Ez arról szól, hogyan farmakológus ma drogozott
Jó gyógyszert kell számolnod
Ahhoz, hogy hatékonyan létrehozni gyógyszereket. gyógyszeripari vállalatok támaszkodnak a matematikai modellezés. Ez a „Gazeta.ru” azt mondták a szakértők egy iskolában a fiatal tudósok számára „A modern biológia és biotechnológia a jövőben” a Pushchino.
Way gyógyszerek laboratóriumi gyógyszertár tart 10 és 14 év, és ez az út megy a végén csak az egyik 10 ezer jelölt anyagok. Azaz, a 10 ezer kémiai vegyületek, amelyek potenciálisan egy gyógyszer, átlagosan ezer kiválasztott pre-klinikai állatkísérletekben, amelyek közül csak tíz eléri a klinikai vizsgálatok során, az egyiket a bejegyzett egy új gyógyszer. Az ilyen számtani jogszabályok valamennyi gyógyszeripari vállalat működik.
Hogyan készítsünk egy kúra
Ahhoz, hogy hozzon létre egy gyógyászati készítmény, például, a cukorbetegség vagy a sclerosis multiplex, szükséges tudni, hogy a cél - egy fehérje receptor vagy enzim - amely a gyógyszert kell fellépnie kémiailag és ezáltal megállíthatja a betegség. Első árnyékolt - keressen több ezer kémiai vegyületek, ez a művelet most történik gyakorlatilag segítségével speciális számítógépes programok. A módszer az úgynevezett kábítószer-tervezés (a kábítószer-tervezés) lehetővé teszi a 3D-formátumban kiválasztásához molekulák az anyag a célmolekulához, hogy megtalálja az is, hogy egybeessen a cél, mint a billentyűzárat.
A helyes „kulcs” kémiailag reagál az aktív központ a cél.
Anyagok jól kölcsönhatásban a cél, küldés az állatkísérleteket. Feladat pre-klinikai vizsgálatok - értékeli a biológiai anyag hatása, toxicitás, mellékhatások. Szakaszában klinikai vizsgálatok vizsgált hatóanyagok az emberre. Ez a lépés, viszont három fázisból áll.
Kockázatok és kihívások
A gyógyszeripari vállalatok költenek az új gyógyszerek kifejlesztése átlagosan körülbelül $ 2 milliárd. Természetesen a költségek megtérülnek sokszor profit, ha a terméket forgalomba hozzák. Ha nem, a gyógyszergyárak veszteséget szenvedett, ami különösen jó, ha a gyógyszer nem volt képes átadni a végleges - a bizonyítékok - fázisú klinikai vizsgálatokban. Jellemzően két-harmada a költség költenek rá.
És ez az egyik oka annak, hogy az elmúlt években számos új kábítószer a világon csökken tartósan. Az FDA szerint, több mint 10 éve esett kétszer.
Az építészeti aszkézis pozícióját a gyógyszeriparban - néhány új gyógyszert engedélyeztek egy év egészségügyi intézményekben
kábítószer-tervezés
Az egészségügyi hatóságok már rögzített csak néhány gyógyszerek évente. Fejleszteni gyógyszer túl időigényes, és így lehetséges, hogy nem a klinikai vizsgálatok során, mert a gyógyszer nem elég hatékony, mint a standard kezelést. A számos ilyen hibák a második és a harmadik szakasz a klinikai vizsgálatok megduplázódott. Big Pharma válságban van, akkor keresi a módját, hogy javítsák támogatása a hatóanyag a laboratóriumból a piacra. És ebben a keresést fordult a matematikai modellezés. Tehát van egy új tudományterület - farmakometrika. A modern gyógyszeriparban matematikai modelleket használnak minden szakaszában létrehozása és fejlesztése a gyógyszerek.
