Учёные представили новый способ производства ленакапавира

Исследователи из Манчестерского института биотехнологий (Manchester Institute of Biotechnology) представили новый метод синтеза ленакапавира — современного средства для профилактики и лечения ВИЧ. Цель работы заключалась в упрощении и удешевлении процесса его получения. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

Ленакапавир — это инъекционный препарат, который вводится два раза в год. Он уже одобрен регулирующими органами и применяется в разных странах. Однако его широкое применение по-прежнему ограничено высокой стоимостью производства активного вещества.

Основная трудность заключается в создании хирального ядра молекулы — структуры, существующей в двух зеркальных формах, из которых биологически активна только одна. Получение такой структуры традиционными химическими методами требует множества этапов, что делает процесс долгим и дорогим.

Чтобы решить эту проблему, исследователи применили биокатализ* и метод направленной эволюции, основанный на постепенном внесении мутаций и последующем отборе. В ходе 8 этапов этой селекции они изучили более 12 000 вариантов фермента аминотрансферазы**. В результате в структуру белка внесли 10 ключевых изменений, что позволило создать фермент, эффективно катализирующий целевую реакцию.

Полученный катализатор показал отличные результаты: он преобразовал более 98% исходного вещества, обеспечив выход продукта свыше 90% и чистоту более 99%. Эксперименты подтвердили, что фермент работает стабильно не только в лаборатории, но и в условиях, которые приближены к реальному производству препаратов. С помощью рентгеновской кристаллографии учёные определили его точную структуру, что помогло объяснить механизм работы молекулы.

Выводы

Разработанный метод может сделать производство ленакапавира быстрее, дешевле и экологичнее. Это, в свою очередь, повысит доступность препарата и расширит его использование. Переход к таким биокаталитическим методам также может быть полезен для разработки и производства других лекарственных веществ со сложной структурой.

В ранее опубликованном исследовании учёные из Gilead Sciences выявили мутацию M66I, которая снижает чувствительность ВИЧ к ленакапавиру, но и одновременно замедляет размножение вируса.

*процесс ускорения химических реакций с помощью природных катализаторов: ферментов (белков) или живых клеток.

**группа природных ферментов, которые в живых организмах отвечают за обмен аминокислот.