Koronavirüs ilaçlarının keşfi için işbirliği

Novartis Biyomedikal Araştırma Enstitüleri (NIBR), hastalıkları ortadan kaldırmak ve hafifletmek için ilaçlar keşfeden bilim insanlarının oluşturduğu küresel bir ekip. Şu anda dünyanın karşı karşıya olduğu en büyük halk sağlığı engellerinden bazılarına çözüm bulmak üzere çalışmalarını sürdüren ekip, bu kapsamda hem COVID-19 hem de gelecekteki pandemilerin kaynağı olabilecek koronavirüs formları ile mücadele için kullanılabilecek ilaçlar bulmaya çalışıyor.

İlaç keşfi süreci son derece pahalı ve uzun. Bir ilacı piyasaya hazır hale getirmek yaklaşık on yıl sürüyor. NIBR Emeryville'de Veri Bilimi Kıdemli Uzmanı olarak görev yapan Wilian Cortopassi, günlerini ilaç adaylarının insan vücudundaki kritik protein yapılarıyla nasıl etkileşimde bulunabileceğini daha iyi anlamasına yardımcı olan bilişimsel araçları kullanarak geçiriyor.

Ekibi daha üretken olmak ve etkili ilaçlar bulmak amacıyla, karmaşık 3 boyutlu moleküler bilgileri analiz ediyor ve test edilebilir hipotezler üretiyor. Kendisi bu konuda "Sahadaki sonuçları analiz etmek için karmaşık üç boyutlu objelere bakma ve bunlarla etkileşimde bulunma işi için tasarlanmış son teknoloji ürünler kullanmak zorundayız" şeklinde konuştu.

Erken aşama ilaç araştırmacıları kısa zaman öncesine kadar işlerini yaparken ve hipotezlerini iş arkadaşlarıyla paylaşırken 3 boyutlu moleküllerin 2 boyutlu temsillerini kullanmak zorunda kalıyordu. Dahası, bu iş arkadaşlarının birçoğu da (medikal kimyagerler ve biyologlar gibi) karmaşık moleküler yapıları görüntüleme konusunda kendileriyle aynı uzmanlığa sahip değildi. Cortopassi gibi araştırmacılar, moleküler yapıların farklı görünümlerini göstermek için PowerPoint sunumları kullanıyordu ya da 3 boyutlu proteinleri 2 boyutlu bilgisayar ekranlarında gösteriyordu.

İşler 2016 yılında değişmeye başladı. La Jolla'daki Novartis Araştırma Vakfı (GNF) Genomik Enstitüsü'nün (NIBR'ye bağlı bir araştırma enstitüsü) Yapısal Biyoloji Direktörü Glen Spraggon, bir Oculus başlığı taktı ve Nanome'un VR yazılımının bir demosunu denedi. Amacı, ekip üyelerinin hem 3 boyutlu protein yapılarını daha iyi anlamasına hem de ilaçların protein hedeflerini aktif veya deaktif hale getirerek hastalığın seyrini değiştirmek için nerelere bağlandığını görmesine yardımcı olmaktı. Bundan kısa bir süre sonra NIBR ve Nanome birlikte çalışmaya ve Nanome'un çözümünü daha da geliştirmeye başladı.

NIBR Cambridge Direktör Yardımcısı Viktor Hornak şu sözleri söyledi: "Yapısal biyolojideki ilerlemelerle birlikte artık daha büyük ve daha karmaşık biyomoleküler yapılar çözülebiliyor.

Bu 3 boyutlu yapıları düz 2 boyutlu monitörlerde analiz etmek oldukça zor. VR ortamında ise bu yapıları gerçek 3 boyutlu objeler olarak gözlemlemek mümkün. Sürükleyicilik inanılmaz bir boyutta. Molekülün içine girip içeriden bakmak bile mümkün. Eski 3 boyutlu görselleştirme teknolojilerimizde böyle bir şey tamamen imkansızdı. Dahası, VR ortamında etrafınızdaki alanın tamamı bilgisayar ekranı oluveriyor. Keşif araştırmaları yaparken bu alanın tamamını birçok farklı veri türünü görselleştirmek için kullanabiliyoruz. Bu yaklaşım, günümüzde üzerinde çalıştığımız karmaşık ve yoğun bilgiler arasındaki örüntüleri ve ilişkileri bulmakta son derece faydalı oluyor."

Glen Spraggon, sanal gerçeklik sayesinde NIBR'nin farklı alanlardaki bilim insanlarından daha fazla fikir edinebildiğini de ekliyor. Ekip üyelerini Oculus başlıklarını takmak ve Nanome'un kavram kanıtlama yazılımını denemek üzere ilk kez bir araya getirdiği anla ilgili olarak şunları söylüyor: "Bir noktada proteini ellerine aldılar, çekerek büyüttüler ve içine baktılar. Muhteşem bir şeydi. Sanal gerçekliğin çalışanlarımızı pasif gözlemcilerden etkileşimli katılımcılara dönüştürmek için harika bir çözüm olduğunu fark ettik."