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Récapitulatif
Maintenant que les travaux d'OpenZika sur World Community Grid sont terminés, les chercheurs entament la prochaine phase de leurs travaux tout en continuant à faire connaître leurs premières découvertes.
Progrès dans la sélection et l'analyse des composés
Poursuivant les progrès que nous avons mentionnés dans notre dernière mise à jour du projet au début de cette année, nous avons pratiquement sélectionné et acheté 75 composés - 55 candidats pour le virus Zika (ZIKV) et 20 candidats pour le virus de la dengue (DENV - pour une évaluation expérimentale chez le Dr Siqueira- Laboratoire de Neto à l'Université de Californie à San Diego Le laboratoire du Dr Siqueira-Neto a effectué des tests cellulaires dans les cellules souches du glioblastome (hGSC) avec le ZIKV.
D'après les résultats expérimentaux obtenus jusqu'à présent, deux composés sélectionnés pour la protéase NS2B-NS3 présentaient une activité inhibitrice contre les cellules infectées par le ZIKV et une faible cytotoxicité (figure 1). L'un d'eux a présenté une activité dans le domaine nanomolaire et est donc un candidat prometteur.
Figure 1. Criblage virtuel pour la protéase ZIKV et DENV NS2B-NS3
De plus, parmi les sept composés sélectionnés pour le site d'ARN de l'hélicase NS3, trois étaient pour le site ATP et inhibaient les cellules infectées par le ZIKV et possédaient une faible cytotoxicité (figure 2).
Figure 2. Criblage virtuel de l'hélicase ZIKV NS3, du site ATP et du site ARN.
Deux composés ont été virtuellement sélectionnés pour la NS5 méthyltransférase et avaient une activité inhibitrice contre les cellules infectées par le ZIKV (un pour le site actif et un pour le site SAM) et avaient une faible cytotoxicité (figure 3).
Figure 3. Criblage virtuel du site ZIKV NS5 méthyltransférase, actif, GTP et SAM.
Aucun des composés virtuellement sélectionnés pour la polymérase NS5 n'a montré d'activité inhibitrice contre les cellules infectées par le ZIKV (figure 4).
Figure 4. Criblage virtuel de la polymérase ZIKV NS5, du NTP et du site d'ARN.
Un composé virtuellement sélectionné pour la protéine d'enveloppe ZIKV était un inhibiteur des cellules infectées par le ZIKV et à faible cytotoxicité (figure 5).
Figure 5. Criblage virtuel de la protéine d'enveloppe ZIKV.
Les tests enzymatiques avec l'hélicase ZIKV NS3, la protéase NS2B-NS3 et les protéines polymérase NS5 seront effectués à l'Institut de physique de Sao Carlos, Université de Sao Paulo (Brésil), au laboratoire du professeur Glaucius Oliva, pour valider les candidats enzymatiques prédits '' Activités.
Deux composés virtuellement sélectionnés pour la protéase DENV NS2B-NS3 étaient un inhibiteur contre les cellules infectées par le ZIKV et avaient une faible cytotoxicité (figure 6). Les sites actifs des protéases DENV et ZIKV ont plus de 90% d'identité de séquence. Ces composés seront également testés contre des cellules infectées par le DENV au laboratoire du Prof. Jose Modena, un autre collaborateur d'OpenZika, à l'Université de Campinas (UNICAMP) au Brésil.
Figure 6. Criblage virtuel contre la protéase DENV NS2B-NS3.
Deux composés virtuellement sélectionnés pour l'hélicase DENV NS3 étaient un inhibiteur des cellules infectées par le ZIKV et présentaient également une faible cytotoxicité (figure 7). Les sites ATP et ARN des protéases DENV et ZIKV sont conservés et ont plus de 90% d'identité de séquence. Ces composés seront également testés contre des cellules infectées par le DENV au laboratoire du professeur José Modena à l'UNICAMP.
Figure 7. Criblage virtuel contre le site ATP hélicase DENV NS3 et le site ARN.
Dans un autre projet mené par l'étudiant de premier cycle Paulo Ramos, nous avons utilisé des modèles d'analyse de similarité intégrative, d'ancrage et d'apprentissage automatique (ML) pour identifier de nouveaux candidats inhibiteurs de ZIKV NS5 guidés par des inhibiteurs connus de DENV NS5. En comparant la séquence primaire des sites de liaison NS5 ZIKV et NS5 DENV (SAM, GTP, site ARN, site catalytique et N-Pocket), nous avons trouvé une identité de séquence élevée pour chacun d'eux. Nous avons recherché les inhibiteurs de DENV NS5 dans les bases de données PubChem et ChEMBL et avons examiné ces modèles ML pour Zika.
