Wikipedie

Fenotypový screening

Fenotypový screening je typ screeningu používaný v biologickém výzkumu a objevování léků k identifikaci látek, jako jsou malé molekuly, peptidy nebo RNAi, které požadovaným způsobem mění fenotyp buňky nebo organismu.[1] Po fenotypovém screeningu musí následovat další kroky: identifikace (někdy označovaná jako dekonvoluce) a validace,[2] aby se identifikovaly buněčné struktury a mechanismy, které látka identifikovaná během screeningu ovlivňuje a skrze jejichž modulaci funguje.[3]

Historický kontext editovat

Fenotypový screening byl historicky základem pro objevování nových léků.[4] Sloučeniny jsou testovány na buněčných nebo zvířecích modelech onemocnění, aby se identifikovaly molekuly, které způsobují žádoucí změnu fenotypu. Po identifikaci těchto "biologicky aktivních" sloučenin následuje určení biologických cílů těchto sloučenin - proces známý jako dekonvoluce cíle. Tato strategie je často označována jako „klasická farmakologie“ nebo „fenotypové objevování léčiv“.[4]

V poslední době existuje i paralelní strategie: nejprve stanovit hypotézu, že určitý biologický cíl způsobuje/ovlivňuje určité onemocnění, a poté provést high-throughput screening na sloučeniny, které modulují aktivitu tohoto (purifikovaného) cíle. Následně se tyto identifikované sloučeniny testují na zvířatech, aby se zjistilo, zda opravdu vykazují požadovaný účinek. Tento přístup je známý jako „reverzní farmakologie“ nebo „objevování léčiv na základě cíle“.[5] Nedávná statistická analýza však ukazuje, že nadproporční počet prominentních léků s novými mechanismy účinku pochází z fenotypového screeningu,[6] což vedlo k oživení zájmu o tuto metodu.[1][7][8]

Typy editovat

In vitro editovat

Nejjednodušší fenotypové screeningy využívají buněčné linie a monitorují jeden parametr, jako je buněčná smrt, produkce konkrétního proteinu apod. Často se také používá high-content screening (HCS), při kterém lze současně sledovat změny v expresi několika proteinů a při kterém se sleduje změna morfologie celých buněk či jejich částí.[9][10] Při použítí fluorescenčně označených buněčných komponent či organel může HCS také odhalit účinky látek na buněčné kultury in vitro, čímž se dají rozlišit fenotypové účinky široké škály léků.[11]

In vivo editovat

V přístupech využívajících zvířata je fenotypový screening příkladem toho, kdy je látka hodnocena z hlediska potenciálního terapeutického přínosu na mnoha různých typech zvířecích modelů reprezentujících různé stavy onemocnění.[12] Fenotypový screening na zvířatech využívá modelové organismy k vyhodnocení účinků testovaných látek v "plně sestavených biologických systémech". Příklady organismů používaných pro fenotypový screening (v provedení HCS) zahrnují octomilku (Drosophila melanogaster), dánio (Danio rerio) a myš (Mus musculus).[13]

Využití pro "drug repurposing" editovat

Vývoj a výzkum nových léčiv je finančně i časově velmi náročný - alternativou je využití existujících a schválených léčiv pro terapii jiných onemocnění - tzv. „drug repurposing“ („drug repositioning“). Zároveň, v případě fenotypového screeningu na zvířatech není možné využívat knihovny látek obsahující tisíce sloučenin. Proto se tento typ screeningu často zaměřuje na již schválená léčiva (či kandidátní sloučeniny v pozdní fázi klinického testování), avšak pro léčbu odlišného onemocnění ("drug repurposing").[12]

Reference editovat

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Phenotypic screening na anglické Wikipedii.

