Iparjogvédelmi és Szerzői Jogi Szemle, 2002 (107. évfolyam, 1-6. szám)
2002 / 2. szám - Fehérvári Anikó: Kombinatorikus kémiai találmányok szabadalmazhatósága
Kombinatorikus kémiai találmányok szabadalmazhatósága 33 lehet ismételni mindaddig, amíg az átalakulás teljesen lejátszódik. A kapcsolás mindig csak egyetlen aminosavval történik, így nincs lehetőség arra sem, hogy a hordozóanyag egyes szemcséin egynél több vegy illet keletkezzen. Az, hogy egy tetszőlegesen kiválasztott szemcsén mely vegyület - azaz peptideknél milyen aminosav sorrendű pepiid - képződik, attól függ, hogy az egyes reakciólépéseket megelőző porciózások során a kérdéses szemcse véletlenszerűen mely adagokba került, és ezeket az adagokat mely aminosavakkal reagáltatták. Végeredményben a fentiek azt jelentik, hogy a megosztásos-keveréses eljárásnál az előállított vegyületköny vtár komponensei a hordozóról történő lehasítás előtt egyedi vegyületekként vannak jelen. A tényleges keverék a hordozóról való lehasítás után keletkezik. Meg kell jegyezni, hogy ránézésre mindegyik szemcse egyforma, vagyis nem lehet megmondani, hogy melyik szemcsén melyik vegyület van. A vegyületek azonosítását külön kísérlettel kell megállapítani, ennek ellenére az egy szemcse-egy vegyület sajátságának messzemenő előnyei vannak, amelyek a hatásos vegyület kiválasztásának megkönnyítésében nyilvánulnak meg. Az eljárás igen nagy előnye rendkívüli hatékonysága. A peptideknél maradva, ha minden kapcsolási lépésben 20 aminosavval dolgoznának, és a 20-20 kapcsolást mindennap elvégeznék, az eltelt napok számától függően a következő számú peptidet lehetne előállítani: 2 nap: 400 dipeptid, 3 nap: 8000 tripeptid, 4 nap: 160 000 tetrapeptid, 5 nap: 3 200 000 pentapeptid, 6 nap: 64 000 000 hexapeptid, és a sort lehetne folytatni. A megosztásos-keveréses vegyületkönyvtár „felgöngyölítése” tulajdonképpen egy újabb módszer, amely sorozatos optimalizálást foglal magába. A vegyületek keverékének szintézise (pl. peptidek) után a valamilyen szempontból legfontosabb reagens-kombinációkat azonosítják. Bizonyos szerkezeti jellemzők rögzítése után egy újabb szintézislépés következik, ebből újra kiválasztásra kerül a legígéretesebb komponens, újabb szerkezeti jellemzőket rögzítenek, majd újabb szintézis következik és így tovább. A folyamatot addig ismétlik, amíg kezelhető mennyiségű vegyület keletkezik és kerül tesztelésre. 2.2. A párhuzamos szintézis A kombinatorikus kémiának van egy olyan ága is, amely nem a fent bemutatott szintézisen alapul, hanem több hagyományos szintézis párhuzamos elvégzésén. A párhuzamos szintézis elvét először Geysen és munkatársai alkalmazták peptidek szintézisére. Készülékük vázlata a 3. ábrán látható. 3. ábra A Geysen-féle multipin készülék A készülék egyik részét egy műanyag lap alkotja, amelyekbe lyukacskákat fúrtak. A lyukak alkotják a reakcióedényeket. Ezekbe helyezték el a különböző aminosav-származékok oldatát és a kapcsoló reagenseket. A másik lap a fedél, amelybe merőlegesen gombostűszerű elemek vannak illesztve, ezek végén bevonat van (szálacskák). A bevonat azt a szerepet tölti be, mint egy szilárd hordozó. A fedél ráhelyezésekor a szálacskák benyúlnak a reakcióedényekbe, és rajtuk végbemegy a kapcsolási reakció. A kapcsolási reakció végén a szálacskákat bemártással többször kimossák. Attól függően, hogy az egyes kapcsolási lépésekben az egyes reakcióedényekbe melyik aminosav-származékot tették, a szálacskák végén más-más pepiid képződik. A szintézis végén a keletkezett peptideket (vagy más vegyületeket) lehasíthatják a szálacskákról, de úgy is végezhetők hatásvizsgálatok, ha a vegyületeket a szálacskákon hagyják. Ez a készülék a párhuzamos szintézishez használt első típusú készülék, azóta különféle technikák alakultak ki, és a párhuzamos szintézis automatizált változatait is kidolgozták. A párhuzamos szintézis lassúbb és költségesebb a valódi kombinatorikus kémiai szintézisek teljesítményeihez viszonyítva, de a programkészítés során meg lehet határozni, hogy az egyes reakcióedényekben mely vegyületek keletkezzenek, tehát az előállított vegyületekről pontosan tudni lehet, hogy melyik micsoda. Ezenkívül van egy másik előnye is, ami az előállított anyag mennyiségével kapcsolatos. Amíg a megosztásos-keveréses eljárás során egy-egy szemcsén csupán egy-két kísérletre elegendő anyagmennyiség keletkezik, a párhuzamos reakciókban előállított 10-50 mg anyag több kísérletre is elegendő. Ma már mind a kombinatorikus kémiát, tehát a nagyszámú vegyület (keverék) szintézisét, mind ezek biológiai vizsgálatát automatizálták és a fent vázolt műveleteket számítógépekkel végzik. Számos olyan jól programozható robot áll rendelkezésre, amelyek alkalmasak a létrehozandó vegyületek nagyszámú, egyidejű szintézisére és tesztelésére. Összegezve elmondhatjuk, hogy a kombinatorikus kémiával olyan technika került a vegyészek kezébe, amely szinte korlátlan számú új vegyület előállítását teszi lehetővé. 2.3. High throughput screening (Nagy áteresztőképességű tesztelés) A fenti vagy más módszerekkel létrejött könyvtárakat tesztelésnek kell alávetni. A vegyületek nagy száma miatt a tesztelési módszerek újfajta megközelítései alakultak ki, amelyek általában párhuzamosan futtatott lépésekből állnak, a robottechnika és bonyolult adatfeldolgozási technikák felhasználásával. Az összes high-tech felszerelés esetében azonban a több ezer teszt során feltett kérdés ugyanaz, mint a hagyományos in vitro tesztelésnél: pl. hogy a kérdéses molekula egy bizonyos receptornál agonistaként vagy antagonistaként viselkedik. A találatazonosítási könyvtárak - amelyek lehetnek megosztásos-keveréses vagy párhuzamos szintézises könyvtárak - létrehozása általában az első lépés. Ezek lehetnek „pártatlanok”, hogy a legnagyobb változatosság