Nous avons trouvé 145 composés signalés comme inhibiteurs du DENV NS5 qui ont été criblés à travers le filtre ML (figure 8). À partir de ce filtre, 74 composés ont été priorisés pour les calculs d'amarrage moléculaire. La similitude avec les structures de la base de données commerciale sur les molécules E a été recherchée dans les 32 composés qui présentaient des scores d'énergie libre de l'accostage <-7,0 kcal / mol, ce qui a donné 6 053 composés similaires. Le ML et le processus d'arrimage ont été répétés pour ces composés similaires. Les composés ont également été criblés à l'aide de modèles bayésiens ML pour le ZIKV et la cytotoxicité, et 58 ont été priorisés. Enfin, ces composés ont été criblés à travers les STopTox 1 et Pred-hERG 2 serveurs et 38 composés ont été prédits comme non toxiques pour les critères d'évaluation étudiés. Ces composés seront achetés et soumis pour évaluation expérimentale.
Figure 8. Criblage virtuel contre ZIKV NS5 guidé par des inhibiteurs de Dengue NS5.
Dans un projet collaboratif avec les profs. Scott Laster et Frank Scholle de la North Carolina State University, nous avons effectué des calculs d'amarrage pour les composés naturels d'Ashitaba ( Angelica keiskei), qui est utilisé en médecine asiatique. Ces composés ont été décrits dans la littérature comme des inhibiteurs viraux. Nous avons criblé les extraits d'Ashitaba grâce à des tests cellulaires et cytotoxiques (figure 9). Ils ont également présenté une activité antivirale contre le ZIKV. Ainsi, nous avons isolé les composés et trois chalcones présentaient une activité anti-ZIKV avec des CI50 de l'ordre de 5-20 µM et une faible cytotoxicité dans les cellules de mammifères (CC50 de 100 µM). La prédiction des cibles a été réalisée et nous avons prédit que la protéase est la cible la plus probable de ces composés. Nous avons également effectué des études d'amarrage moléculaire contre toutes les protéines ZIKV dans le cadre du projet OpenZika. En accord avec la prédiction de la cible, l'amarrage a suggéré que la protéase ZIKV est la cible principale. Les tests enzymatiques de protéase ont montré que les composés peuvent inhiber la protéase ZIKV, validant l' in silico prévisions.
Figure 9. Le criblage d'extraits d'Ashitaba par des approches cellulaires et informatiques a trouvé trois inhibiteurs de ZIKV NS3 semblables à des chalcones.
Publications acceptées et à venir
Notre article intitulé « Une diarylamine dérivée de l'acide anthranilique inhibe la réplication du ZIKV» a été accepté dans la revue Scientific Reports. Cette étude était un travail de collaboration avec le professeur Ana Carolina Jardim, de l'Université fédérale d'Uberlandia, au Brésil, et elle rapporte une série d'analogues de l'acide anthranilique criblés par des tests cellulaires. Ensuite, les calculs d'amarrage effectués dans le cadre du projet OpenZika ont suggéré que l'hélicase NS3 était la cible la plus probable, qui a été validée expérimentalement par des tests enzymatiques.
Nous avons récemment soumis à Antiviral Research un article intitulé « Produits naturels d'Angelica keiskei ayant une activité contre la protéase Zika vírus NS2B-NS3 ». Cette étude décrit trois composés extraits d' Angelica keiskei , couramment utilisés en médecine asiatique, qui présentaient une activité anti-ZIKV lors d'essais cellulaires. La prédiction des cibles et l'amarrage moléculaire suggèrent que la protéase NS2B-NS3 est la cible la plus probable. Des tests enzymatiques ont validé les prédictions in silico .
Articles en cours de rédaction - à soumettre prochainement:
Nous préparons les articles suivants concernant les résultats passionnants du projet OpenZika:
- Un article faisant état des résultats (virtuels et expérimentaux) de la première série de composés sélectionnés contre l'hélicase ZIKV NS3 qui présentaient une activité anti-ZIKV dans les cellules souches du glioblastome humain (hGSC);
- Un article faisant état des résultats du criblage virtuel et de l'évaluation expérimentale des produits naturels de Pterogyne nitens , qui présentaient une activité anti-ZIKV, inhibant la protéase et l'hélicase des protéines ZIKV;
- Un article rapportant les résultats des médicaments approuvés / composés des collections cliniques, qui ont une activité anti-paludéenne et anti-Ebola, qui présentaient des activités anti-ZIKV contre la protéine hélicase ZIKV, candidats au médicament
Ces articles seront bientôt soumis à des revues scientifiques à fort impact.
Publications antérieures et sensibilisation
Nous avons publié une revue intitulée « High Throughput and Computational Repurposing for Neglected Diseases » dans la revue Pharmaceutical Research. Cet article décrit les nombreux efforts de réorientation des médicaments qui ont été menés dans différents laboratoires du monde entier pour essayer de trouver des traitements pour les nombreuses maladies tropicales, notamment le Zika et la dengue.
