Co to jest racjonalne projektowanie narkotyków?

W większości historii nauk medycznych odkryto nowe leki przez proces prób i błędów lub po prostu przez samo szczęście. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na nowe i bardziej skuteczne leki, nowa metoda opracowywania leków zwana racjonalnym projektowaniem leków zaczęła zastępować stare metody. W racjonalnym projektowaniu leków biologicznie aktywne związki są specjalnie zaprojektowane lub wybrane do pracy z danym celem leku. Racjonalne projektowanie leków często obejmuje stosowanie oprogramowania do projektowania molekularnego, którego naukowcy stosują do tworzenia trójwymiarowych modeli leków i ich celów biologicznych. Z tego powodu proces ten jest również znany jako projektowanie leków wspomaganych komputerowo.

Cel leków lub cel biologiczny jest zwykle jednym z dwóch rodzajów. Pierwszy typ jest cząsteczką w ludzkim ciele, która powoduje chorobę, gdy jest w pewnym sensie wadliwy. Druga to cząsteczka z mikroorganizmu wywołującego chorobę. Rozwój leku obejmuje odkrywanie lub projektowanie nowych związków chemicznych, któreoddziaływać z tymi celami w korzystny sposób, na przykład poprzez interakcję z cholesterolem w celu usunięcia go z ciała lub interakcją z wirusem, aby spowodować jego śmierć.

Starsze metody opracowywania nowych leków mają kilka wad, które sprawiają, że odkrywanie narkotyków jest kosztownym biznesem. Najłatwiejszą i najszybszą metodą opracowania nowego leku jest po prostu odkrycie, przez samo szczęście, że pewien związek jest biologicznie aktywny w stosunku do celu zainteresowania lekiem. Być może najbardziej znanym takim incydentem było odkrycie penicyliny przez Aleksandra Fleminga w 1928 r. Mikrobiolog odkrył pierwszy antybiotyk, gdy niektóre kultury bakteryjne, z którymi pracował, zanieczyszczono grzybem bakteriobójczym. Oczywiście tego rodzaju przypadkowe odkrycie nie zdarza się zbyt często, a szczęście nie jest czymś, na czym firmy farmaceutyczne polegają na rozwoju nowych leków.

Najczęstsze stosowanie metodyD opracowanie nowych leków jest długim, dużym procesem o nazwie kombinatoryczne badanie przesiewowe biblioteki. W tym procesie powstaje duża liczba związków chemicznych, a następnie badana pod kątem aktywności biologicznej. Jeśli dany związek wykazuje oznaki interakcji z celem biologicznym, otrzymuje dalszą uwagę i może zostać przekształcony w nowy lek. Proces ten może jednak potrwać wiele lat i ogromne kwoty, a nawet pod koniec okresu rozwoju, lek może nie być wystarczająco skuteczny lub wystarczająco bezpieczny do użytku przez ludzi.

Racjonalne projektowanie leków jest bardziej usprawnionym procesem, który wymaga starannego rozważenia celu leku, a także samego leku. Ta metoda projektowania leków wykorzystuje specjalny sprzęt do zbadania trójwymiarowej struktury celu leku, a następnie znaleźć związek, który może oddziaływać z celem. Racjonalne projektowanie leków wymaga zatem znacznej wiedzy na temat chemii, a także biologii, ponieważ interakcje chemiczne między lekamia ich cele określają, czy lek jest biologicznie aktywny.

Związki

​​można zlokalizować do testowania na dwa sposoby. Pierwszy obejmuje użycie kombinatorycznego badań przesiewowych biblioteki. W takim przypadku proces ten jest usprawniony, ponieważ naukowcy stosujący racjonalne metody projektowania leków będą sprawdzać bibliotekę pod kątem związków o kształcie, który jest wystarczająco specyficzny, aby wchodzić w interakcje z celem zainteresowania leku. Druga metoda obejmuje faktyczny projekt związku, który może oddziaływać z celem. Wymaga to rozważenia chemicznego składu związku i znajomości tego, jakie grupy chemiczne mogą wymagać związku, aby być w stanie oddziaływać z celem leku.

Pierwszym lekiem opracowanym przy użyciu procesu racjonalnego projektowania leku był lek przeciwwirusowy o nazwie Relenza®. Ten lek został zaprojektowany do interakcji z białkiem grypy zwanej neuraminidazą. Bez tego białka wirus grypy nie może infekować nowych komórek; Dlatego leczenie thLek E może skrócić czas trwania choroby. Inne racjonalnie zaprojektowane leki obejmują leki HIV, takie jak rytonawir i indinawir, które oddziałują z białkami wirusowymi zwanymi proteazami.