Университет «Сириус»

Создание универсальной платформы для эффективного биосинтетического встраивания неприродных и непротеиногенных аминокислот

Руководитель проекта:
Роман Алексеевич Иванов

PhD, руководитель Научного центра трансляционной медицины, руководитель направления «Биотехнология» 

Описание проекта:

В рамках проекта разрабатывается универсальная платформа для создания продуцентов пептидов и белков с новыми .неприродными и/или непротеиногенными аминокислотами.

Будут созданы оригинальные ортогональные пары тРНК и аминоацил-тРНК-синтетаз. Будет осуществлен дизайн и биотехнологический синтез действующих веществ инновационных лекарственных препаратов пептидной природы, оценены их функциональные и физико-химические свойства, осуществлена оптимизация, проведены in vivo исследования лидерных соединений.

Пилотным проектом создания инновационного лекарственного препарата, реализуемым на данной платформе, будет разработка первого российского противодиабетического препарата на основе GLP-1 агониста. Пептидные агонисты рецептора GLP-1 зарекомендовали себя в качестве эффективных препаратов для лечения сахарного диабета второго типа и ожирения.

Актуальность проекта:

Введение в структуру пептидов и белков аминокислот, не используемых живыми организмами, позволяет придать им новые биологические свойства. Например, улучшить активность и селективность лекарственных препаратов за счёт оптимизации взаимодействия с биологическими мишенями, увеличить иммуногенность вакцин. Или защитить препарат от разрушения в организме, существенно увеличивая время его действия.

Действующие вещества таких препаратов – пептиды с неприродными аминокислотами – как правило, синтезируются с помощью твердофазного химического синтеза, из-за чего себестоимость этих лекарств значительно выше, чем у препаратов, получаемых с помощью биотехнологических методов.

Внедрение процессов биотехнологического синтеза пептидов с неприродными аминокислотами могло бы существенно упростить и удешевить разработку и производство таких препаратов. Однако в России эти технологии отсутствуют несмотря на их востребованность.

Разработка таких технологий откроет возможности как для локального производства субстанций воспроизведенных препаратов, так и для разработки оригинальных лекарственных препаратов различных классов.

Научная и практическая значимость проекта:

В рамках проекта разрабатывается оригинальный подход к биотехнологическому синтезу пептидов и белков с включением неприродных и/или непротеиногенных аминокислот.

Разработанная платформа за счет более простой и надежной схемы селекции значительно расширит репертуар встраиваемых непротеиногенных аминокислот с новыми физико-химическими свойствами. Это позволит создавать инновационные высокоэффективные лекарственные препараты на основе пептидов и белков с привлекательными фармакокинетическими и фармакодинамическими свойствами, которые будут обладать низкой себестоимостью за счёт использования биотехнологического синтеза.

Ожидаемые результаты:

В результате реализации проекта планируется создать универсальную платформу на базе клеток Escherichia coli для быстрой и экономически эффективной селекции ортогональных аминоацил-тРНК-синтетаз (ааRS), селективно распознающих новые неприродные/непротеиногеные аминокислоты, а также для получения содержащих их белков и пептидов.

В результате проекта будет разработан патентно чистый и патентоспособный инновационный препарат ингибитор GLP-1, предназначенный для лечения сахарного диабета второго типа и ожирения.