Notre revue principale de Drug Discovery Today « The A – Z of Zika drug discovery » a été publiée le 20 juin 2018. Il s'agit d'un examen complet des récentes avancées dans les efforts de découverte de médicaments ZIKV, mettant en évidence le repositionnement de médicaments et les composés guidés par les calculs, y compris les virus viraux récemment découverts. et les inhibiteurs des cellules hôtes. Des cibles moléculaires ZIKV prometteuses sont également décrites et discutées, ainsi que des cibles appartenant à la cellule hôte, comme de nouvelles opportunités pour la découverte de médicaments ZIKV. Toutes ces connaissances sont non seulement cruciales pour faire avancer la lutte contre le virus Zika et d'autres flavivirus, mais elles aideront également la communauté scientifique à se préparer à la prochaine épidémie virale émergente à laquelle nous devrons répondre.
Notre article intitulé « Computational drug discovery for the Zika virus » a été publié dans un numéro spécial du Brazilian Journal of Pharmaceutical Sciences . Dans cet article, nous résumons les efforts informatiques actuels de découverte de médicaments et leur application à la découverte de médicaments anti-ZIKV. Nous présentons également des exemples réussis d'utilisation d'approches informatiques pour la découverte de médicaments ZIKV, y compris notre projet OpenZika.
Notre article sur les maladies tropicales négligées PLoS , «OpenZika: un projet IBM World Community Grid pour accélérer la découverte de médicaments contre le virus Zika», a été publié le 20 octobre 2016 et a déjà été consulté plus de 5 200 fois. Tout le monde peut accéder et lire ce document gratuitement . Un autre document de recherche, « Illustrer et homologie la modélisation des protéines du virus Zika , » a été publié en F1000Research et vu> 4.200 fois.
Nous avons également publié un autre document de recherche intitulé « Simulations de dynamique moléculaire de l' hélicase du virus Zika NS3: un aperçu de l'activité du site de liaison de l'ARN » dans un numéro spécial sur les flavivirus pour la revue Biochemical and Biophysical Research Communications . Cette étude du système hélicase NS3 nous a permis d'en savoir plus sur cette cible prometteuse pour bloquer la réplication de Zika. Les résultats aideront à guider la façon dont nous analysons les écrans virtuels que nous avons effectués contre l'hélicase NS3, et les simulations de dynamique moléculaire ont généré de nouvelles conformations de ce système que nous avons utilisées comme cibles dans de nouveaux écrans virtuels que nous avons réalisés dans le cadre d'OpenZika.
Le Dr Sean Ekins a présenté une affiche au Cell Symposia: Emerging and Re-Emerging Viruses, les 1-3 octobre 2017, à Arlington, VA, États-Unis, intitulée «OpenZika: Ouvrir la découverte de nouveaux candidats antiviraux contre le virus Zika».
Les chercheurs d'OpenZika Dr. Melina Mottin, Dr. Roosevelt Silva, Msc. Bruna Sousa et Paulo Ramos ont présenté des affiches à la 9 e conférence BrazMedChem 2019 , la principale conférence sur la chimie médicinale en Amérique latine, organisée par l'OpenZika PI, le professeur Carolina Horta Andrade.
Le Dr Melina et Bruna ont présenté les études liées aux composés naturels: « Découverte de flavonoïdes de Pterogyne nitens ayant une activité puissante contre la protéase et l'hélicase du virus Zika » et « Découverte de nouveaux candidats virus Zika: produits naturels d'Angelica keiskei ayant une activité contre NS2B-NS3 protéase », respectivement. Paulo a présenté le travail « Modèles d'analyse de similarité intégrative, d'accueil et d'apprentissage automatique pour identifier de nouveaux hits Zika NS5 guidés par des inhibiteurs de Dengue NS5». Paulo a également présenté ce travail au 16e CONPEEX (Congrès de recherche, d'enseignement et de vulgarisation de l'Université fédérale de Goiás - UFG) et le travail a été sélectionné pour le prix UFG Undergraduate.
Le Dr Roosevelt a présenté l'affiche sur la dynamique moléculaire du ZIKV NS1: «Le comportement dynamique des virus Dengue et Zika NS1 révèle des mécanismes d'interaction monomère-monomère et des informations sur la conception rationnelle des médicaments.»
Le Dr Sean Ekins a également participé à la 9e conférence BrazMedChem en tant que conférencier principal, présentant le discours « La prochaine ère de la recherche pharmaceutique: des modèles bayésiens au Deep Learning » concernant les résultats actualisés du projet OpenZika ainsi que ses travaux sur la maladie de Chagas et Ebola.
Figure 10. L'équipe LabMol et le Dr Sean Ekins (portant un pantalon blanc) au symposium BrazMedChem.
Figure 11. Le Dr Sean Ekins s'exprimant lors du 9 e Symposium BrazMedChem au Brésil sur les derniers résultats du projet OpenZika.
