Samarbejde om udvikling af coronavirus-lægemiddel

Novartis Institutes for BioMedical Research (NIBR) er et globalt forskerteam, der udvikler lægemidler til at afskaffe og lindre sygdomme. Teamet arbejder i øjeblikket på at afhjælpe nogle af verdens største udfordringer inden for folkesundheden: at finde medicin til at bekæmpe COVID-19 samt fremtidige former af coronavirussen, der kunne føre til den næste pandemi.

Udviklingsprocessen for lægemidler er dyr og langvarig — det tager ca. ti år at få et nyt lægemiddel på markedet. Wilian Cortopassi, seniorekspert I i datavidenskab hos NIBR Emeryville, tilbringer sin dag med at bruge datalogiske værktøjer for bedre at kunne forstå, hvordan potentielle lægemidler kan interagere med kritiske proteinstrukturer i menneskekroppen.

For at være mere produktiv og hjælpe med at finde effektive lægemidler analyserer hans team 3D-molekylære oplysninger og finder frem til hypoteser, der kan afprøves. “For at analysere resultaterne ude i felten har vi brug for værktøjer på højeste tekniske niveau, der er designet til arbejdet med at undersøge og interagere med komplekse tredimensionale genstande ”, siger han.

Forskere inden for lægemidler i de indledende faser har traditionelt været nød til at bruge 2D-gengivelser af 3D-molekyler for at udføre deres arbejde og dele deres hypoteser med kollegaer, hvoraf mange—som medicinske kemikere og biologer—har ikke samme ekspertise, når det kommer til at se komplekse molekylære strukturer. Forskere, som Cortopassi, plejede at lave PowerPoint-præsentationer for at vise forskellige aspekter af molekylære strukturer, eller de viste 3D-proteiner på 2D-computerskærme.

Tingene begyndte at ændre sig i 2016, da Glen Spraggon, direktøren for strukturel biologi hos Genomics Institute of the Novartis Research Foundation (GNF) i La Jolla (et NIBR-forskningsinstitut) tog et Oculus-headset på og prøvede en demo af Nanomes VR-software for at hjælpe hans teammedlemmer med bedre at forstå 3D-proteinstrukturer, samt hvor lægemidler binder til for at aktivere eller deaktivere proteinmål og dermed modulere sygdommen. Kort tid derefter begynde NIBR og Nanome at arbejde sammen for at udvikle Nanomes løsning.

Viktor Hornak, assisterende leder hos NIBR Cambridge siger: “Med fremgang inden for strukturel biologi bliver større og mere komplekse biomolekylære strukturer løst.

Disse 3D-strukturer er svære at analysere på flade 2D-skærme. I VR kan man observere disse strukturer som rigtige 3D-genstande. Immersionen er fantastisk — man kan endda gå ind i molekylet og se det indefra, hvilket var helt umuligt, når vi brugte vores ældre 3D-visualiseringsteknologier. Derudover bliver hele området omkring dig til din computerskærm i VR. Vi kan bruge hele det område til at visualisere mange forskellige typer af data i vores udviklingsforskning, og det er utrolig nyttigt, når man skal finde mønstre og forhold i de komplekse og koncentrerede oplysninger, som vi arbejder med nu til dags.”

Glen Spraggon tilføjer, at VR gør det muligt for NIBR at fremkalde flere ideer fra forskellige typer af forskere. Da han først fik teammedlemmer til at komme ind og tage Oculus-headset på og prøve Nanomes bevis på konceptet, siger han: “På et vist tidspunkt greb de proteinet og strækte det ud og kiggede inden i det. Og det var det. Vi forstod, at VR er en fantastisk løsning til at ændre folk fra passive observatører til interaktive deltagere.”