Технология «атомного редактирования» может произвести революцию в разработке лекарств

Впервые в мире ученые успешно разработали технологию редактирования отдельных атомов, которая может быть использована для максимизации эффективности лекарств. Технология «мечты» позволяет исследователям быстро и легко настраивать отдельные атомы и должна помочь улучшить открытие лекарственных препаратов.

Прорыв совершила группа ученых из Корейского института науки и технологий (KAIST), которая нашла способ преобразовать атом кислорода в соединении фурана — органическом соединении с пятичленным кольцом, содержащем четыре атома углерода и один атом кислорода — в атом азота. Полученная молекула — пиррол, который широко используется в фармацевтике.

Свойства препарата зависят от расположения его составляющих атомов — измените хотя бы один из этих атомов, и вы сможете изменить эффективность самого препарата. Это стало известно как «эффект одного атома». Однако достичь его непросто. Обычно попытки включают многоэтапные, дорогостоящие процессы синтеза и требуют жестких условий — все это далеко от оптимальных вариантов.

Теперь группа ученых из KAIST под руководством профессора Юн Су Пака преодолела эти обычные проблемы, используя энергию света для замены атома кислорода на азот.

«Это открывает большие возможности, которые могут оптимизировать химический синтез, преобразовывать сложные молекулы и продвигать разработку лекарственных препаратов», — говорят ученые.

Исследователи разработали фотокатализатор — молекулу, которая ускоряет реакцию при воздействии света — которая действует как «молекулярные ножницы», разрезая пятичленные кольца, что позволяет редактировать отдельные атомы при комнатной температуре и атмосферном давлении. Это первый раз, когда подобное было достигнуто.

Применив технологию к фурановому соединению, команда ученых смогла удалить атом кислорода посредством одноэлектронного окисления, а затем обменять его на атом азота в мягких условиях.

По словам ученых, этот подход является «исключительным примером реакции молекулярного редактирования» и может применяться к различным натуральным продуктам и фармацевтическим препаратам, содержащим фурановые соединения.

«Этот прорыв, позволяющий избирательно редактировать пятичленные органические кольцевые структуры, откроет новые возможности для создания библиотек потенциальных лекарственных препаратов, что является ключевой задачей в фармацевтике», — сказал доктор Пак в своем заявлении. «Я надеюсь, что эта основополагающая технология будет использована для революционного изменения процесса разработки лекарственных препаратов».

Исследование опубликовано в журнале Science.