Компьютерная фармацевтика: лекарства в России будут создавать по-новому

Ученые РАН разработали подход, повышающий точность компьютерного моделирования лекарственных препаратов. Он выбирает эффективные соединения и отсеивает токсичные компоненты и вещества-пустышки.
Автор Hi-Tech Mail
Компьютерное моделирование лекарств
Компьютерное моделирование лекарств в Институе цитологии РАНИсточник: Новости РАН

Российские исследователи предложили новый подход к компьютерному моделированию лекарственных соединений, который позволяет точнее прогнозировать их взаимодействие с клетками человека. Метод помогает выявлять перспективные молекулы еще до лабораторных испытаний и снижает затраты на разработку препаратов. Об этом сообщила пресс-служба Российской академии наук.

Работа выполнена учеными Института цитологии РАН. Они создали вычислительный фреймворк, способный моделировать влияние потенциальных лекарственных молекул на свойства клеточных мембран — их жесткость, структуру и электростатические характеристики. Такие параметры напрямую связаны с биологическим действием соединений, включая антиоксидантные и противоопухолевые эффекты.

Результаты исследования опубликованы в рецензируемом журнале BioSystems.

Проверка на природных соединениях

Для тестирования подхода исследователи выбрали флавоноиды — природные пигменты растений, обладающие антиоксидантными свойствами. В качестве модельных соединений использовали байкалеин, хризин и лютеолин. Эти вещества известны способностью защищать клетки от повреждений и благотворно влиять на воспалительные процессы. По мнению авторов, они идеально подходят для проверки точности моделирования.

Результаты компьютерных расчетов сопоставили с лабораторными экспериментами. Ученые измерили влияние соединений на фазовые переходы липидов клеточной мембраны с помощью дифференциальной сканирующей микрокалориметрии. Сравнение показало высокую степень совпадения симуляции с реальными данными, что подтвердило достоверность и перспективность предложенного метода.

Симуляция in silico
Симуляции in silico («в кремнии») процессов и событий стали непременным атрибутом исследований в биологии, медиине, астрономииб физике и других естественных и точных науках.Источник: Freepik

Значение для фармацевтки

Создание новых препаратов традиционно занимает годы и требует значительных финансовых затрат. Компьютерное моделирование помогает сократить этот путь, позволяя заранее отсеивать неэффективные или потенциально токсичные молекулы и выбирать наиболее перспективные кандидаты. Новый подход делает такие расчеты быстрыми и достоверными, позволяя сэкономить средства и время.

Сравнение результатов моделирования при помощи нашего фреймворка и лабораторных экспериментов с реальными соединениями показало высокую степень достоверности компьютерной симуляции. 
Анна Малыхина
первый автор исследования, научный сотрудник лаборатории моделирования мембран и ионных каналов ИНЦ РАН

Недавно стало известно что в России создано новое средство от гриппа. Hi-Tech Mail разобрался, как оно работает.