Matematika jön a mentő
„A kezdeti fejlődési szakaszban (szűrés, a kábítószer-tervezés, drag-Discovery), a legtöbb feladat modellezés kapcsolatos választást a cél, és a molekula egy optimális tulajdonságok, - magyarázza a szakértő a cég” Novartis „(megye matematikai modellezés) Kirill Peskov. - Hozzá kell tenni, hogy bizonyos típusú gyógyszerek, mint például a különféle biológiai termékek, amit eredetileg jósolt modellezéssel és a rendelkezésre álló adatokat a biokémia és a fiziológia a rendszer optimális halmazát, majd a tervező „Lego” gyűjteni az ilyen molekula. Az ilyen projektek szerepe a szimulációs növekszik nagyon erősen. "
Összes viselkedését leíró anyagok az élő szervezetben az adatok alapján a folyamatokat, segít megtervezni pre-klinikai vizsgálatok, hogy jöjjön fel a legjobb megoldást, hogy csökkentse a számos kísérleti egereknél és patkányoknál (ez csak, hogy megszünteti az állatkísérletek még mindig nem!). „Egy másik pont, hogy kell megjegyezni - hozzáteszi Cyril Sands - a matematikai modelleket komplex a szempontból farmakológiai esetekben (például a szemészeti, vagy inhaláló). Az a tény, hogy még a nagyszámú kísérleti állatok az ilyen rendszerek esetében nagyon nehéz pontosan leírni a viselkedését jövőben gyógyszerek, mivel gyakran szinte lehetetlen pontosan mérni kísérletileg azok koncentrációja a különböző szövetekben. "
Csak a dózis teszi a mérget gyógyszert
Az egyik legfontosabb lépés a létrehozását gyógyszeripar -, hogy megtalálják a megfelelő adagot, a szakértő hangsúlyozza. Mint az egyik pillére a Farmakológiai Filipp Aureol Teofrast von Hohenheim Bombastus, ismertebb nevén Paracelsus «minden méreg és semmi nem toxikusak. Egy adag teszi a mérget egyetlen észrevehető. " A magas dózisú bármilyen gyógyszert toxikus, növeli a valószínűségét, mellékhatások. De egy kis adag, ez nem lehet a kívánt hatást.
Hozam - keresni dózistartományokban, ahol a gyógyszer egy maximális hatás, de nem méreg. A farmakológiai hívják terápiás ablak.
Az ablak lehet széles vagy keskeny, és ez az egyik kritériuma minőségű gyógyszerek. Mindenesetre meg kell, hogy ezt a képernyőt, hogy fenntartsák az egyensúlyt a hatékonyság és a biztonság. Matematikai modellezés lehetővé teszi, hogy a legjobbat. Pontos találatot a dózist, ami meg kell vizsgálni a klinikai vizsgálatok során, biztosítja elleni hibákat. A hiba ebben a szakaszban túl drága.
Matematikai módszerek modellezhető farmakokinetikáját (gyógyszer viselkedése a szervezetben) és farmakodinamikáját (a gyógyszer hatását a szervezetben).
A fő mutatója farmakokinetika - változó kábítószer plazma koncentráció-idő.
„Egy ilyen görbét által leírt viszonylag egyszerű matematikai kifejezéseket - magyarázza Kirill Peskov. - Ha a gyógyszer hozott tabletta formájában, a legegyszerűbb esetben, csak két differenciálegyenletek. " A következő lépés -, hogy megtalálja ezeket a paramétereket a differenciálegyenletek, ahol megkapjuk az optimális arányt a modell és a kísérleti adatok. Ez nem éppen elég egy ember. De az emberek különbözőek, és mások számára, ezek a paraméterek nem fog illeszkedni. Általánosítani a modell a lakosság, hogy segítse a statisztikai módszerek, amelyek figyelembe veszik az eltérés a kétféle - egy általános, meghatározza a pontosság és a mérési eszközök, egyéb kapcsolódó egyedi jellemzői az emberek. Szakértők válogatni az egyes jellemzőit (nem, faj, kor, stb), állapítsa meg, melyek befolyásolják a viselkedést a hatóanyag, és azokat a modellben. Ez a modell már beállítva, hogy ne egy személy, hanem a lakosság számára.
Gyógyszerhatástani meghatározza, sőt, ahogy a gyógyszer hat a szervezetben, vagyis hogyan befolyásolja a viselkedést egyes biomarkerek és a klinikai paraméterek. Modellezésére farmakodinamikai szerint Peskov, két fő módszer - egy olyan modell, a közvetlen válasz modell és a folyamatban lévő választ. Mivel a gyógyszer közvetlenül hatnak biokémiai paraméterek, és time shift (csúcskoncentráció mivel hatóanyag vérben nem esik egybe a csúcs hatása). Ezért vannak olyan minták, amelyek egy egységes egyenlet, de gyakrabban komplex rendszerek, amelyek figyelembe veszik a számos tényező. „Ha a maximális információt az első tesztelési fázisban, megértjük, hogy mit kell tenni a tervezési tanulmányok a második és a harmadik szakasz,” - mondta a szakértő.
