Kavzalna omrežja bioloških interakcij predstavljajo celične regulativne poti. Njihova združitev z drugimi biološkimi podatki omogoča vpogled v bolezenske mehanizme in odpira nove možnosti za odkrivanje zdravil. Razvili smo kavzalno mrežo bolezni (CaNDis), spletni strežnik za raziskovanje človeške mreže kavzalnih interakcij, ki smo ga razširili s podatki o boleznih in zdravilih, odobrenih s strani FDA, na podlagi katerih smo zgradili mrežo bolezni in bolezenskih povezav, ki predstavljajo podobnosti med boleznimi. Pokazali smo, kako lahko CaNDis uporabimo za identifikacijo kandidatnih genov z znanimi in novimi vlogami pri sočasnem pojavljanju bolezni in medsebojnem delovanju zdravil. CaNDis je prosto dostopen akademskim uporabnikom na naslovu http://candis.insilab.org.
F.15 Razvoj novega informacijskega sistema/podatkovnih baz
COBISS.SI-ID: 27212035Pri Evropskem patentnem uradu smo vložili mednarodno patentno prijavo Inhibitorji majhnih molekul 6-fosfofrukto-1-kinaze za zmanjšanje tvorbe laktata v rakavih celicah. Problem produkcije laktata pri rakastih celicah bi lahko rešili z delno inhibicijo visoko aktivne modificirane oblike encima 6-fosfofrukto-1-kinaze (PFK). Z uporabo naše razvite metode inverznega sidranja z algoritmom CANDOCK smo preiskali bazo majhnih molekul in določili tiste, ki se prilegajo na ATP vezavno mesto PFK encima. Močno afiniteto do encima smo ugotovili pri 33 spojinah, ki so bile tudi komercialno dostopne. Vse spojine smo testirali na inhibicijo izoliranih rekombinantnih modificiranih PFK1 encimov, potem pa nekaj izbranih spojin testirali tudi na preprečevanje kopičenja laktata pri različnih tumorigenih celičnih linijah. Pri sedmih spojinah smo zaznali uspešno prekinitev tvorbe laktata, istočasno pa niso kazale citostatičnih in citotoksičnih vplivov na rast rakastih celic. S specifičnimi metodami smo pri vseh spojinah dokazali, da zavirajo delovanje tarčnega PFK encima in zmanjšajo glikolitični pretok na takšnega, kot je značilen za normalne, ne deleče se humane celice. Dosežek objavljen na: https://www.ki.si/novice/single-prikaz/dosezek/novica/inhibicija-tvorbe-laktata-pri-rakastih-celicah/
F.32 Mednarodni patent
COBISS.SI-ID: 6452762Zaradi odličnega sodelovanja na tem raziskovalnem projektu smo dodatno za Lek d.d. l. 2018 izvajali industrijski projekt z naslovom Evaluation of the effect of biological drug glycosylation on ligand binding. Leta 2019 smo ustanovili spin-off podjetje, specializirano za razvoj in uporabo inovativnih računskih orodij za odkrivanje zdravil.
F.17 Prenos obstoječih tehnologij, znanj, metod in postopkov v prakso
Identifikacija ohranjenih vod v proteinskih strukturah je računsko zahtevna in ima uporabo v molekularnem sidranju in napovedovanju stabilnosti proteinov. Kot alternativo računsko zahtevnim simulacijam proteinov v vodi lahko za zanesljivo napovedovanje ohranjenih vodnih območij uporabimo eksperimentalne kristalizirane vode v podatkovni bazi proteinov (PDB) v kombinaciji z algoritmom za primerjavo lokalnih struktur. Razvili smo pristop ProBiS H2O na osnovi predhodno razvitega algoritma ProBiS, ki omogoča identifikacijo ohranjenih vodnih območij na proteinih z uporabo eksperimentalnih proteinskih struktur iz PDB ali nizom struktur po izbiri uporabnika. S proteinsko strukturo, vezavnim mestom ali posamezno molekulo vode kot vhodnim podatkom, ProBiS H2O poišče podobne proteine iz PDB in izvede lokalne ali vezavno specifične superimpozicije preiskovane strukture s podobnimi proteini, ki uporabljajo algoritem ProBiS. Zbere eksperimentalne molekule vode iz podobnih proteinov in jih prenese na preiskovani protein. Prenesene vode združimo glede na njihovo medsebojno bližino, kar omogoča identifikacijo diskretnih mest v preiskovanem proteinu z visoko ohranjenostjo vode. Probis H2O je robusten in hiter nov pristop, ki uporablja obstoječe eksperimentalne strukturne podatke za identifikacijo ohranjenih vodnih mest na vmesnikih proteinskih kompleksov, na primer vmesnikov s proteini ali majhnimi molekulami. Uspešno smo validirali več že preiskovanih proteinov, za katere smo ugotovili, da imajo ohranjene molekule vode pomembno vlogo pri vezavi liganda pri načrtovanju zdravil. Prosto dostopno na: http://insilab.org/probis-h2o/ in http://insilab.org/probis-h2o-md/
F.06 Razvoj novega izdelka
COBISS.SI-ID: 6273306Na projektu je poleg ostalih sodeloval tudi mladi raziskovalec Samo Lešnik, ki je v okviru projektnih vsebin pripravil in zagovoril svoj doktorat. Bil je zelo dejaven tudi pri publiciranju svojih rezutatov v mednarodnih revijah.
D.09 Mentorstvo doktorandom
COBISS.SI-ID: 289655296