Le Dr Melina Mottin a récemment présenté des mises à jour sur le projet OpenZika en tant que présentation orale à RENORBIO 2019: II Meeting Biotechnology of Northeast à Fortaleza, Brésil, le 28 novembre 2019.
Figure 12. Le Dr Melina présente les résultats actualisés du projet OpenZika à la conférence RENORBIO.
Récemment, le professeur Carolina Horta Andrade a donné la conférence d'ouverture au III Young Medicinal Chemist Workshop à Salvador, BA, Brésil, le 21 novembre 2019. Dans sa conférence, elle a présenté le projet OpenZika et nos derniers résultats passionnants.
Figure 13. Le Dr Carolina Andrade présente les résultats mis à jour du projet OpenZika au III Young Medicinal Chemist Workshop
Statut des calculs
Au total, nous avons soumis près de 9,29 milliards d'emplois d'accueil, qui ont concerné 427 sites cibles différents. Nos écrans initiaux utilisaient une bibliothèque plus ancienne de 6 millions de composés disponibles dans le commerce, et nos expériences actuelles utilisent la nouvelle bibliothèque ZINC15 de 30,2 millions de composés.
Les 80 000 volontaires qui ont fait don de leur puissance de calcul à OpenZika nous ont donné 92 696 années de calcul pour les stations d'accueil! Merci beaucoup à tous pour votre aide !!
Nous avons reçu tous les résultats de nos expériences qui impliquent l'amarrage de 30,2 millions de composés contre NS1, l'hélicase NS (à la fois le site de liaison de l'ARN et le site NTP), l'ARN polymérase NS5 (NTP et poche d'ARN), la méthyltransférase NS5 (site SAM et GTP) , Protéase NS2B / NS3, capside (poches de liaison 1 et 2) et protéine d'enveloppe.
Nous sommes extrêmement reconnaissants à tous les bénévoles qui ont donné leur temps informatique inutilisé à ce projet! Merci beaucoup!!
Références
- STOPTOX 1.0. LabMol, 2016. Disponible sur: http://stoptox.labmol.com.br/ . Accès le: 02 déc.2019.
- Pred-hERGA, un nouvel outil de calcul accessible sur le Web pour prédire la toxicité cardiaque. Braga, RC; Alves, VM; Silva, MFB; Muratov, E .; Fourches, D .; Liao, LM; Tropsha, A .; Andrade, CH Mol. Inf. 2015, 34 , 698-701. 10.1002 / minf.201500040
Par: L'équipe de recherche d'OpenZika 13 déc. 2019 |
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L'équipe de recherche Outsmart Ebola Together passe à la phase d'analyse des données du projet. En savoir plus dans ce message de la chercheuse principale, le Dr Erica Ollmann Saphire.
Chers Volontaires,
Lorsque nous avons lancé le projet Outsmart Ebola Together fin 2014, tout le monde avait pris conscience du virus après avoir infecté plus de 14000 personnes - et tué plus de 5000 personnes - en Afrique de l'Ouest. Le cycle de l'actualité a peut-être évolué et les flambées d'Ebola les plus récentes n'ont pas été aussi répandues. Mais Ebola continue d'être un tueur, les épidémies les plus récentes (à ce jour) ayant été signalées en République démocratique du Congo.
Votre réponse à Outsmart Ebola Together a été formidable et vous avez retourné plus de 350 millions de résultats pour aider à trouver de nouvelles cibles médicamenteuses contre le virus Ebola. Je vous remercie!
Nous avons maintenant plus qu'assez de données à analyser pour trouver de nouvelles directions pour les médicaments antiviraux. Nous terminons donc cette phase du projet pour terminer le traitement des suggestions que vos ordinateurs, téléphones et tablettes nous ont envoyés. C'est également le bon moment pour nous de faire les ajustements nécessaires à notre stratégie d'analyse, de rechercher des collaborateurs supplémentaires sur le projet et de déterminer si / quand nous aurons besoin de travaux de calcul supplémentaires.
Nous allons arrêter les travaux sur World Community Grid dans les trois ou quatre prochaines semaines.
Nous serons en contact avec plus d'informations et de résultats!
Erica Ollmann Saphire
Par: Dr. Erica Ollmann Saphire, PhD |
L'Institut de recherche Scripps 3 oct. 2018 |
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Le Clean Water Project a fait une découverte passionnante sur les applications possibles des nanostructures de carbone à la purification de l'eau, la recherche biomédicale et la recherche énergétique. Le Dr Ming Ma, l'un des scientifiques du projet, a récemment publié un article qui résume l'état actuel des travaux dans ce domaine.
L'équipe de l'Université Tsinghua comprend (de gauche à droite) Ming Ma, Kunqi Wang, Wei Cao et Jin Wang.
