ኬሞኢንፎርማቲክስ ምንድን ነው እና እንዴት አዳዲስ መድሃኒቶችን ለማግኘት ይረዳል?

አዲስ መድሃኒት ለማግኘት ከ10 እስከ 15 ዓመታት እንደሚፈጅ እና በቢሊዮን የሚቆጠር ዶላር እንደሚያስወጣ ያውቃሉ? ኢንቨስት የተደረገው የጊዜ፣ የገንዘብ እና የጥረት መጠን በጣም ትልቅ ነው፣ ነገር ግን ይህ ሁሉ የሚለወጠው ኬሞኢንፎርማቲክስ በመባል ለሚታወቀው ሳይንሳዊ ዲሲፕሊን ነው።ምን እንደሆነ እና እንዴት አዳዲስ መድሃኒቶችን ለማግኘት ይረዳልመልሱ እንደ ውስብስብነቱ አስደሳች ነው, እና በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ቀላል በሆነ መንገድ እናብራራለን.

ኬሚንፎርማቲክስ ምንድን ነው? የኬሚስትሪ እና የኮምፒተር ሳይንስ አስደሳች ውህደት

ለመረዳት ኬሚንፎርማቲክስ ምንድን ነው?እጅግ በጣም ውስብስብ የሆነ መቆለፊያ የሚከፍት ልዩ ቁልፍ ማግኘት እንዳለብህ አስብ። ቁልፉ ግን አሥር ቢሊዮን የተለያዩ ቁልፎች ባሉበት ተራራ መካከል ተደብቋል። እንዴት ያለ ተግባር ነው! በእጅ ለመፈለግ እና እያንዳንዱን ቁልፍ አንድ በአንድ ለመሞከር ምን ያህል ጊዜ እና ጥረት እንደሚያስፈልግ መገመት ትችላለህ?

ደህና፣ የመድኃኒት ኢንዱስትሪው ይህን ትልቅ ፈተና ገጥሞታል። መቆለፊያው በሽታ አምጪ ፕሮቲንን ይወክላል, እና ቁልፉ የኬሚካል ሞለኪውል ወደ መድኃኒትነት ሊለወጥ ይችላል. ለበርካታ አስርት ዓመታት, ባለሙያዎች እያንዳንዱን አዲስ መድሃኒት ለማግኘት 'በእጅ' ስርዓት ተጠቅመዋል, በእውነት እጅግ በጣም ብዙ ጊዜ, ገንዘብ እና ጥረት ኢንቬስት ማድረግ.

ወደ ተመሳሳይነት ስንመለስ፣ አሁን ያለህ እንደሆነ አስብ ብልህ ስርዓት ከአስር የማይመጥኑ ቁልፎች ዘጠኙን ወዲያውኑ ማስወገድ ይችላል። ስርዓቱ የትኞቹ ቁልፎች በጣም ተስፋ ሰጭ ቅርፅ እንዳላቸው ለመገመት ፣ ለመሰብሰብ እና በቡድን ለመደርደር ይረዳዎታል ። በጣም ጥሩ! ያ ነው፣ በመሰረቱ፣ የኬሚንፎርማቲክስ አስማት።

ኬሚንፎርማቲክስ ምንድን ነው? በፖርታሉ መሰረት PubMed፣ 'የኬሚካል መረጃዎችን በማሰባሰብ፣ በማከማቸት፣ በመተንተን እና በመቆጣጠር ላይ የሚያተኩር የመረጃ ቴክኖሎጂ መስክ ነው።' ይህ ሳይንሳዊ ትምህርት በኬሚስትሪ ውስጥ ያሉ ውስብስብ ችግሮችን ለመፍታት የኮምፒውተር ሳይንስ እና ዳታ ሳይንስ ቴክኒኮችን ይጠቀማልበዋናነት በመድሃኒት ግኝት ላይ ያተኮረ ነው, ነገር ግን በበርካታ ዘርፎች (አግሮኬሚካል, ምግብ, ወዘተ) ውስጥ አፕሊኬሽኖች አሉት.

ሁለት መሠረታዊ ምሰሶዎች፡ ዳታ እና ስልተ ቀመር

ኬሚንፎርማቲክስ እንዴት እንደሚሰራ ለመረዳት ስለ ሁለቱ አስፈላጊ አካላት መነጋገር አለብን- የኬሚካል መረጃበአንድ በኩል እና የ አልጎሪዝም እና ሞዴሎች፣ በሌላ በኩል። የኋለኞቹ የኬሚካላዊ መረጃዎችን ለማስኬድ እና ስለዚህ የመድሃኒት እድገትን ለማመቻቸት የሚያስችሉ ጠቃሚ መረጃዎችን ለማግኘት ያገለግላሉ. ይህንን ለማድረግ በመጀመሪያ ከእያንዳንዱ ነባር የኬሚካል ውህድ ጋር የተያያዙ ሁሉንም መረጃዎች ዲጂታል ማድረግ አስፈላጊ ነው.