Esettanulmány
A kötet a papír iránti kérelemhez mellékelt egyetlen gyógyszer, vesz egy egész szobát. A regisztrációs hatóságok aprólékosan alkalmas arra, hogy az egyes eredményeket, és ha bármilyen kétség merül vissza a cég perújítási kérelmet. Kirill Peskov idézi példaként, ahol matematikai modellezést mentette meg a cég „Novartis” több éves munkát. Regisztrált az FDA elleni gyógyszer a sclerosis multiplex. Nehéz autoimmun betegség, melyben a sejtek elkezdenek támadni myelinburok idegrostok és az a személy fokozatosan elveszti a mobilitást. A mechanizmus a gyógyszer hatásának csökkentése a limfociták számát. Klinikai vizsgálatok azt mutatták, hogy a gyógyszer körülbelül egyformán hatásos dózis 0,5 mg és 1,25 mg. FDA azon, hogy alkalmazzák-e, és ez még csak nem is a dózis felét (0,25 mg). A számítás egyszerű: minél kisebb a dózis, a kevésbé káros gyógyszer. A klinikai vizsgálatok azonban egy másik adag évekbe fog telni, és a gyógyszer létfontosságú a betegek számára. A vállalat úgy döntött, hogy a matematikai modellezés. A modell leírja a hatását a gyógyszer a limfocitákra és más fiziológiai paraméterek (idegszövet károsodás, a betegség súlyossága, a frekvencia a relapszus). És tudta mutatni, hogy a extrapolációja egy adag 0,25 mg a görbe, a hatékonyságot a hatóanyag jelentősen csökken. Mivel a korábbi dózis (0,5 mg) fekszik a „váll” a görbe, majd csepp. A modell pontosan megjósolta ezt a hatást.
Sok vita után, az FDA hallgatta matematikai számítások. Medicine bejegyzett további vizsgálat nélkül, és ezért néhány évig gyorsabban.
Az elmélet, majd gyakorlat - amely megfelel a többi résztvevő az iskolában részt vett a mester osztály farmakometrike. Így, az eredeti adatok:
Medicine - egy nem-szteroid gyulladáscsökkentő gyógyszer. Ezek a gyógyszerek gyulladásgátló, fájdalomcsillapító és lázcsillapító hatással, és kezelésére is alkalmazzák autoimmun betegségek, többek között szisztémás lupus erythematosus. Nem-szteroid gyulladáscsökkentő gyógyszerek fájdalom és gyulladás enyhítésére annak a ténynek köszönhető, hogy gátolják a ciklooxigenáz enzimet (COX-1 és COX-2). Így, ezek csökkentik a prosztaglandinok - gyulladásos mediátor. Ezen túlmenően, a hatóanyag szelektíven gátolja csak egy kulcs prosztaglandin (PGE2), amely nem vezet a mellékhatások. A gyógyszert szájon át tabletta formában, az élettartama során (amelyek esetében a vérben a felezési marad) - 3 óra 90% hatóanyag kiválasztódik a vesék által. Eszköz: MONOLIX programot. Van egy táblázat adatait a 35 SLE betegek és 20 egészséges önkéntes. A farmakokinetikai modell leírja a gyógyszer-koncentráció a vérplazmában, a két eljáráson alapulnak: abszorpciós (szívó) és az eliminációs (eltávolítás). Ennek megfelelően, az egyenletrendszert tartalmaz a két állandók: Ka és ke. helyett az utóbbi szám gyakran használják úgynevezett távolság - eltávolítása arányt. Az egyik beteg, a görbe nagyon egyszerű - egy éles koncentrációjának növekedése, majd fokozatos csökkenés. A görbecsoportban nem ugyanaz a betegek. Számoljuk ki a hiba - maradék hiba és a véletlen hatás az egyes beállítható paraméterek közé modell egyes élettani mutatók, és ennek eredményeként a továbbfejlesztett modell helyesen írja le a viselkedését gyógyszer a lakosság számára. A következő lépésben elvégzett szerelés farmakodinámiás modell, amely leírja, hogy a gyógyszer gátolja a prosztaglandin PGE2. Ez akkor fordul elő nagyon eltérő a betegekben és egészséges. Miután figyelembe véve az összes paraméter és beállítás a modell a lakosság is lehet használni, hogy szimulálja a klinikai vizsgálat gyógyszerek. Ez a szimuláció azt mutatja, milyen élettani jellemzőit legfontosabb, hogy fontolja felírásakor gyógyszert. Például, amennyiben szükséges megváltoztatni a dózis anyag betegek különböző testtömeg vagy megsérti a vesék.
A matematikai modellek nem az egyetlen módja annak, hogy a kábítószer-design. Magyar vegyészek és gyógyszerészek más módszerekkel, amelyek miatt legalább
lenyűgöző eredmény, amely „Times” azt egy későbbi kiadványban.
Ismertetik az előadás Kirill Peskov