Pas sur la photo: Yao Cheng
Le Dr Ming Ma (du projet Computing for Clean Water ) de l'Université Tsinghua a récemment publié un article dans le Journal of Micromechanics and Microengineering intitulé "Carbon nanostructure based mechano-nanofluidics". Le document est une étude approfondie de tous les travaux de recherche récents sur l'écoulement des fluides dans les nanostructures de carbone, tels que les nanotubes de carbone et les feuilles de graphène.
Les atomes de carbone peuvent former des feuilles épaisses d'un seul atome appelées graphène. Lorsque ceux-ci sont roulés en forme de tube, ils sont appelés nanotubes de carbone. Ces dernières années, il y a eu une vague de travaux de recherche avec ces nanostructures, appelées ainsi parce qu'elles traitent de très petites structures atomiques mesurées en nanomètres (milliardièmes de mètre). Le projet Computing for Clean Water est un exemple de recherche récente dans ce domaine: en utilisant World Community Grid pour simuler le flux d'eau à travers des nanotubes de carbone à un niveau de détail sans précédent, l'équipe de recherche du projet a découvert que dans des conditions spécifiques, certains types de vibrations naturelles des atomes à l'intérieur des nanotubes peut entraîner une augmentation de 300% du taux de diffusion (une sorte de flux) d'eau à travers les nanotubes.
Parmi leurs nombreuses propriétés surprenantes, il y a la capacité d'améliorer considérablement l'écoulement de l'eau à travers ou au-delà des nanostructures. De nombreuses recherches sont en cours pour comprendre comment cela se produit et, finalement, comment tirer le meilleur parti de cette propriété pour potentiellement purifier l'eau, dessaler l'eau et atteindre d'autres objectifs dans la recherche biomédicale et énergétique. Des défis demeurent quant à la manière de fabriquer efficacement ces matériaux et de régler leurs structures pour obtenir les meilleurs résultats.
Vous pouvez lire l'article à http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6439/aaa782 .
Merci à tous ceux qui ont soutenu ce projet.
3 juil. 2018
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Les chercheurs de Drug Search for Leishmaniasis ont récemment effectué des tests en laboratoire sur 10 composés. Les tests ont montré qu'aucun des composés n'était un bon traitement potentiel, et les chercheurs porteront leur attention sur des composés supplémentaires.
Les phlébotomes, comme le P. papatasi illustré ci-dessus, sont responsables de la propagation de la leishmaniose.
Brève description des dernières découvertes de l'équipe
La leishmaniose est l'une des maladies tropicales les plus négligées au monde, infectant plus de deux millions de personnes dans 98 pays. Les traitements actuels pour toutes les formes de leishmaniose peuvent provoquer des effets secondaires graves, y compris la mort. De plus, les parasites résistants aux médicaments posent de gros problèmes dans de nombreux pays. Pour ces raisons, il existe un besoin urgent de nouveaux composés médicamenteux sûrs et peu coûteux.
L'équipe Recherche de drogue pour la leishmaniose a poursuivi ses tests en laboratoire depuis sa dernière mise à jour . La dernière série de tests a impliqué 10 composés qui avaient été identifiés comme pouvant être des traitements plus sûrs et plus efficaces.
Les composés ont d'abord été testés pour leur toxicité, puis pour leur efficacité contre deux parasites courants qui peuvent provoquer la leishmaniose. Sur la base des tests, aucun des composés testés ne serait un traitement efficace de la maladie.
Les chercheurs rendront publics ces résultats, comme ils l'ont fait avec leurs données à ce jour. Cela alertera d'autres scientifiques sur la forte possibilité que ces composés particuliers ne soient pas efficaces contre la leishmaniose, et les aidera à prendre des décisions sur les tests d'autres composés. Une fois que l'équipe aura obtenu un financement supplémentaire, elle testera d'autres composés qui pourraient être utiles dans le traitement de la leishmaniose.
Toute personne intéressée par une description scientifique complète de cette dernière série de tests peut lire ci-dessous. Merci à tous ceux qui ont soutenu ce projet.
Évaluation in vitro de l'activité anti-leishmaniale des molécules prédites par amarrage
Afin de déterminer si des molécules prédites in silico avec une activité leishmanicide potentielle pourraient avoir la possibilité de passer à des tests in vivo , les molécules doivent d'abord passer des tests de cytotoxicité contre des cellules humaines in vitro . Ensuite, ces molécules qui présentent une cytotoxicité faible ou nulle sont évaluées pour l'inhibition de la croissance des parasites dans les macrophages humains et la concentration efficace 50 (CE 50 ). L'EC 50 est la concentration d'une molécule qui tue 50% des parasites in vitro .