ስለዚህ ሁሉም የሚጀምረው በ ሞለኪውሎች ዲጂታል ማድረግእነዚህ ኮምፒዩተሮች ሊረዷቸው እና ሊያስተናግዷቸው በሚችሉ ልዩ ቅርጸቶች (እንደ SMILES፣ InChi ወይም SDF ፋይሎች) በዲጂታል መልክ ሊወከሉ ይችላሉ። እርግጥ ነው፣ ስለ ቀላል ሥዕሎች እየተነጋገርን አይደለም፡ እነዚህ ፋይሎች እንደ አቶሞች፣ ቦንዶች፣ ባለ ሶስት አቅጣጫዊ አወቃቀራቸው፣ የኤሌክትሪክ ክፍያ፣ የአካላዊ ባህሪያቶቻቸው፣ ወዘተ የመሳሰሉትን መረጃዎች ያመለክታሉ።

• የኬሚካል ውህዶች ከሁሉም ባህሪያቸው ጋር ወደ ዲጂታል አውሮፕላኑ ከመጡ በኋላ የማስላት መሳሪያዎችን በእነሱ ላይ መተግበር ይቻላል.
• ይህ ኬሚንፎርማቲክስ ስለ ኬሚካል መረጃን መተግበር ነው። ስታቲስቲክስ, የ የማሽን መማሪያ፣ አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ ፣ የመረጃ ማዕድን ማውጣት እና የስርዓተ-ጥለት ማወቂያ ዘዴዎች.
• እነዚህ ሁሉ ስልተ ቀመሮች እና ሞዴሎች አደንዛዥ እጾችን በማዘጋጀት የመጨረሻ ግብ ላይ እንዲህ ያለውን ከፍተኛ መጠን ያለው መረጃ ትንተና ያፋጥናሉ.

ኬሚንፎርማቲክስ አዳዲስ መድኃኒቶችን ለማግኘት እንዴት እንደሚረዳ

በመሠረቱ, ኬሚንፎርማቲክስ የሚያደርገው ነገር ነው እያንዳንዱን የመድኃኒት ግኝት እና የእድገት ሂደትን ያሻሽሉ።ይህ ሂደት ከ10 እስከ 15 ዓመታት ሊፈጅ የሚችል ረጅም እና ውስብስብ ዑደት መሆኑን እና በቢሊዮን የሚቆጠር ዶላር ወጪ እንደሚያስፈልግ ልብ ሊባል ይገባል። ነገር ግን ይህ አብዛኛው ጥረት በኬሚስትሪ እና በኮምፒዩተር ሳይንስ ውህደት ምክንያት በጣም ቀላል ሆኗል. በመድኃኒት ልማት የመጀመሪያ ደረጃዎች ውስጥ ይህ እንዴት እንደሚቻል እንመልከት ።

ደረጃ 1፡ ግኝት እና ምርምር

አንድ መድሃኒት ለመፍጠር, ሳይንቲስቶች የሚያደርጉት የመጀመሪያው ነገር የበሽታ መንስኤ ምን እንደሆነ ይመረምራል. በዚህ ምክንያት እ.ኤ.አ. በሽታውን ለማከም ሊለወጥ የሚችል ባዮሎጂያዊ ዒላማ ወይም ዓላማ (እንደ ፕሮቲን ወይም ጂን ያሉ) ይለያሉ።. በዚህ ጊዜ ኬሚንፎርማቲክስ ዒላማው "መድሃኒት" መሆኑን ለማወቅ ይረዳል, ማለትም, ቦልት (ወደ መጀመሪያው ተመሳሳይነት ስንመለስ) ​​በዚህ ውስጥ ሀ ቁልፍ (ሞለኪውል) ለመቀየር መሞከር.

በተጨማሪም, የውሂብ ማቀነባበሪያ ቴክኒኮችም እንዲሁ ይረዳሉ እጩ ሞለኪውሎችን መለየት እና መፍጠር ከዒላማው ጋር መስተጋብር ሊፈጥሩ የሚችሉ (የቁልፎች ስብስቦች)። በሚሊዮን የሚቆጠሩ ውህዶችን በአካል ከመሞከር ይልቅ፣ ሀ ምናባዊ የማጣሪያ ምርጥ እጩዎችን ለመለየት በትላልቅ የውሂብ ጎታዎች ውስጥ። ስለዚህም ከሁለት እስከ አራት ዓመታት ይፈጅ የነበረው አሁን በትንሽ ጊዜ እና በገንዘብና በጉልበት ኢንቬስት በማድረግ ተከናውኗል።

ደረጃ 2፡ ቅድመ ክሊኒካዊ ደረጃ

በቅድመ ክሊኒካዊ ደረጃ፣ ደህንነታቸውን እና ውጤታማነታቸውን ለመገምገም በጣም ተስፋ ሰጭ ውህዶች ተወስደዋል እና በጥብቅ ይጠናሉ። እነዚህ ጥናቶች በተለምዶ ሁለቱም ይከናወናሉ በብልቃጥ ውስጥ (በሴሎች እና ