Ανακαλύπτοντας Καλύτερους Τρόπους Δόμησης Φαρμακευτικών Μορίων – Biomedical Beat Blog – Εθνικό Ινστιτούτο Γενικών Ιατρικών Επιστημών

«Λατρεύω το μυστήριο του χημεία. Εξερευνά το μεγάλο άγνωστο του σύμπαντος», λέει Phil Baran, Ph.D., καθηγητής χημείας στο Scripps Research, La Jolla, Καλιφόρνια. Το πάθος του για το αντικείμενο συνέβαλε καταλυτικά σε μια επιτυχημένη καριέρα οργανικός σύνθεση-οικοδόμηση μόρια που αποτελούν το θεμέλιο των ζωντανών όντων και μπορούν να αναπτυχθούν ως φάρμακα.

Θέτοντας το βλέμμα του στην επιστήμη

Το σχολείο δεν ενδιέφερε τον Δρ Μπαράν μέχρι που βρήκε τη χημεία στην 10η δημοτικού. «Από εκεί, η αποστολή ήταν ξεκάθαρη: να κάνω ό,τι χρειαζόταν για να κάνω χημεία για το υπόλοιπο της ζωής μου», λέει. Εκείνη την εποχή, αυτό σήμαινε την επίτευξη ορισμένων βαθμών, έτσι εστίασε στη βελτίωση των ακαδημαϊκών του επιδόσεων. Παρακολούθησε επίσης μαθήματα σε κοινοτικό κολέγιο και αποφοίτησε με το απολυτήριο γυμνασίου και το πτυχίο του συνεργάτη ταυτόχρονα.

Στη συνέχεια ο Δρ Μπαράν γράφτηκε στο Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης ως νεώτερος, με ειδικότητα στη χημεία. Κατά το πρώτο του εξάμηνο, ρώτησε David Schuster, Ph.D., σχετικά με την έρευνα. Όταν ο Δρ Σούστερ είπε ότι συνήθως δεν έπαιρνε μαθητές σε τόσο πρώιμο στάδιο της εκπαίδευσής τους, ο Δρ Μπαράν απάντησε: «Αν μου δώσεις αυτή την ευκαιρία, δεν θα σε απογοητεύσω». Εργάστηκε στο εργαστήριο Schuster για το υπόλοιπο της προπτυχιακής του καριέρας και η εμπειρία τον ενέπνευσε να επικεντρωθεί στην οργανική σύνθεση στο μεταπτυχιακό.

Η καθοδήγηση του Δρ. Σούστερ είχε επίσης άλλες σημαντικές επιπτώσεις. «Προερχόμουν από ένα πολύ προβληματικό υπόβαθρο και ο Δρ Σούστερ με βοήθησε να αποκτήσω δεξιότητες ζωής που δεν έμαθα πραγματικά στο σπίτι», λέει ο Δρ Μπαράν. Θυμάται ότι ο Δρ Σούστερ τον ενθάρρυνε να αφιερώσει χρόνο από τις σπουδές του και τις εργαστηριακές του εργασίες, που του κατανάλωσαν μεγάλο μέρος του χρόνου, για να κοινωνικοποιηθεί. Ως ένας τρόπος για να βγάλει τον Δρ Μπαράν από το εργαστήριο, ο Δρ. Σούστερ τον έπαιρνε μερικές φορές για να παίξει ρακέτα και ήταν ο Δρ Σούστερ που ήταν ο πρώτος που παρατήρησε ότι ο Δρ. Μπαράν είχε κακή όραση. Με βάση τη σύστασή του, ο Δρ Μπαράν είδε έναν οφθαλμίατρο και έλαβε τη βοήθεια που χρειαζόταν.

Μετά την ολοκλήρωση του πτυχίου του, ο Δρ Baran εισήγαγε Ph.D. πρόγραμμα στη Scripps και εργάστηκε στο εργαστήριο του KC Νικολάου, Ph.D. Πήρε μεταδιδακτορική θέση στο εργαστήριο του νομπελίστα EJ Corey, Ph.D.στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, Κέιμπριτζ, Μασαχουσέτη.

Το 2002, ο Δρ. Μπαράν επέστρεψε στο Σκριπς για να παρουσιάσει τη μεταδιδακτορική του εργασία και το ινστιτούτο τον εξέπληξε προσφέροντάς του μια θέση επίκουρου καθηγητή από το 2003. Ήταν μόλις 25 ετών και δεν είχε σχεδιάσει να γίνει καθηγητής. „Ήμουν τρομοκρατημένος. Δεν πίστευα ότι ήμουν αρκετά καλός», λέει ο Δρ Μπαράν. «Αλλά πάντα σκέφτομαι ότι αν μια ευκαιρία σε τρομοκρατεί, τότε μάλλον πρέπει να την εκμεταλλευτείς».

