5 Moduri De Calculatoare Stimulează Descoperirea Drogurilor

{h1}

La fel ca în alte industrii, oamenii de știință folosesc modele computerizate pentru a proiecta noi medicamente.

eprubeta înghețată

Credit: timp visat

Design de droguri de înaltă tehnologie

5 Moduri de calculatoare stimulează descoperirea drogurilor: care

Proiectarea de avioane, poduri și chiar stenturi cardiace începe cu modele generate de computer care nu doar detaliază cum ar putea arăta produsele, ci și cum ar funcționa în diferite condiții. În ultimii ani, oamenii de știință au început să utilizeze aceeași abordare pentru a ajuta la proiectarea de noi medicamente.

Iată câteva exemple despre modul în care calculul contribuie la numeroase aspecte ale procesului de descoperire a medicamentelor, inclusiv identificarea compușilor promițători pentru testări ulterioare în laborator și în studiile clinice.

Aflați mai multe:

Acest articol Inside Life Science a fost furnizat WordsSideKick.com în colaborare cu Institutul Național de Științe Medicale Generale, parte a Institutelor Naționale de Sănătate.

Mai multe modele complete

Modelul unei enzime din agentul patogen uman Neisseria meningitidis, care poate provoca epidemii de meningită.

Majoritatea medicamentelor funcționează fie prin blocarea, fie prin stimularea activității proteinelor specifice din organism. Calmante, de exemplu, blochează o enzimă implicată în inflamație. Pentru a crea un medicament care va interacționa cu o țintă proteică în modul dorit, chimiștii încep de obicei cu un model structural computerizat al proteinei legat de o moleculă naturală care „deblochează” o acțiune biologică. Apoi, încearcă să proiecteze molecule mici care se comportă ca cea naturală. Dar această abordare este la fel de bună (și la fel de exactă) ca modelul de proteine ​​de pornire.

Cercetătorii de la Universitatea din Texas din Austin au îmbunătățit recent algoritmi pentru modelarea secțiunilor scurte ale structurii unei proteine. Prin captarea detaliilor suplimentare privind forma unei proteine, ei pot înțelege, identifica și prezice mai bine cum s-ar lega o moleculă potențială de medicament.

Prognozarea noilor utilizări

Selecția computerizată prin bazele de date publice de informații genomice a dezvăluit noi utilizări pentru medicamente deja pe piață.

Dezvoltarea unui medicament nou și aducerea lui pe piață poate dura 15 ani și costă peste 1 miliard de dolari. O alternativă este identificarea și testarea medicamentelor aprobate de FDA pentru noi utilizări, denumită și repoziționarea medicamentului. Cercetând calculativ prin bazele de date publice cu informații genomice, cercetătorii de la Universitatea Stanford au adaptat 53 de boli umane, inclusiv cancer, boala Crohn și afecțiuni cardiovasculare, la medicamentele existente care ar putea funcționa ca tratamente pentru acestea.

Oamenii de știință au confirmat unele meciuri deja cunoscute - validând utilitatea abordării - dar au identificat și câteva perechi surprinzătoare. De exemplu, topiramatul, un anticonvulsivant utilizat pentru tratarea epilepsiei, a apărut ca o potrivire bună pentru bolile inflamatorii intestinale. Constatarea a avut loc la testarea pe modele de șobolan și șoarece.

Instrumente de screening de droguri

Folosind o abordare de calcul, cercetătorii au identificat un inhibitor care se leagă de site-urile cheie (albastru închis) de pe proteina de rezistență multidrog umană.

Chimiștii interesați să exploreze molecule cu potențial terapeutic pot accesa biblioteci care conțin mii de compuși chimici. Dar chiar și cu ajutorul roboticii, screeningul fizic pentru cei câțiva promițători de testat în laborator poate dura până la o lună. Bazele de date care includ milioane de substanțe chimice disponibile în comerț permit acum o selecție virtuală mai rapidă, mai rapidă și mai ușor accesibilă.