  1. ↑ a b KOTZ, Joanne. Phenotypic screening, take two. Science-Business eXchange. 2012-04, roč. 5, čís. 15, s. 380–380. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. ISSN 1945-3477. DOI 10.1038/scibx.2012.380. (anglicky) 
  2. ↑ WILKINSON, Isabel V.L.; TERSTAPPEN, Georg C.; RUSSELL, Angela J. Combining experimental strategies for successful target deconvolution. Drug Discovery Today. 2020-11, roč. 25, čís. 11, s. 1998–2005. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. DOI 10.1016/j.drudis.2020.09.016. (anglicky) 
  3. ↑ MOELLERING, Raymond E.; CRAVATT, Benjamin F. How Chemoproteomics Can Enable Drug Discovery and Development. Chemistry & Biology. 2012-01, roč. 19, čís. 1, s. 11–22. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. DOI 10.1016/j.chembiol.2012.01.001. (anglicky) 
  4. ↑ a b VINCENT, Fabien; NUEDA, Arsenio; LEE, Jonathan. Phenotypic drug discovery: recent successes, lessons learned and new directions. Nature Reviews Drug Discovery. 2022-12, roč. 21, čís. 12, s. 899–914. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. ISSN 1474-1776. DOI 10.1038/s41573-022-00472-w. (anglicky) 
  5. ↑ LEE, Jonathan A.; UHLIK, Mark T.; MOXHAM, Christopher M. Modern Phenotypic Drug Discovery Is a Viable, Neoclassic Pharma Strategy. Journal of Medicinal Chemistry. 2012-05-24, roč. 55, čís. 10, s. 4527–4538. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. ISSN 0022-2623. DOI 10.1021/jm201649s. (anglicky) 
  6. ↑ SWINNEY, David C.; ANTHONY, Jason. How were new medicines discovered?. Nature Reviews Drug Discovery. 2011-07, roč. 10, čís. 7, s. 507–519. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. ISSN 1474-1776. DOI 10.1038/nrd3480. (anglicky) 
  7. ↑ ZHENG, Wei; THORNE, Natasha; MCKEW, John C. Phenotypic screens as a renewed approach for drug discovery. Drug Discovery Today. 2013-11, roč. 18, čís. 21–22, s. 1067–1073. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. DOI 10.1016/j.drudis.2013.07.001. (anglicky) 
  8. ↑ BROWN, Dean G.; WOBST, Heike J. Opportunities and Challenges in Phenotypic Screening for Neurodegenerative Disease Research. Journal of Medicinal Chemistry. 2020-03-12, roč. 63, čís. 5, s. 1823–1840. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. ISSN 0022-2623. DOI 10.1021/acs.jmedchem.9b00797. (anglicky) 
  9. ↑ High content screening : science, techniques and applications. Hoboken, N.J.: Wiley-Interscience 1 online resource (xxv, 391 pages) s. Dostupné online. ISBN 0-470-22985-3, ISBN 978-0-470-22985-9. OCLC 647764581 
  10. ↑ JACKSON, Melanie. High content screening.. [Place of publication not identified]: Humana Dostupné online. ISBN 1-61737-746-5, ISBN 978-1-61737-746-4. OCLC 942899240 
  11. ↑ WILLIS, Clinton; NYFFELER, Johanna; HARRILL, Joshua. Phenotypic Profiling of Reference Chemicals across Biologically Diverse Cell Types Using the Cell Painting Assay. SLAS Discovery. 2020-08, roč. 25, čís. 7, s. 755–769. Dostupné online [cit. 2023-01-21]. DOI 10.1177/2472555220928004. (anglicky) 
  12. ↑ a b SAPORITO, Michael S.; LIPINSKI, Christopher A.; REAUME, Andrew G. Phenotypic In Vivo Screening to Identify New, Unpredicted Indications for Existing Drugs and Drug Candidates. Příprava vydání Michael J. Barratt, Donald E. Frail. 1. vyd. [s.l.]: Wiley Dostupné online. ISBN 978-0-470-87827-9, ISBN 978-1-118-27440-8. DOI 10.1002/9781118274408.ch9.. S. 253–290. (anglicky) DOI: 10.1002/9781118274408.ch9. 
  13. ↑ Chemical genomics. Cambridge: Cambridge University Press 1 online resource (xi, 345 pages) s. Dostupné online. ISBN 978-1-139-23201-2, ISBN 1-139-23201-0. OCLC 780425826 
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/w/index.php?title=Fenotypový_screening&oldid=23135324“