同步測試數千種化合物 揭開新藥與客製化療法的奧秘

科學家揭露了一項突破性方法，可同步測試數千種活性物質如何影響細胞代謝。透過高通量代謝體學與質譜分析法，他們發現了現有藥物出人意料的作用，為藥物重新定位及加速新藥研發鋪就道路。未來，這種方法有望將患者特定的代謝資料與客製化療法相結合。

活性物質究竟如何影響細胞內的代謝過程？解答此問題或許能為新藥研發帶來寶貴洞見。然而，過往研究大量化合物與細胞代謝的相互作用，向來是資源密集型任務。

如今，巴塞爾大學醫學院的研究團隊推出一項開創性方法，能同步測試數千種物質的代謝效應。他們基於高通量代謝體學技術的研究成果，於今日（1月28日）發表在《自然生物技術》期刊上。

「當我們更確切瞭解活性物質如何介入細胞代謝時，就能加速藥物研發。」馬蒂亞·贊皮耶裡教授解釋道，「我們的方法能進一步描繪物質特性，藉此推斷可能的副作用或與其他藥物的相互作用。」

該研究的主要作者洛朗茨·舒克內希特博士帶領團隊，在細胞培養板的數千個小孔中培養細胞。接著，他們用化合物庫中的1500多種物質分別處理每個小孔中的細胞，並運用質譜分析法，測量細胞內數千種稱為代謝物的小分子生物分子在處理後的變化。

這使研究團隊得以收集每種活性化合物作用下，細胞內超過2000種代謝產物的變化資料。隨後，他們透過計算機輔助分析，將這些變化與未處理細胞的情況進行比較。最終得出每種活性物質對細胞代謝的影響概述，從而精準掌握其各自的作用模式。

贊皮耶裡總結實驗結果時表示：「市售藥物對細胞代謝的影響遠超我們的想象。」尤其值得注意的是，常見藥物有此前未知的作用模式。舉例來說，研究團隊發現，治療罕見甲狀腺功能疾病的藥物替拉曲可，除主要作用外，還會影響某些核苷酸的生成，而核苷酸是DNA合成的基本單位。

舒克內希特稱：「因此，這種藥物可能是一個新應用領域的理想選擇：調節核苷酸生物合成，進而例如在癌症治療中抑制腫瘤生長。」

贊皮耶裡表示：「此類高通量方法產生的全面資料，有助於訓練人工智慧來設計新藥。我們的長期願景是，將疾病的患者特定代謝特徵與數千種化合物候選物的代謝干擾模式相匹配，找出能逆轉疾病引發的分子變化的最佳藥物。」

這位藥理學家強調，為了更接近這一願景，不僅要了解物質對代謝的作用，人體如何處理活性物質以及由此如何改變其效果同樣重要。因此，科學家們正在進行進一步研究，以更深入審視人體與活性物質之間的相互作用。

參考文獻：《人類藥理學擾動代謝圖譜揭示藥物作用模式》，作者洛朗茨·舒克內希特、卡琳·奧特邁爾、于爾根·耶內斯、瑪蒂娜·布萊西、埃萊妮·帕努西斯、塞巴斯蒂安·博爾斯、特蕾齊亞·多爾恰科娃、托比亞斯·富勒、佩德羅·貝爾特拉奧和馬蒂亞·贊皮耶裡，2025年1月28日，《自然生物技術》。DOI：10.1038/s41587-024-02524-5