutyczne obejmują działania przeciwgrzybicze, przeciwzapalne, mogą również stanowić istotne środki w przypadku leczenia guzów i nowotworów. Ważną właściwością obu grup tych związków jest możliwość spowalniania działania niektórych enzymów – są ich inhibitorami. W tym przypadku testowane były zdolności inhibicyjne molekuł względem enzymów AChE (acetylocholinesterazy) i BChE (butyrylocholinesterazy), między innymi ze względu na ich istotną rolę w leczeniu np. jaskry i choroby Alzheimera.

Dla dokładnego zbadania i zrozumienia działania syntetyzowanych związków potrzebna jest doskonała znajomość ich właściwości fizycznych. W tym celu naukowcy z Uniwersytetu w Gujrat i Uniwersytetu COMSATS w Islamabad w Pakistanie połączyli siły z pracownikami Zakładu Metod Jądrowych Fizyki Ciała Stałego NCBJ. Wytworzone przez Pakistańczyków związki musiały zostać poddane m. in. badaniom krystalograficznym z wykorzystaniem dyfraktometrii rentgenowskiej. W ten sposób można było precyzyjnie określić ich właściwości i dzięki temu modelować ich zachowanie względem enzymów.

Wykorzystaliśmy technikę analityczną zwaną rentgenografią strukturalną, która pozwala na dokładne ustalenie struktury związku chemicznego, a w tym przypadku na ustalenie układu przestrzennego atomów w cząsteczce chemicznej oraz określenie, jakie jest wzajemne ułożenie cząsteczek chemicznych w analizowanym krysztale. W tym celu kryształ naświetlaliśmy promieniami rentgenowskimi i rejestrowaliśmy natężenia promieniowania rozproszonego na badanym krysztale. Pomiary wykonaliśmy na czterokołowym dyfraktometrze monokrystalicznym z dwuwymiarowym detektorem CCD, który jest na wyposażeniu pracowni – opisuje dr hab. n. farm. Jan K. Maurin, który przeprowadzał badania w Zakładzie Metod Jądrowych Fizyki Ciała Stałego.

Rozwój badań nad innowacyjnymi rozwiązaniami

Wyniki analiz krystalograficznych zostały również potwierdzone przez obliczenia chemii kwantowej wykonane na podstawie metody DFT (teoria funkcjonału gęstości) z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania. Badane związki były, następnie, analizowane pod kątem ich zdolności inhibicyjnych wobec wybranych enzymów AChE i BChE, jak również wykonano tzw. „docking studies”, czyli modelowanie przyłączenia syntetyzowanych związków do cząsteczek enzymu. Zarówno wytworzone pochodne tiazolidyny, jak i tiomocznika wykazały w tym zakresie obiecujące działanie.

Analizowane pochodne miały dobre własności inhibicyjne względem branych pod uwagę enzymów. W każdym przypadku modelowania przyłączenia, przynajmniej jeden z badanych związków oddziaływał w pożądany sposób z aminokwasami enzymów esterazy. Z przeprowadzonych badań wynika, że wytworzone w ramach obu prac związki mają duży potencjał biologiczny do zastosowań w medycynie – dodaje Jan Maurin.

Badania zostały przedstawione w artykułach:

  • Aisha, Muhammad Asam Raza, Umme Farwa, Umer Rashid, Jan K. Maurin, Armand Budzianowski, Synthesis, singlecrystal, in-silico and in-vitro assessment of the thiazolidinones, Journal of Molecular Structure, Volume 1255, 2022, 132384, ISSN 0022-2860, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2022.132384
  • Aisha, Muhammad Asam Raza, Sajjad Hussain Sumrra, Khadija Javed, Zenab Saqib, Jan K. Maurin, Armand Budzianowski, Synthesis, characterization and molecular modeling of amino derived thiazolidinones as esterase and glucosidase inhibitors, Journal of Molecular Structure, Volume 1219, 2020, 128609, ISSN 0022-2860, https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.128609
  • M. A. Raza, A. Sharif, M. Danish, S Ur Rehman, A. Budzianowski, J. K. Maurin, Theoretical and experimental investigation of thiourea derivatives: synthesis, crystal structure, in-silico and in-vitro biological evaluation, Bull. Chem. Soc. Ethiop. 2021, 35(3), 587-600; https://dx.doi.org/10.4314/bcse.v35i3.10

ip

fot. Materiały Prasowe

Słowa kluczowe: Zakład Metod Jądrowych Fizyki Ciała Stałego, NCBJ, innowacyjne leki
Komentarze
Redakcja dlaStudenta.pl nie ponosi odpowiedzialności za wypowiedzi Internautów opublikowane na stronach serwisu oraz zastrzega sobie prawo do redagowania, skracania bądź usuwania komentarzy zawierających treści zabronione przez prawo, uznawane za obraźliwie lub naruszające zasady współżycia społecznego.
Zobacz także
Znamy wyniki rankingu Perspektywy 2022

Sprawdź, która uczelnia w Polsce jest najlepsza.

Badania Fizyki Ciała Stałego pomagają projektować nowe leki

Badania z zakresu fizyki mają swój udział w tworzeniu nowych leków. Sprawdź, w jaki sposób naukowcy opracowują innowacyjne rozwiązania medyczne.

GENDERACTIONplus: nowy projekt OPI PIB wspierający równość płci

Projekt Ośrodka Przetwarzania Informacji - Państwowego Instytutu Badawczego.

Polecamy
Czym jest dokładnie najwyÅźszy tytuł naukowy?
Jak zostać profesorem?

Czym jest dokładnie najwyższy tytuł naukowy?

Tych specjalistÃłw brakuje, a prestiÅź zawodÃłw rośnie.
Kucharz i cukiernik na celowniku Kraków

Tych specjalistów brakuje, a prestiż zawodów rośnie.

Polecamy
Ostatnio dodane
Znamy wyniki rankingu Perspektywy 2022

Sprawdź, która uczelnia w Polsce jest najlepsza.

Badania Fizyki Ciała Stałego pomagają projektować nowe leki

Badania z zakresu fizyki mają swój udział w tworzeniu nowych leków. Sprawdź, w jaki sposób naukowcy opracowują innowacyjne rozwiązania medyczne.

Popularne
Zobacz, jak złoÅźyć podanie i zrezygnować ze studiÃłw!
Jak zrezygnować ze studiów? - Wzór podania i skreślenie z listy studentów

Zobacz, jak złożyć podanie i zrezygnować ze studiów!

Wzór umowy najmu
Wzór umowy najmu

Zobacz wzór umowy najmu! Wystarczy uzupełnić dane i gotowe!

Oto 28 najlepszych kierunków studiów w Polsce!
Oto 28 najlepszych kierunków studiów w Polsce!

Najlepsze kierunki studiów realizowane na uczelniach w całej Polsce zostały wyłonione do specjalnego dofinansowania z nowej dotacji projakościowej.