合理的なドラッグデザインとは

医学の歴史のほとんどを通して、新薬は試行錯誤のプロセスまたは単なる運によって発見されました。 新しいより効果的な薬物の需要が増加するにつれて、合理的な薬物設計と呼ばれる薬物開発の新しい方法が古い方法に取って代わり始めました。 合理的な薬物設計では、生物学的に活性な化合物は、特定の薬物ターゲットで機能するように特別に設計または選択されます。 合理的な薬物設計には、分子設計ソフトウェアの使用が含まれることが多く、研究者はこれを使用して薬物とその生物学的標的の3次元モデルを作成します。 このため、このプロセスはコンピューター支援薬物設計としても知られています。

薬物ターゲットまたは生物学的ターゲットは、通常2つのタイプのいずれかです。 最初のタイプは、何らかの形で欠陥がある場合に病気を引き起こす人体の分子です。 2つ目は、病気を引き起こす微生物の分子です。 薬物開発には​​、コレステロールと相互作用して体内から除去したり、ウイルスと相互作用して死に至ったりするなど、これらの標的と有益な方法で相互作用する新しい化合物を発見または設計することが含まれます。

新しい薬を開発する古い方法には、創薬を高価なビジネスにするいくつかの欠陥があります。 新薬を開発する最も簡単で最速の方法は、特定の化合物が目的の薬物ターゲットに対して生物学的に活性であることを、単に幸運を通して発見することです。 おそらく最も有名なそのような出来事は、1928年にアレクサンダー・フレミングがペニシリンを発見したことでしょう。 もちろん、この種の偶然の発見はあまり頻繁に行われることはなく、運は製薬会社が新薬の開発に依存するものではありません。

新しい医薬品の開発に使用される最も一般的な方法は、コンビナトリアルライブラリスクリーニングと呼ばれる長時間の大規模プロセスです。 このプロセスでは、多数の化合物が作成され、生物活性についてスクリーニングされます。 与えられた化合物が生物学的標的と相互作用する兆候を示した場合、それはさらに注目され、新薬へと発展する可能性があります。 このプロセスには何年もかかり、莫大な金額がかかる可能性がありますが、開発期間の終わりでさえ、人間が使用するのに十分なほど効果的または安全ではない可能性があります。

合理的な薬物設計は、より合理化されたプロセスであり、薬物自体だけでなく薬物の標的についても慎重に検討する必要があります。 薬物設計のこの方法では、特別な機器を使用して薬物標的の3次元構造を調べ、標的と相互作用できる化合物を見つけます。 したがって、薬物とその標的との間の化学的相互作用が薬物が生物学的に活性であるかどうかを決定するものであるため、合理的な薬物設計には化学と生物学の重要な知識が必要です。

化合物は、2つの方法でテスト用に配置できます。 1つ目は、コンビナトリアルライブラリスクリーニングの使用です。 ただし、この場合、合理的な薬物設計法を使用する研究者は、目的の薬物標的と相互作用するのに十分に特異的な形状の化合物についてライブラリーをスクリーニングするため、プロセスは合理化されます。 2番目の方法には、ターゲットと相互作用できる化合物の実際の設計が含まれます。 これには、化合物の化学構造と、化合物が薬物標的と相互作用するために必要な化学基の知識を考慮する必要があります。

合理的な薬物設計のプロセスを使用して開発された最初の薬物は、Relenza®と呼ばれる抗ウイルス薬でした。 この薬は、ノイラミニダーゼと呼ばれるインフルエンザタンパク質と相互作用するように設計されました。 このタンパク質がないと、インフルエンザウイルスは新しい細胞に感染できません。 したがって、薬物による治療は病気の期間を短縮できます。 他の合理的に設計された薬には、リトナビルやインディナビルなどのHIV薬があり、どちらもプロテアーゼと呼ばれるウイルスタンパク質と相互作用します。