Samarbeid for å finne en medisin mot koronaviruset

Novartis Institutes for BioMedical Research (NIBR) er et globalt forskerteam som jobber med å finne medisiner mot lidelser og sykdommer. Teamet jobber for tiden med å håndtere noen av verdens største helseutfordringer: Å finne medisiner som kan bekjempe COVID-19 samt fremtidige utgaver av koronaviruset som kan forårsake neste pandemi.

Prosessen med å finne medisiner er kostbar og tidkrevende – det tar rundt ti år å bringe en medisin på markedet. Wilian Cortopassi, seniorekspert I i datavitenskap hos NIBR Emeryville, bruker IT-verktøy for bedre å forstå hvordan medisinkandidater kan samhandle med kritiske proteinstrukturer i menneskekroppen.

For å øke produktiviteten og bidra til å finne effektive medisiner analyserer teamet hans kompleks molekylær informasjon i 3D og kommer frem til testbare hypoteser. «For å analysere resultatene i felten må vi bruke avanserte verktøy som er utviklet for å se på og samhandle med komplekse tredimensjonale objekter», sier han.

Medisinforskere har tradisjonelt vært nødt til å bruke 2D-representasjoner av 3D-molekyler mens de jobber og deler hypoteser med kolleger. Mange av dem – som medisinske kjemikere og biologer – har ikke samme ekspertise når det gjelder det å studere komplekse molekylære strukturer. Forskere som Cortopassi pleide å lage PowerPoint-presentasjoner for å vise ulike molekylære strukturer, eller de viste 3D-proteiner på PC-skjermer i 2D.

I 2016 begynte ting å endre seg. Glen Spraggon, direktør for strukturell biologi på Genomics Institute of the Novartis Research Foundation (GNF) i La Jolla (et NIBR-forskningsinstitutt), tok på seg Oculus VR-briller og prøvde en demo av Nanomes VR-programvare. Målet var å hjelpe teamet til en bedre forståelse av 3D-proteinstrukturene, samt å forstå hvor medisinene binder seg for å aktivere og deaktivere proteinmål og på den måten regulere sykdommen. Kort tid etter begynte NIBR og Nanome å samarbeide for å utvikle løsningen til Nanome.

Viktor Hornak, seniordirektør hos NIBR Cambridge, sier at «vi med fremskritt i strukturell biologi kan løse større og mer komplekse biomolekylære strukturer.

Disse 3D-strukturene er vanskelige å analysere på flate 2D-skjermer. I VR kan man se disse strukturene som ekte 3D-objekter. Opplevelsen er fantastisk – man kan til og med gå inn i molekylet og se på det fra innsiden, noe som var helt umulig med våre gamle 3D-visualiseringsteknologier. I VR går omgivelsene dine – all plassen rundt deg – i ett med PC-skjermen. Vi kan bruke all den plassen til å visualisere mange forskjellige typer data i forskningen vår. Det er utrolig nyttig når det gjelder å finne mønstre og forhold i den komplekse og kompakte informasjonen vi jobber med nå for tiden.»

Glen Spraggon legger til at VR gjør det mulig for NIBR å hente flere ideer fra forskjellige typer forskere. Han forteller at da han først lot teammedlemmer ta på seg Oculus VR-briller og prøve konseptutredningen fra Nanome, «kom det til et punkt der de tok tak i proteinet, strakk det ut og kikket inni det. Og det var det. Vi innså at VR er en fantastisk løsning for å forvandle folk fra passive tilskuere til samhandlende deltakere.»