Ein Forscherteam von der Schule für chinesische Medizin an der Hong Kong Baptist University (HKBU) hat sich erfolgreich entwickelt eine neuartige aptamer, also eine single-stranded DNA, die für die Behandlung der osteogenesis imperfecta (OI) mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI) – Technologie. Es ist das erste mal ein Medikament in Hong Kong gewährt wurde orphan drug designation von der US Food and Drug Administration (FDA).
Die Bezeichnung bringt eine Reihe von Vorteilen für die zukünftige Forschung und Entwicklung des Medikaments, wie Steuergutschriften bei der Durchführung von qualifizierten klinischen Studien. Das Forscherteam erwartet, dass klinische Studien durchgeführt werden können in drei Jahren, frühestens.
OI, die ist auch bekannt als Glasknochenkrankheit ist eine seltene erbliche Knochenerkrankung, keine wirksame Medikamente für die Behandlung. Es wirkt sich auf 6 bis 7 Menschen pro 100.000 Einwohner weltweit. Es wird geschätzt, dass 700 bis 800 Menschen in Hong Kong haben OI. Genetische Studien haben gezeigt, dass die Hemmung der sclerostin, ein protein, das regelt die Knochenbildung, kann zur Verbesserung der klinischen Präsentation von OI. Monoklonale Antikörper, eine Art von biologischen Therapie, die verwendet werden können, hemmt sclerostin, aber klinische Evidenz deutet darauf hin, dass Ihre Verwendung führt zu einer erhöhten Herz-Kreislauf-Risiko.
Das Forschungsteam wurde geleitet von Professor Zhang Ge, Associate Director der HKBU Gesetz Sau Fai Institut für die Förderung der Translationalen Medizin in den Knochen & Joint-Erkrankungen, und Professor Lyu Aiping, Direktor der HKBU-Institut für Integrierte Bioinformedicine und Translational Science—strategisch durchleuchtet und optimiert, eine neue Klasse von Molekül Nukleinsäure-aptamere gegen das protein sclerostin, die erheblich fördert die Knochenbildung in Mäusen, die mit OI. Darüber hinaus ist es nicht auf die Herz-Kreislauf-Schutz-Funktion von sclerostin und daher keine Erhöhung des kardiovaskulären Risikos.
Aptamere sind einzelsträngige DNA-oder RNA-Moleküle, die als alternative zu Antikörpern. Sie können binden und hemmen bestimmte Ziele, wie sclerostin, mit Ihren drei-dimensionale Strukturen. Aber in einem random single-stranded DNA-Bibliothek mit mehr als 1015 Sequenzen, die Ermittlung der optimalen Molekül für die Behandlung der OI ist wie die Suche nach einer Nadel im Heuhaufen.
Aptamere ausgewählt werden kann, verstärkt und bereichert durch einen Prozess namens “ Systematische Evolution von Liganden durch Exponentielle Anreicherung (SELEX). Traditionell, SELEX erfolgt manuell und ist sehr zeitaufwendig. In diesem Projekt, die HKBU team gelang es, deutlich anheben screening-Effizienz durch die Verwendung eines mikrofluidischen system entwickelt, das die Forscher an den aptameren. Die Mikrofluidik ist eine Technik, die verwendet werden können, genau zu kontrollieren und zu manipulieren, Flüssigkeit in den Mikroliter-Bereich (ein Millionstel Liter).
Nach screening von Zehntausenden von aptameren gegen sclerostin mit dem mikrofluidischen system, das team dann angewendet AI-Technologie, um weiter zu identifizieren, die optimale Moleküle.
„Wir erhalten Tausende von Kandidaten-Sequenzen nach der Sequenzierung der Nächsten Generation (eines der Verfahren von SELEX). Während es unmöglich ist, zu charakterisieren, die Bindung Spezifität, Affinität und Aktivität von jedem dieser Kandidaten, die KI berechnen kann, diese Eigenschaften“, sagt Professor Zhang.
„AI-Technologie spart Personal, verkürzt sich sieben mal, und auch reduziert den Reagenzienverbrauch. Es vermeidet auch den Verlust von potenziell vielversprechende Kandidaten, die passiert Häufig, wenn mit herkömmlichen analytischen Methoden,“ fügte er hinzu.
Der Roman aptamer gegen sclerostin entwickelt von der HKBU gewährt wurde orphan drug designation von der FDA im August 2019. In den USA der Orphan Drug Act erlaubt der FDA zu erteilen besonderen status für Arzneimittel für seltene Krankheit, die Behandlung, die ist, bezeichnet man als orphan drug designation.
Erfolg bei der Beschaffung von orphan-drug-Bezeichnung bringt eine Reihe von Vorteilen für die zukünftige Forschung und Entwicklung des Medikaments, einschließlich der Beschleunigung des review-Prozesses, den Verzicht auf die Zulassung Gebühr, und sieben Jahre Marktexklusivität für das zugelassene Produkt.
