Co je to racionální design drog?
Během většiny historie lékařské vědy byly nové drogy objeveny, i když proces pokusů a omylů nebo jednoduše prostřednictvím pouhého štěstí. Jak se poptávka po nových a účinnějších lécích zvýšila, začala nahrazovat staré metody nová metoda vývoje léčiva zvaná racionální návrh léčiva. Při racionálním návrhu léčiva jsou biologicky aktivní sloučeniny speciálně navrženy nebo zvoleny pro práci s konkrétním cílem léčiva. Racionální návrh léčiv často zahrnuje použití softwaru molekulárního designu, který vědci používají k vytvoření trojrozměrných modelů léčiv a jejich biologické cíle. Z tohoto důvodu je tento proces také známý jako návrh léčiva podporovaného počítačem.
Cíl léčiva nebo biologický cíl, je obvykle jedním ze dvou typů. Prvním typem je molekula v lidském těle, která způsobuje onemocnění, když je nějakým způsobem vadný. Druhým je molekula z mikroorganismu způsobujícího onemocnění. Vývoj léčiv zahrnuje objevování nebo navrhování nových chemických sloučenin, kteréInterakce s těmito cíli prospěšným způsobem, například interakcí s cholesterolem, aby se odstranil z těla nebo interakcí s virem, aby způsobil jeho smrt.
Starší metody vývoje nových léků mají několik nedostatků, díky nimž je objev drog drahým obchodem. Nejjednodušší a nejrychlejší metodou vývoje nového léčiva je jednoduše zjistit, prostřednictvím pouhého štěstí, že určitá sloučenina je biologicky aktivní proti cíli léčiva. Snad nejslavnějším takovým incidentem byl objev penicilinu Alexandra Fleminga v roce 1928. Mikrobiolog objevil první antibiotikum, když se některé bakteriální kultury, se kterými pracoval, byly kontaminovány baktericidní houbou. K tomuto typu náhodního objevu se samozřejmě nestává příliš často a štěstí není něco, na co se drogové společnosti spoléhají na vývoj nových léků.
Nejběžnější použití metodyD pro vývoj nových léků je zdlouhavý, rozsáhlý proces s názvem Screening kombinatoriální knihovny. V tomto procesu se vytvoří velké množství chemických sloučenin a poté prověřeno pro biologickou aktivitu. Pokud daná sloučenina ukazuje známky interakce s biologickým cílem, věnuje se další pozornosti a může být vyvinuta do nového léku. Tento proces však může trvat mnoho let a obrovské množství peněz, a dokonce i na konci období vývoje nemusí být lék dostatečně účinný nebo bezpečný pro použití člověka.
Racionální návrh léčiva je efektivnější proces, který vyžaduje pečlivé zvážení cíle léčiva i samotného léku. Tato metoda návrhu léčiva používá speciální zařízení k prozkoumání trojrozměrné struktury cíle léčiva a poté nalezení sloučeniny, která může interagovat s cílem. Racionální návrh léčiv proto vyžaduje významné znalosti chemie i biologie, protože chemické interakce mezi lékya jejich cíle jsou to, co určuje, zda je lék biologicky aktivní.
Sloučeniny mohou být umístěny pro testování dvěma způsoby. První zahrnuje použití skríningu kombinatorické knihovny. V tomto případě je však proces zefektivněn, protože vědci používající metody racionálního návrhu léčiva prověřují knihovnu pro sloučeniny tvaru, který je dostatečně specifický pro interakci s cílem léčiva. Druhá metoda zahrnuje skutečný návrh sloučeniny, která může interagovat s cílem. To vyžaduje zvážení chemického složení sloučeniny a znalosti o tom, jaké chemické skupiny by sloučenina mohla vyžadovat, aby mohla být schopna interagovat s cílem léčiva.
První lék vyvinutý pomocí procesu racionálního návrhu léčiva byl antivirový lék zvaný Relenza®. Tento lék byl navržen tak, aby interagoval s chřipkovým proteinem zvaným neuraminidáza. Bez tohoto proteinu nemůže virus chřipky infikovat nové buňky; Proto léčba thE lék může zkrátit dobu trvání nemoci. Mezi další racionálně navržené léky patří léčiva HIV, jako je ritonavir a indinavir, které oba interagují s virovými proteiny zvanými proteázy.