Évaluation de la cytotoxicité
L'activité cytotoxique des composés a été évaluée sur la lignée cellulaire humaine U937 (CRL-1593-2 ™ d'ATCC). Pour les évaluations, les cellules ont été utilisées en phase de croissance logarithmique et ont été cultivées dans des plaques de culture à 96 puits, à une concentration de 100 000 cellules / mL pour U937 dans du milieu RPMI-1640 additionné de 10% de sérum bovin fœtal (SFB) et 1 % d'antibiotiques (pénicilline-streptomycine) (Sigma). Six dilutions en série préparées à partir de chacune des concentrations suivantes: 200 - 100 - 50 - 25,0 et 1 μg / mL ont été effectuées selon le composé à évaluer. Les cellules ont été incubées à 37 ° C avec 5% de CO 2pendant 72 heures en présence des composés et, par la suite, l'effet a été déterminé en utilisant la méthode enzymatique MTT. Cette méthode utilise un colorant qui métabolise les cellules vivantes en réduisant la coloration, qui est mesurée en "densité optique" (DO). Les plaques ont été incubées à température ambiante pendant 30 minutes supplémentaires et la production de formazan (changement de couleur) a été mesurée à 570 nm dans un spectrophotomètre. Pour contrôler la viabilité, des cellules cultivées dans les mêmes conditions d'incubation ont été utilisées en l'absence des composés. La doxorubicine a été utilisée comme contrôle de la cytotoxicité.
La cytotoxicité a été déterminée en fonction du pourcentage de diminution de la viabilité et donc de la diminution du nombre de cellules obtenues pour chaque composé et la doxorubicine, en fonction des valeurs de DO obtenues dans chaque condition expérimentale. La diminution de la viabilité cellulaire a été calculée en utilisant les valeurs de DO ???? pour chaque condition, c'est-à-dire le composé ou le contrôle à la concentration évaluée, en utilisant l'équation suivante:% Viabilité = [cellules OD exposées au composé ou cellule témoin / OD cellules non exposées] × 100). Les valeurs de DO obtenues pour les cellules en l'absence de composés correspondent à 100% de viabilité ou cellules vivantes. Ensuite, avec les pourcentages de viabilité, le pourcentage de mortalité a été calculé, ce qui correspond à 100% de viabilité. Avec les pourcentages de mortalité, concentration létale 50 (CL 50) a été calculé par le programme Probit3. La cytotoxicité de chaque composé a été classée selon les valeurs de CL 50 ???? en utilisant une échelle exclusive: LC 50 de cytotoxicité élevée <50 μg / mL; cytotoxicité modérée: 50 <CL 50 <200 μg / mL et faible cytotoxicité: LC 50 > 200 μg / mL.
Le tableau 1 montre les résultats de la cytotoxicité, où il est observé qu'un composé a montré une faible cytotoxicité tandis que trois avaient une cytotoxicité modérée pour la lignée cellulaire humaine U937. Comme prévu, la doxorubicine, incluse comme contrôle de toxicité, a montré une cytotoxicité élevée.
Tableau 1. Évaluation de la cytotoxicité in vitro
Nom du produit | CL 50 (µg / ml) X + SD Niveau de toxicité de la lignée cellulaire U-937 |
ZINC12005520 | 16,5 ± 0,8 élevé |
ZINC16626805 | 135,7 ± 2,9 Modéré |
ZINC17135526 | 12,8 ± 1,8 élevé |
ZINC08598759 | 3,4 ± 0,8 Élevé |
ZINC32951205 | 3,7 ± 1,3 élevé |
ZINC32951223 | 27,1 ± 6,1 élevé |
ZINC08587552 | 0,5 ± 0,6 élevé |
ZINC08971918 | 65,6 ± 7,4 Modéré |
ZINC04777075 | > 200 bas |
ZINC18222288 | 53,8 ± 3,0 Modéré |
Doxorubicine (contrôle) | 0,5 ± 0,1 élevé |
Évaluation de l'activité anti-leishmaniale
Avant la détermination de la concentration efficace 50 (CE 50 ), tous les composés ont été présélectionnés, en évaluant l'effet sur le pourcentage d'infection chez les amastigotes intracellulaires dans la lignée cellulaire U-937 par rapport aux témoins amastigotes, en l'absence de le composé.
Dans ce test d'activité leishmanicide in vitro , les souches fluorescentes de Leishmania panamensis (UA140-pIR (-) - eGFP) et Leishmania braziliensis (UA301-pIR (-) - eGFP) ont été utilisées.
L'activité des composés a été évaluée sur des parasites intracellulaires (stade amastigote) obtenus après infection in vitro de macrophages. Les cellules U-937 ont été infectées par des promastigotes fluorescents en phase de croissance stationnaire dans un rapport parasite: cellule de 30: 1 pour la souche Leishmania panamensis UA140 et de 20: 1 pour Leishmania braziliensisSouche UA301. Les cellules infectées ont été exposées à différentes concentrations des composés pendant 72 heures (voir les concentrations utilisées pour chaque composé, dans une note sous le tableau 2). Comme contrôle de l'infection, des cellules infectées ont été utilisées en l'absence des composés et l'amphotéricine B a été utilisée comme contrôle positif. Après 72 heures d'incubation, les cellules ont été soigneusement retirées du fond de la boîte et analysées dans un cytomètre en flux, lisant à une excitation de 488 nm et une émission de 525 nm avec un laser Argon4.