Biochimiștii de la Universitatea Metodică Sud folosesc această abordare - împreună cu supercomputerii - pentru a evalua aproximativ 40.000 de compuși pe zi pentru a găsi cei care ar putea bloca o proteină care face medicamentele chimioterapice mai puțin eficiente. După ce s-au pieptănat cu 8 milioane de compuși, rezultând o listă de câteva sute care ar putea îngloba proteina, acum urmăresc aproximativ 30 dintre ei în laborator.

Prezicerea efectelor secundare

Un diagnostic de depresie majoră nu evocă prea mult răspuns, fie stigmatizant, nici susținător, din rețeaua socială a unei persoane, a indicat un studiu.

(Credit de imagine: Oleg Golovnev | shutterstock)

Atunci când medicamentele interacționează cu țintele proteice nedorite, ele provoacă reacții adverse, care pot include erupții cutanate, depresie și alte efecte nedorite. Reacțiile adverse adverse sunt al doilea motiv cel mai frecvent (după lipsa de eficiență) pentru că medicamentele potențiale nu reușesc în studiile clinice. Prezicerea anticipată a evenimentelor nedorite ar putea economisi bani și timp.

Pentru a testa dacă modelele de calculator ar putea identifica medicamentele care ar putea produce efecte secundare adverse, farmaciștii farmaceutici de la Universitatea din California, San Francisco, au făcut echipă cu toxicologii de la Institutele Novartis pentru Cercetări BioMedice. Ei s-au concentrat pe 656 de medicamente prescrise în prezent, cu înregistrări de siguranță sau efecte secundare cunoscute. Oamenii de știință au folosit informații despre mii de alți compuși chimici pentru a prezice legăturile medicamentelor la țintele nedorite - și potențialele efecte secundare - aproximativ jumătate din timp, ceea ce reprezintă un mare pas înainte.

Urmărirea drogurilor

Medicamentele luate oral trec prin ficat înainte de a fi absorbite în fluxul sanguin. Alte forme de administrare a medicamentelor ocolesc ficatul, intrând direct în sânge.

Un alt mod de a prezice efectele secundare, precum și eficacitatea medicamentului este de a descoperi modul în care medicamentele sunt absorbite, distribuite, metabolizate și excretate odată ce acestea intră în organism.

Pentru a studia aceste procese farmacocinetice, oamenii de știință de la Universitatea din Michigan au creat un instrument de calcul pentru simularea transportului de medicamente la nivel celular. Simulările fac posibilă observarea și manipularea distribuției unui număr mare de molecule de medicament în interiorul celulelor și identificarea care sunt cele mai susceptibile de a atinge țintele propuse. Oamenii de știință validează rezultatele utilizând imagini microscopice pentru a urmări schimbările în distribuția moleculelor care călătoresc în interiorul corpului sau celulelor. Simulările pot fi utilizate pentru a studia și analiza medicamentele deja pe piață și pentru cele care sunt încă testate.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Drogurile „Cu Sare De Baie” Pot Fi Mai Captivante Decât Metoda
Drogurile „Cu Sare De Baie” Pot Fi Mai Captivante Decât Metoda

Rozătoarele Africane Au Invadat Brazilia Acum 41 De Milioane De Ani
Rozătoarele Africane Au Invadat Brazilia Acum 41 De Milioane De Ani

Ar Putea Fi Diagnosticat Tulburarea Creierului Cte În Timp Ce Jucătorii De Fotbal Sunt Vii?
Ar Putea Fi Diagnosticat Tulburarea Creierului Cte În Timp Ce Jucătorii De Fotbal Sunt Vii?

Cum Ar Putea Duce Forajul La Petrol
Cum Ar Putea Duce Forajul La Petrol

Fotografierea Reperează Pericolele De Trai Distras
Fotografierea Reperează Pericolele De Trai Distras


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RO.WordsSideKick.com