Tecnologia facilitante basata su librerie chimiche codificate da DNA per il drug discovery
La tecnologia delle librerie chimiche codificate da DNA (DEL) ha rivoluzionato il drug discovery, permettendo uno screening e un’identificazione efficienti dei potenziali candidati farmaci. Le DEL offrono numerosi vantaggi rispetto alle librerie di piccole molecole tradizionali, come la possibilità di interrogare un gran numero di composti in un singolo esperimento, un'elevata diversificazione chimica e la produzione di set di dati ricchi di informazioni.
Ora con DyNAbind® è possibile avvalersi dell’innovativa tecnologia DEL per l’individuazione dei composti capostipite (hit), l’ottimizzazione dei composti guida (lead) e la deconvoluzione del bersaglio. I kit DEL riducono al minimo i costi e i tempi di avvio fornendo librerie di composti pre-assemblate e i materiali, i protocolli e i reagenti necessari per uno screening ad alto rendimento.
La nostra gamma DEL
DYNA001: libreria di frammenti codificati da DNA che aumenta la precisione nello screening del bersaglio farmacologico. Nel drug-discovery basato sui frammenti si utilizzano piccoli composti a basso peso molecolare, o frammenti, che fungono da punti di partenza per la progettazione del farmaco. Le librerie DEL possono essere sottoposte a screening in relazione a un bersaglio terapeutico al fine di individuare i frammenti hit che saranno poi elaborati in composti più grandi.
DYNA002: libreria chimica codificata da DNA contenente almeno 10 milioni di piccole molecole che si legano a bersagli specifici. Disponibile sotto forma di kit da 2 o 5 flaconcini, la cui concentrazione è ottimizzata in modo che ciascun flaconcino possa essere impiegato nel test di una condizione. Il costo della libreria include la generazione di una lista di 50 hit, ma si possono raggiungere i 60 hit nel caso si verifichino posizioni di parità. Tutte le strutture degli hit vengono rivelate senza alcun costo aggiuntivo e non saranno addebitati diritti di licenza per l'uso degli hit per scopi di ricerca, sviluppo o produzione.
DELDATA: fornisce informazioni ampie e dettagliate su tutti gli hit ricavati dallo screening della libreria DYNA002. Questo pacchetto di dati funge da catalizzatore per lo sviluppo di modelli predittivi avanzati, algoritmi di ottimizzazione e strategie di apprendimento automatico finalizzati all'individuazione di lead con l’ausilio dell'intelligenza artificiale.
| Libreria di frammenti codificati da DNA | Libreria di 10 milioni di composti codificati da DNA | |
|---|---|---|
| Dimensioni della libreria | 370.000 paia di frammenti | 10 milioni di piccole molecole |
| Tipo di composto | Individuazione di frammenti appaiati | Individuazione di hit formati da tre frammenti |
| Stato di legame | È necessario sviluppare linker che leghino le coppie di frammenti | Frammenti già legati |
| Metodo di identificazione degli hit | Le piccole dimensioni dei frammenti aumentano le probabilità di individuare un hit | Le vaste dimensioni della libreria aumentano le probabilità di individuare un hit |
| Fase della ricerca | Per arrivare alla definizione di un composto è richiesto un maggior lavoro di sviluppo | La fase di sviluppo del composto è più avanzata |
| Sviluppo richiesto | Più libertà nello sviluppo | Meno libertà perché sviluppato più completamente |
| Confezionamento | 5 flaconcini | 2 flaconcini o 5 flaconcini |
| Informazioni strutturali | Sono disponibili solo le strutture degli hit | Tutte le strutture sono disponibili con l’Accordo di condivisione dei dati |
Come funzionano le librerie DEL?
In una libreria codificata da DNA, ciascuna struttura chimica è legata a una sequenza di DNA univoca che funge da codice a barre. I tag di DNA codificano le informazioni correlate alla struttura chimica cui sono legati, consentendone una identificazione univoca. Questa tecnica consente di creare vaste librerie con un elevato grado di diversificazione delle strutture. Nel corso dello screening, la libreria viene esposta a una proteina bersaglio, ad esempio un enzima o un recettore implicato in una determinata patologia. Le strutture chimiche capaci di legarsi al bersaglio resteranno attaccate al target insieme ai loro tag di DNA. Dopo la fase di binding, tutte le strutture non legate vengono sciacquate via tramite lavaggio, mentre i costrutti che hanno interagito con il bersaglio restano ad esso attaccati. Quindi, tramite sequenziamento massivo parallelo (next-generation sequencing) dei tag di DNA delle strutture legate al target, si identificano quelle che hanno interagito con il target biologico e che si rivelano potenziali candidati farmaci.
Vantaggi fondamentali
- Maggiore diversificazione chimica: grazie all'elevato numero di composti che possono essere codificati e sottoposti a screening simultaneamente, le librerie DEL consentono di accedere a un'enorme diversificazione chimica con cui esplorare un'ampia gamma di spazi chimici, aumentando le possibilità di identificare composti nuovi e potenti.
- Screening ad alto rendimento: Le librerie DEL permettono lo screening di milioni, e persino di miliardi di composti, in un singolo esperimento, consentendo una rapida individuazione degli hit. Questa capacità di screening ad alto rendimento accelera il processo di scoperta di nuovi lead e riduce il tempo necessario per l'individuazione di potenziali candidati farmaci.
- Efficienza in termini di costo e tempo: L'uso di librerie codificate da DNA riduce la quantità di materiale necessario per lo screening ed evita di dover purificare e manipolare i singoli composti, snellendo il flusso di lavoro e minimizzando i costi.
Applicazioni delle librerie DEL
Le librerie DEL sono preziose per gli studi di convalida dei bersagli, consentendo ai ricercatori di individuare e convalidare potenziali bersagli farmacologici. Inoltre, possono essere utilizzate per la generazione di lead basata su frammenti, in cui frammenti di piccole molecole vengono sottoposti a screening in relazione a un bersaglio di interesse per identificare i lead da sottoporre a successiva ottimizzazione. Inoltre, le librerie codificate da DNA si sono dimostrate utili nelle ricerche di biologia chimica per comprendere le interazioni con i bersagli, identificare le interazioni proteina-proteina ed esplorare nuovi spazi chimici.
Risorse correlate
- Fragment-Based DNA-Encoded Library
Dynamic Library technology in drug discovery delivers reliable results with high chemical diversity, suitable for various targets.
- Future of Drug Discovery with DNA Encoded Libraries
DNA encoded libraries (DELs) offer a paradigm shift in drug discovery by leveraging molecular biology and high-throughput screening. DELs offer a full high-throughput screening library in one vial. Along with our DEL data package, machine learning and AI can be utilized to determine even more information on targets.
- Shaping the Future of Drug Discovery with DNA-Encoded Libraries
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