Za několik sekund dokáže najít tisíce molekul látek. Speciální software může pomoct při vývoji léčiv
To, co by normálně trvalo dlouhé hodiny, je hotové za pár sekund. Přesně takové zrychlení nabízí software na hledání přírodních léčivých látek. Pracují na něm vědci v Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd. Experti z celého světa díky tomu můžou lépe zkoumat třeba protirakovinové působení rostlin. Princip systému teď vyšel v prestižním časopise Nature Biotechnology.
„Kdyby chtěl člověk tuhle analýzu dělat manuálně, strávil by u jednoho vzorku půl roku. V publikaci ukazujeme zpracování 8000 vzorků během jedné hodiny, což je věc, která se žádnému jinému podobnému softwaru v dnešní době nedaří,“ vysvětluje Radiožurnálu hlavní koordinátor mezinárodního týmu Tomáš Pluskal, zatímco jdeme do jedné z laboratoří Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd.
To, co by normálně trvalo dlouhé hodiny, je hotové za pár sekund. Přesně takové zrychlení nabízí software na hledání přírodních léčivých látek.
Té vévodí hmotnostní spektrometr, což je velká šedá krabice o velikosti zhruba psacího stolu, která automaticky analyzuje složení rostlin nebo jiných látek, a to podle hmotnosti jednotlivých molekul, i když zvenčí nic nevidíme.
„Díváme se vlastně na dva přístroje – kapalinový chromatograf a hmotnostní spektrometr. A vzorek, který obsahuje tisíce molekul, se nejprve rozdělí podle jejich chemických vlastností,“ popisuje Pluskal a bere do ruky malinkatý vzoreček – malou zkumavku. „Úplně stačí jeden mikrolitr vzorku,“ vysvětluje.
Kapalinový chromatograf vypadá jako skříňka se zásuvkami. „Přístroj má takovou ledničku, říká se jí autosampler,“ liší Pluskal a vkládá do něj vzorek.
Přístroj automaticky pracuje, vzorek se otáčí, což značí začátek jeho analýzy. „Spektrometr průběžně měří spektra všech těch látek, která přicházejí z chromatografu, což vidíme tady na počítači,“ ukazuje mi biochemik.
3:49
V Česku úspěšně otestovali lék proti mozkožravému parazitovi. Onemocnění dosud nepřežil téměř nikdo
Číst článek
Jsou tam jenom barevné signály podle množství látky, která je v tom vzorku, ale není jasné, o jakou molekulu jde.
„Přístroj nám změří molekulární hmotnosti, ale neřekne, co je to za molekuly, ani jak se liší jejich množství v různých vzorcích. Tady právě přichází ke slovu software MZ mine, který vyvíjíme a který dokáže tyto shluky čísel přeložit do informace, podle které dokáže biochemik plánovat svůj další výzkum,“ míní Pluskal.
Výsledkem zhruba čtvrthodinové analýzy bývá asi 1GB dat, jedno měření teď Tomáš Pluskal zadává do nejnovější verze softwaru, kterému se věnuje už téměř dvacet let.
„Ten nám během chvilky, trvá to pět nebo deset vteřin, nadetekuje jednotlivé peaky a my si můžeme otevřít každý signál, který software detekoval. Konkrétně v tomhle jednom vzorku je 9800 signálu. Je vidět, že je přístroj velice citlivý, a molekul, které se tam dají najít, je opravdu hodně,“ říká.
Český projekt by mohl pomáhat pacientům po celém světě. Diagnózu bude určovat umělá inteligence
Číst článek
Hmotnostní spektrometry jsou na tom ale stejně jako auta – existuje mnoho různých typů, ať už pro kapaliny nebo vzorky tkáně, a vznikají tak různá data. Třetí generace softwaru MZ mine je ale dokáže snadno sjednotit a vyhodnotit.
„Teď máme nástroj, který jsme zatím neměli. Obvykle se díváme na konkrétní vzorky různými způsoby, nádorové tkáně zobrazujeme laserem a pomocí chromatografie třídíme látky, které najdeme v nádoru. S využitím našeho softwaru teď kombinací těchto metod můžeme jednodušeji najít buňku, která může spouštět nemoc,“ potvrzuje člen mezinárodního týmu Robin Schmidt z akademického Ústavu organické chemie a biochemie.
Podobně teď například čeští vědci zjišťují, která z molekul v pepřovníku má protirakovinové účinky.
