Совместная разработка лекарства от коронавируса

Биомедицинские исследовательские институты Novartis — это международная команда ученых, которая разрабатывает препараты для лечения заболеваний и снижения их тяжести. Сейчас специалисты решают самые серьезные проблемы общественного здравоохранения в мире. Они работают над поиском лекарства от COVID-19 и будущих форм коронавируса, которые могут вызвать новую пандемию.

Разработка лекарств — это долгий и затратный процесс. Выпуск нового препарата на рынок может занять около 10 лет. Вилиан Кортопасси (Wilian Cortopassi), старший эксперт в области науки о данных из эмервильского отделения NIBR, регулярно использует компьютерные технологии, чтобы исследовать, как прототипы лекарств могут взаимодействовать с важными белковыми структурами человеческого организма.

Чтобы повысить продуктивность и облегчить поиск действенных препаратов, команда Вилиана анализирует сложную информацию о молекулах в 3D и составляет гипотезы, которые можно проверить. "Чтобы анализировать результаты в полевых условиях, нам необходимы передовые инструменты, которые разработаны для изучения сложных трехмерных объектов и взаимодействия с ними", — говорит Кортопасси.

Ранее исследователи лекарств вынужденно использовали двумерные изображения трехмерных молекул, чтобы выполнять свою работу и делиться гипотезами с коллегами. Однако многие специалисты, например медицинские химики и биологи, не были столь же опытны в анализе сложных образований молекул. Такие ученые, как Кортопасси (Cortopassi), показывали разные виды молекулярных структур в презентациях PowerPoint, а трехмерные модели белков — на плоских экранах компьютеров.

В 2016 году ситуацию изменил Глен Спраггон (Glen Spraggon), директор отдела структурной биологии в Институте геномики при исследовательском фонде Novartis в Ла-Хойя (исследовательский институт NIBR). Ученый воспользовался гарнитурой Oculus и попробовал демо-версию ПО для VR, разработанного компанией Nanome. Он хотел помочь команде понять, как выглядят трехмерные белковые структуры и какие точки присоединения лекарственных средств отвечают за активацию или деактивацию белков-мишеней и, следовательно, за модуляцию болезни. Вскоре NIBR и Nanome начали совместную работу над улучшением этого ПО.

"Инновации в сфере структурной биологии помогают анализировать всё более крупные и сложные биомолекулярные структуры, — говорит Виктор Хорнак (Viktor Hornak), заместитель директора в кембриджском отделении NIBR.

— Подобные трехмерные модели трудно рассматривать на плоских мониторах. Зато в VR эти структуры выглядят как настоящие объёмные объекты. Уровень погружения просто поражает. Программа позволяет попасть внутрь молекулы и изучить ее структуру. Старые технологии 3D-визуализации на такое просто неспособны. Всё виртуальное пространство становится экраном компьютера. В нем можно визуализировать различные данные научного исследования и таким образом находить связи и закономерности в большом объеме сложной информации, с которой работают современные ученые".

Глен Спраггон отмечает, что благодаря VR-технологиям в NIBR поступает больше идей от ученых разного профиля. Вот что говорит Спраггон о ситуации, когда он впервые показал команде гарнитуры Oculus и предложил протестировать разработки Nanome: "В какой-то момент коллеги увеличили белок, чтобы заглянуть внутрь него. Именно этого нам и не хватало. Мы поняли, что VR-технологии помогают превратить пассивных слушателей в активных участников процесса".