L' activité anti- Leishmania a été déterminée en fonction de la charge parasitaire, qui est le nombre de parasites dans les cellules infectées exposés à la concentration sélectionnée pour chaque composé ou amphotéricine B. La diminution de la charge parasitaire, appelée inhibition de l'infection, a été calculée en utilisant la fluorescence valeurs d'intensité moyenne ???? (MFI) et en utilisant la formule suivante:% d'infection = [cellules MFI infectées et exposées au composé ou à l'amphotéricine B / MFI infectées de cellules non exposées] × 100). Les valeurs MFI obtenues pour les cellules infectées en l'absence de médicament ou de composé correspondent à 100% de l'infection. À son tour, le pourcentage d'inhibition de l'infection correspond à 100% de l'infection -% d'infection en présence du composé.
Tableau 2. Évaluation du pourcentage d'inhibition obtenu avec les composés testés chez les parasites intracellulaires.
Nom du produit | % D'inhibition X + SD |
|
L. panamensis UA140 | L. braziliensis UA301 | |
ZINC12005520 | 19.0 ± 3.0 | 2.6 ± 0.5 |
ZINC16626805 | 0 | 17.3 ± 6.5 |
ZINC08598759 | 12.3 ± 1.9 | 38.6 ± 1.2 |
ZINC32951205 | 8.0 ± 0.9 | 29.4 ± 6.6 |
ZINC32951223 | 1.2 ± 0.4 | 0 |
ZINC08587552 | 6.6 ± 3.3 | 0.3 ± 0.5 |
ZINC08971918 | 0 |
3.0 ± 5.9 |
ZINC04777075 | 0 | 33.4 ± 4.2 |
ZINC18222288 | 0 | 14.3 ± 5.0 |
Amphotéricine B-Control | 75.9 ± 5.5 | 71.6 ± 5.1 |
La CE 50 n'a été déterminée pour aucune des molécules, car aucun des composés n'a montré un pourcentage d'inhibition supérieur à 50% dans les deux espèces de Leishmania utilisées (voir tableau 2).
Conclusion
Aucune des 10 molécules évaluées n'a montré de résultats anti-leishmaniaux prometteurs sur la base des tests d'inhibition de la cytotoxicité in vitro. Et compte tenu de cela, la CE 50 n'a pas été évaluée.
Par: Carlos Muskus López |
Coordinateur, Unité de biologie moléculaire et informatique, Université PECET d'Antioquia 20 mars 2018 |
traduction de l'article du site WCG : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=556
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Une équipe internationale de chercheurs s'est inspirée du projet Computing for Clean Water pour effectuer une série de simulations supplémentaires, en utilisant un modèle légèrement différent et en étudiant la diffusion des molécules d'oxygène ainsi que des molécules d'eau. Découvrez leurs résultats, qui ont validé le travail effectué sur World Community Grid, dans cet article.
Contexte
Le projet Computing for Clean Water a été créé pour fournir des informations plus approfondies sur le débit d'eau à l'échelle moléculaire à travers une nouvelle classe de matériaux filtrants. Grâce aux millions d'expériences virtuelles que l'équipe a pu exécuter sur World Community Grid, ils ont découvert les conditions dans lesquelles l'eau peut passer à travers de minuscules nanotubes de carbone beaucoup plus efficacement. Cette compréhension révolutionnaire d'un processus physique fondamental pourrait aider à améliorer l'accès à l'eau potable pour des millions de personnes grâce à une filtration et un dessalement de l'eau plus efficaces, et pourrait également avoir des applications dans l'énergie propre et la médecine.
La valeur de la vérification indépendante
Computing for Clean Water a terminé 2017 sur une bonne note, avec une paire de publications de suivi [1,2] inspirées de notre article original sur la nanotechnologie [3], qui a utilisé des données rendues possibles grâce aux efforts de bénévoles.
L'histoire derrière ces articles illustre un point important de la science: la valeur de la vérification indépendante de nouveaux résultats. Dans ce cas, une équipe internationale avec l'auteur principal Eduardo Cruz-Chú à l' ETH Zurich s'est inspirée de nos résultats pour effectuer une série de simulations complémentaires. L'équipe a utilisé un modèle quelque peu différent du débit d'eau et s'est également concentrée sur la diffusion des atomes d'oxygène dans l'eau.
These authors reproduced the main finding of our article, namely the positive impact of phonons (the vibrations of the carbon nanotube atoms induced by thermal energy) on the diffusion of water in nanotubes, and the implications this has for ways to optimize such diffusion through nanotube arrays.
