Latvijas Organiskās sintēzes institūtā (OSI) pētnieki zāļvielu radīšanā izmanto pieejas, kas šogad novērtētas ar Nobela prēmiju ķīmijā. Prēmija 8. oktobrī piešķirta Susumu Kitagawam, Richard Robson un Omar Yaghi par jauna veida materiālu – metālorganisko struktūru (MOF) – izstrādi.
MOF ir poraini metāla jonu un organisko molekulu materiāli, kas veido kristāliskas 3D struktūras ar milzīgu iekšējo virsmu – viens grams MOF var saturēt platību līdzvērtīgu vairākām futbola laukuma platībām. MOF darbojas kā molekulāri “sūkļi” vai filtri, kas spēj piesaistīt un uzglabāt gāzes vai molekulas, piemēram, ūdeņradi, metānu, oglekļa dioksīdu, vai pat savākt ūdeni no gaisa pat tuksnešos, koncentrējot to šķidrā veidā. MOF ir programmējami, ļaujot zinātniekiem materiālus pielāgot konkrētām funkcijām un izmantot gan enerģijas uzglabāšanai, gan gaisa piesārņojuma “savākšanai”, antimikrobiālo pārklājumu ražošanai vai zāļu mērķtiecīgai piegādei organismā.
Arī OSI pētnieki jau vairākus gadus izmanto līdzīgas metodes, pētot, kā porainās struktūras var palīdzēt zāļvielu izstrādē. Viena no pētniecības jomām ir ciklodekstrīna bāzētu MOF materiālu izveide. Pētījumā, kas publicēts žurnālā ACS Omega (2024), OSI pētnieki parādīja, ka šādi materiāli spēj “iesaiņot” aktīvās vielas un pakāpeniski tās atbrīvot organismā tieši tur, kur nepieciešams, radot pamatu jaunai, mērķtiecīgai zāļvielu piegādes sistēmai.
Pirmie soļi metālorganisko struktūru radīšanā tika sperti jau 1970.–1980. gados, kad britu ķīmiķis Richard Robson eksperimentēja ar metālu joniem un organiskām molekulām, veidojot pirmās porainās kristāliskās struktūras. 1990. gados japāņu ķīmiķis Susumu Kitagawa un jordāņu izcelsmes amerikānis Omar Yaghi šo ideju attīstīja tālāk, radot stabilas un atkārtoti izmantojamas MOF struktūras. 1995. gadā Yaghi publicēja pirmo rakstu, kurā pierādīja, ka MOF materiāli ir gan ārkārtīgi stabili, gan ļoti poraini.
Pēdējos 30 gadus MOF materiāli tiek izmantoti tūkstošiem jaunu pētījumu veikšanai, sākot no gāzu uzglabāšanas līdz medikamentu piegādei organismā. Pēdējās desmitgades straujais progress materiālu ražošanā, datorizētajā modelēšanā un mākslīgā intelekta jomā, vēl plašāku un praktiskāku MOF pielietojumu.
Nobela prēmijas laureāti Susumu Kitagawa, Richard Robson un Omar Yaghi balvu saņems 12. decembrī Stokholmā.