Wykład z ciekawej chemii 13.12.2023

08 12 2023

W dniu 13 grudnia 2023 r. (środa) o godz. 18.00 dr Przemysław Miszta wygłosi wykład z ciekawej chemii pt. „Komputer na tropie leków”.

Wykład odbędzie się w formie zdalnej.

Link do spotkania: https://meet.google.com/uvy-ztuw-dsr

Ludzkość od zarania dziejów nękały różnorodne choroby powodowane przez czynniki, takie jak grzyby, bakterie czy wirusy. Zresztą nic dziwnego, jeśli ludzie żyli i mieszkali nie w tzw. szklanej bańce, ale w ekosystemie, w którym, z punktu widzenia biologii nie tylko koegzystują różne żywe organizmy, ale także na siebie oddziałują i wpływają. I od wieków trwa nieustanna wojna między ludźmi a drobnoustrojami, na którą składa się wiele stoczonych batalii o zdrowie i życie człowieka. Początkowo wiedza czerpana z obserwacji przyrody owocowała tajemniczymi miksturami tworzonymi przeważnie na bazie fauny i flory przez jeszcze bardziej tajemnicze postaci, które niejednokrotnie, mimo swych umiejętności były raczej niezbyt przyjaźnie traktowane przez swoje społeczności. Ale to właśnie dzięki ich wiedzy, zdobywanej często przez obserwacje, nierzadko metodami prób i błędów, przekazywanej z pokolenia na pokolenie można dzisiaj mówić o medycynie jako nauce. To różnie zwani w różnych kulturach znachorzy czy szamani, tworzyli mikstury i przepisy, obecnie powszechnie zwane lekami. Na przestrzeni dziejów, mimo nierównej walki, podczas których ludzkość przegrywała wielkie bitwy, takie jak epidemie dżumy, ospy prawdziwej, cholery czy grypy, które potrafiły nawet trzykrotnie zmniejszyć liczbę ludności na świecie, ludzkość przetrwała i cały czas doskonaliła swoje metody obrony przed drobnoustrojami chorobotwórczymi. Wiek XIX i XX przynosi w tej dziedzinie wielkie odkrycia takie jak rozpowszechnienie szczepionki przeciw ospie (Edward Jenner – 1796), opracowanie szczepionki przeciw wściekliźnie (Ludwik Pasteur – 1885), odkrycie pierwszego antybiotyku penicyliny (Sir Alexander Fleming -1928), odkrycie struktury DNA (James D. Watson i Frances H.C. Crick – 1953), czy wreszcie odczytanie ludzkiego genomu (2003), z których ludzkość korzysta po dzień obecny. Wraz z ogromnym wzrostem wiedzy na temat chorób, postępował jeszcze większy rozwój technologiczny, który pozwalał stosować coraz to bardziej zaawansowane metody poszukiwania nowych sposobów diagnostyki, metod leczenia czy leków. Obecnie standardem w diagnostyce medycznej stały się takie urządzenia jak EKG, USG, X-RAY, CT, NMR czy PET. Wraz z tą technologią przyszła także rewolucja w metodach poszukiwania leków nowej generacji. Obecnie nowe leki, powstające w oparciu o stosowane dawniej metody prób i błędów, czy też bardziej zaawansowane metody obserwacyjne należą do rzadkości, gdyż w większości przypadków poszukiwanie nowego leku zaczyna się od przeszukania komputerowej bazy danych ZINC, która na dzień dzisiejszy zawiera ponad 750 mln różnorodnych związków, które mogą stać się potencjalnymi lekami. Obecnie ludzkość mimo swojej ogromnej wiedzy, bez pomocy komputera nie jest w stanie w logicznym czasie przeszukać całej bazy zdeponowanych związków. Komputer nie tylko staje się nieodzownym narzędziem w pierwszym etapie badań, ale także przyczynia się w znacznym stopniu do znalezienia odpowiedzi na pytania pojawiające się w kolejnych etapach poszukiwania leku. Oczywiście, jak na razie, zastosowanie komputerów nie zastąpi badań klinicznych, ale dzięki stworzonym przez naukowców narzędziom, takich jak naukowe bazy danych (UNIPROT, PDB, GPCRdb), czy specjalistyczne programy (YASARA, VMD, PyMOL, Schrödinger, AMBER CHARMM, NAMD) można w znacznym stopniu przyspieszyć proces poszukiwania leku i wśród miliona związków wskazać akurat te o ogromnym potencjale medycznym. Dodatkowo od kilku lat obserwuje się, i to z dobrym skutkiem, zastosowanie sztucznej inteligencji (AI) do poszukiwania nowych leków. Za przykład może posłużyć opracowanie eksperymentalnego leku na idiopatyczne zwłóknienie płuc przez firmę Insilico Medicine. Warto też dodać, że od kilku już lat działają różne naukowe serwisy komputerowe wykorzystujące AI, takie jak chociażby AlphaFold, przewidujący strukturę 3D białek na podstawie ich sekwencji. Jak widać obecnie poszukiwanie nowych leków może odbywać się nawet bez wychodzenia z domu, po prostu poprzez wykorzystywanie, czy też tworzenie oprogramowania opartego na AI. Ciekawe co by na obecny, dynamiczny postęp w naukach medycznych pomyślał teraz Fleming, który jak sam twierdził, przez przypadek odkrył penicylinę w swoim laboratorium. Może zastanowiłby się, czy AI w przyszłości przyniesie poszukiwany od zarania dziejów eliksir nieśmiertelności, aby raz na zawsze wygrać swoisty wyścig zbrojeń z chorobami, czy też przyczyni się do zagłady ludzkości. Czas pokaże…