Ces auteurs ont cependant obtenu une amélioration de la diffusion plus petite en utilisant leur modèle que ce que nous avions rapporté dans notre étude. Dans le domaine des simulations de dynamique moléculaire , il est assez courant de voir quelques variations en fonction des détails des modèles utilisés. Nous avons donc fait une série de simulations supplémentaires pour tester la robustesse de nos résultats originaux. Ce que nous avons découvert, c'est que l'effet des phonons sur la diffusion de l'eau est toujours important par rapport à un calcul sans phonons, permettant même une variation considérable de certains des paramètres utilisés dans notre modèle.
Différences entre les études
A significant difference between the two studies concerns the type of diffusion that is being monitored – we only considered water molecules, whereas our colleagues studied also the diffusion of oxygen atoms. Their results suggest that the diffusion of other molecules or ions will be different. This difference is something that we hope to study in future, since it has implications for how effective nanotubes can be in filtering out unwanted molecules and ions, for example salt ions from seawater.
Bien qu'il soit formidable de voir les principaux enseignements de notre étude World Community Grid validés dans cette nouvelle étude et corroborés par nos autres simulations, les deux nouveaux articles rappellent également que des techniques expérimentales doivent encore être développées pour étudier le flux de l'eau dans des nanotubes individuels. En fin de compte, l'arbitre ultime de l'importance de résultats simulés comme le nôtre sera des données expérimentales rigoureuses. Vous pouvez lire notre réponse détaillée au nouvel article ici .
En attendant, nous remercions tous les participants au World Community Grid de Computing for Clean Water d'avoir aidé à obtenir les résultats originaux, qui attirent clairement l'attention de la communauté scientifique.
Références
[1] Eduardo R. Cruz-Chú et al., Nat. Nanotech. 12, 1106–1108 (2017).
[2] Ming Ma et al., Nat. Nanotech. 12, 1108 (2015).
[3] Ming Ma et al., Nat. Nanotech. 10, 692–695 (2015).
Par: L'équipe Computing for Clean Water |
Traduction de la page du site : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=550
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- Écrit par : franky82
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Récapitulatif
Le Dr Gerry Learmonth, l'investigateur principal du projet Computing for Sustainable Water, fait le point sur les principales conclusions du projet ainsi que sur la manière dont d'autres scientifiques peuvent accéder aux données.
Contexte du projet
Le projet Computing for Sustainable Water a été créé pour étudier les effets des pratiques de gestion potentielles sur le bassin versant de la baie de Chesapeake, un grand bassin versant dans le sud-est des États-Unis, et pour mieux comprendre quelles actions peuvent mener à la restauration, à la santé et à la durabilité des bassins versants. autour du monde.
Nos résultats
Le projet est maintenant terminé. Pour tous les contributeurs de la World Community Grid - un sincère merci! Le projet a commencé lorsque le président Obama a alors émis un décret exécutif visant à restaurer et à maintenir la qualité du bassin versant de la baie de Chesapeake. Ce projet impliquait une simulation très détaillée de la baie dans le but de mieux comprendre l'impact d'un ensemble de pratiques - en fait, les meilleures pratiques de gestion - sur l'atteinte de cet objectif.
Grâce au travail des bénévoles du World Community Grid, nous avons déterminé que bon nombre des pratiques couramment utilisées ont peu d'effet sur la qualité de l'eau. Ce n'est pas que ces pratiques n'ont pas de valeur intrinsèque; il s'agit plutôt du degré de leur effet. En conséquence, nous avons fait connaître ces résultats aux décideurs politiques au niveau fédéral américain, ainsi qu'aux niveaux national et local.
Il est difficile de dire si nos conclusions auront un effet sur la politique future, d'autant plus que nous avons maintenant une approche différente et moins proactive de la protection de l'environnement aux États-Unis. Quoi qu'il en soit, nous sommes fiers de notre réussite grâce à World Community Grid.
Lectures complémentaires et données
Veuillez consulter le site Web Computing for Sustainable Water . Vous y trouverez un nouveau document, encore inédit, sur le projet, intitulé «Impact des meilleures pratiques de gestion sur la qualité de l'eau».
Pour les autres scientifiques et autres intéressés à approfondir les données, nous avons également créé un document décrivant comment les résultats des expériences sont formatés et comment demander des données à partir d'expériences particulières. Nous invitons toute personne effectuant des recherches dans ce domaine à utiliser les données.
À tous les bénévoles du World Community Grid qui ont fait un don à ce projet - merci !
Par: Gerard P. Learmonth Sr., MBA, MS, Ph.D. |
Université de Virginie 14 déc. 2017 |
traduction de l'article du site WCG : https://www.worldcommunitygrid.org/about_us/viewNewsArticle.do?articleId=547
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