Společné hledání léku proti koronaviru

Společnost NIBR (Novartis Institutes for BioMedical Research) tvoří globální tým vědců, kteří pracují na výzkumu léků pro eliminaci a zmírnění onemocnění. Tým se momentálně snaží bojovat s jednou z největších výzev v oblasti veřejného zdraví, se kterou se svět potýká. Usiluje o nalezení léků, které by dokázaly bojovat s onemocněním COVID-19, ale také s budoucími formami koronaviru, tedy potenciálními původci další pandemie.

Proces objevení léku je nákladnou a zdlouhavou záležitostí. Než se lék dostane na trh, trvá to přibližně deset let. Wilian Cortopassi, senior expert I na analýzu dat ve společnosti NIBR Emeryville, pracuje s výpočetními nástroji. S jejich využitím zjišťuje, jak by mohly nové možné léky reagovat na důležité proteinové struktury v lidském těle.

Jeho tým provádí analýzy komplexních 3D molekulárních informací a vytváří hypotézy, které se dají testovat. Díky tomu můžou členové týmu odvádět produktivnější práci a lépe nacházet účinné léky. „Abychom mohli výsledky analyzovat v praxi, potřebujeme nejmodernější nástroje, které jsou přímo určené pro zkoumání trojrozměrných objektů a interakci s nimi,“ vysvětluje.

Lidé pracující na raných fázích výzkumu si při své práci obvykle museli vystačit s 2D zobrazením 3D molekul, která museli používat také ke sdílení hypotéz s kolegy. Mnozí z nich (například medicínští chemici nebo biologové) přitom nemají stejné znalosti v oblasti prohlížení komplexních molekulárních struktur. Výzkumníci, mezi které patří i Cortopassi, dřív vytvářeli prezentace v PowerPointu. Jedině tak mohli molekulární struktury ukázat z různých pohledů. 3D proteiny pak prezentovali na 2D počítačových monitorech.

V roce 2016 se ale vše začalo měnit. Glen Spraggon, který je ředitelem strukturální biologie v institutu GNF (Genomics Institute of the Novartis Research Foundation) se sídlem v La Jolla (spadajícím pod výzkumný institut NIBR), si nasadil headset Oculus a vyzkoušel si demo softwaru pro VR od společnosti Nanome. Tento software měl jeho týmu pomoct lépe porozumět 3D proteinovým strukturám a tomu, kde se léčivé látky navazují na proteinové cíle za účelem jejich aktivace nebo deaktivace a následné modulace onemocnění. Krátce poté společnosti NIBR a Nanome navázaly spolupráci na dalším vývoji řešení společnosti Nanome.

Viktor Hornak, associate director ve společnosti NIBR Cambridge, uvádí: „Pokroky v oboru strukturální biologie umožňují řešit rozsáhlejší a komplexnější biomolekulární struktury.

Na plochých 2D monitorech se tyto 3D struktury analyzují obtížně. Ve VR se ale dají pozorovat jako skutečné 3D objekty. Prostředí vás dokonale pohltí. Do molekuly se dá dokonce vstoupit a podívat se na ni zevnitř. Naše starší technologie pro 3D vizualizace nám takové možnosti zkrátka nedokázaly nabídnout. Ve VR se navíc veškerý prostor kolem vás stane počítačovou obrazovkou. Celý ho v rámci výzkumu můžeme využít k vizualizaci různých typů dat, což je nesmírně praktické. Umožňuje nám to nacházet vzorce a vazby v komplexních a spletitých informacích, se kterými v současnosti pracujeme.“

Glen Spraggon ještě dodává, že VR společnosti NIBR umožňuje získávat víc postřehů od nejrůznějších vědců. Když dal členům svého týmu poprvé vyzkoušet headsety Oculus a koncept společnosti Nanome, stalo se toto: „V určitém bodě protein chytli do rukou, roztáhli ho a nahlédli dovnitř. A to byl bod zlomu. Uvědomili jsme si, že VR dokáže pasivní pozorovatele skvěle posunout do role aktivních účastníků.“