Исследовательская команда Института фармации, химии и биологии применяет «Синтелли» для ускорения ранних этапов разработки лекарственных препаратов. Основное направление работы — поиск новых активных молекул, которые потенциально могут использоваться в качестве противоопухолевых средств.
Описание
Институт фармации, химии и биологии БелГУ занимается разработкой лекарственных препаратов и фармацевтических технологий. Одним из направлений исследований является разработка потенциальных ингибиторов белка BRAF — биологической мишени, связанной с развитием ряда онкологических заболеваний, включая меланому, рак лёгкого и колоректальный рак.
Задача
Разработка новых лекарственных препаратов — длительный и ресурсозатратный процесс. Полный цикл создания лекарства может занимать более лет, и значительная часть времени уходит на поиск перспективных молекул-кандидатов.
Перед исследовательской командой стояли следующие задачи:
- найти новые молекулы, потенциально способные ингибировать белок BRAF;
- оценить их биологическую активность;
- снизить вероятность токсичности;
- определить возможность синтеза соединений из доступных реагентов.
Для этого было необходимо проанализировать большое количество химических структур и выбрать наиболее перспективные соединения для дальнейших исследований.
Решение
Для ускорения этого процесса исследовательская команда решила использовать платформу цифровой химии «Синтелли». Платформа позволяет анализировать химические структуры, работать с реакциями и прогнозировать свойства соединений, что помогает оптимизировать ранние этапы разработки лекарств.
С помощью платформы команда выстроила алгоритм поиска новых молекул:
1) Были сгенерированы и собраны структуры, сходные с известными ингибиторами BRAF.
2) Соединения были отфильтрованы по ключевым параметрам, включая биологическую активность и токсичность.
3) Отобранные соединения были проанализированы с помощью молекулярного докинга для оценки их способности связываться с белком-мишенью.
1) Были сгенерированы и собраны структуры, сходные с известными ингибиторами BRAF.
2) Соединения были отфильтрованы по ключевым параметрам, включая биологическую активность и токсичность.
3) Отобранные соединения были проанализированы с помощью молекулярного докинга для оценки их способности связываться с белком-мишенью.
После этого отобранные соединения были проанализированы с помощью молекулярного докинга для оценки их способности связываться с белком-мишенью.
Одной из наиболее востребованных функций платформы для исследователей стал ретросинтетический анализ. С его помощью специалисты оценивали синтетическую доступность молекул и строили возможные пути их получения.
Кроме того, платформа позволила анализировать спектральные характеристики соединений и прогнозировать их растворимость, что важно для дальнейшей экспериментальной работы.
В ходе моделирования исследователи проанализировали около 700 потенциальных молекул, из которых были отобраны 13 наиболее перспективных соединений, сопоставимых по характеристикам с существующими препаратами, а 2 из них уже удалось синтезировать.
Результаты
Использование платформы «Синтелли» позволило исследовательской команде в лице студента фармацевтического факультета Никитина Константина Андреевича, старшего преподавателя кафедры фармацевтической технологии, кандидата фармацевтических наук Марцевой Дианы Сергеевны и заведующей кафедрой фармацевтической технологии, доктора фармацевтических наук, профессора Жиляковы Елены Теодоровны существенно оптимизировать ранние этапы разработки лекарственных препаратов. Следующим этапом проекта станет экспериментальный синтез выбранных соединений и их дальнейшее исследование на клеточных линиях.
По оценке команды, применение цифровых инструментов может значительно сократить время и финансы, необходимое для ранних этапов разработки лекарств.
«Разработка лекарственных препаратов — это очень длительный процесс, который может занимать более 10 лет. Если использовать цифровой подход, можно существенно сократить время исследований… С помощью платформы можно перебрать большое количество химических молекул и теоретически получить нужный результат», — отметила Елена Жилякова, заведующая кафедрой фармацевтической технологии, доктор фармацевтических наук, профессор.
Использование платформы позволяет сосредоточить ресурсы на экспериментальной проверке наиболее перспективных соединений и ускорить переход к следующим этапам разработки лекарственных препаратов.
Чтобы узнать все детали исследовательской работы коллег, посмотрите запись вебинара: «От стратегии Фарма-2030 к реальным кейсам»
Чтобы узнать все детали исследовательской работы коллег, посмотрите запись вебинара: «От стратегии Фарма-2030 к реальным кейсам»
А также познакомьтесь с похожим кейсом о применении Синтелли для разработки новых лекарств в «ИНФАМЕД К»