Υποστήριξη της Ανάπτυξης Φαρμάκων και Καθοδηγούμενων

Η έρευνα του Δρ Baran επικεντρώνεται στην εύρεση των απλούστερων τρόπων για τη δημιουργία χρήσιμων οργανικών μορίων. Του εργαστήριο έχει αναπτύξει αποτελεσματικές μεθόδους για την παραγωγή ενώσεων με πιθανές φαρμακευτικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων γνωστών για την καταπολέμηση βακτήρια, ιούςκαι όγκους, καθώς και ένα στεροειδές που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία συγκοπή. Ο Δρ Baran έχει επίσης αναπτύξει πολλά χρήσιμα
αντιδραστήρια—ενώσεις που προκαλούν χημικές αντιδράσεις ή ελέγχουν εάν έχουν συμβεί. Για παράδειγμα, ένα από τα αντιδραστήριά του χρησιμοποιήθηκε στη φάση ανακάλυψης που οδήγησε στο φάρμακο Covid-19 Paxlovid.

Ένα άλλο από τα επιτεύγματα του Δρ. Μπαράν είναι το έργο του πάνω αντιπληροφοριακά ολιγονουκλεοτίδια (ASOs)τα οποία είναι κοντά, μονόκλωνα κομμάτια του DNA ή RNA που μπορεί να δεσμεύσει συγκεκριμένο RNA και να τα σταματήσει να λειτουργούν. Τα ASO είναι χειρόμορφο μόρια, που σημαίνει ότι δύο μπορούν να έχουν την ίδια αλληλουχία συνδεδεμένων ατόμων αλλά διαφορετικούς τρισδιάστατους προσανατολισμούς. Είναι ακριβώς όπως τα χέρια σας, τα οποία έχουν την ίδια σειρά δακτύλων, αλλά είναι κατοπτρικά είδωλα το ένα του άλλου και δεν μπορούν να τοποθετηθούν πάνω (πανομοιότυπα ταιριασμένα όταν τοποθετούνται το ένα πάνω στο άλλο).

Οι επιστήμονες έχουν και συνεχίζουν να αναπτύσσουν τα ASO ως φάρμακα. Ωστόσο, συνήθως μόνο ένα από τα πιθανά χιλιάδες τρισδιάστατα σχήματα είναι αποτελεσματικό ως φάρμακο και η σύνθεση ASO με ένα μόνο τρισδιάστατο σχήμα ήταν μια πρόκληση. Μαζί με τη φαρμακευτική εταιρεία Bristol-Myers Squibb, το εργαστήριο του Dr. Baran ανέπτυξε ένα σύστημα αντιδραστηρίων που όχι μόνο επιτρέπει στους χημικούς να συνθέτουν ASO σε ένα ενιαίο τρισδιάστατο σχήμα αλλά και να αυξάνουν τη συνολική τους σταθερότητα τροποποιώντας τη ραχοκοκαλιά τους. Αυτή η πρόοδος θα μπορούσε να ανοίξει την πόρτα για την ανάπτυξη νέων ASO ως φαρμάκων.

Ο Δρ Baran θέλει να συνεχίσει να εξελίσσει την έρευνά του σε νέες κατευθύνσεις. «Ελπίζω ότι ένας μαθητής που θα εγκαταλείψει την ομάδα θα επιστρέψει σε 5 χρόνια και δεν θα αναγνωρίσει πραγματικά τίποτα από αυτό που συμβαίνει», λέει. Αυτή η ερευνητική και εκπαιδευτική αποστολή υποστηρίζεται από α Βραβείο Μεγιστοποίησης Ερευνητών από το NIGMS—ένα είδος επιχορήγησης που παρέχει σταθερή και ευέλικτη χρηματοδότηση για ένα πρόγραμμα έρευνας που εμπίπτει στην αποστολή του Ινστιτούτου.

Ο Δρ Μπαράν έχει λάβει πολλές διακρίσεις για τα επιστημονικά του επιτεύγματα, αλλά λέει ότι το επίτευγμα για το οποίο είναι πιο περήφανος είναι να καθοδηγεί μαθητές που έχουν γίνει επιτυχημένοι επιστήμονες. Πιστεύει ότι η αγάπη για την έρευνα είναι ζωτικής σημασίας για την ακμή σε μια επιστημονική καριέρα και ενθαρρύνει τους καθοδηγητές του να σκεφτούν αν η εργασία στο εργαστήριο τους φέρνει ευτυχία. «Υπάρχουν ένα εκατομμύριο πράγματα που μπορείς να κάνεις στη ζωή σου», λέει. «Θα πρέπει να επιδιώξεις κάτι που σε κάνει ευτυχισμένο».

Η έρευνα του Dr. Baran χρηματοδοτείται από την επιχορήγηση NIGMS R35GM118176.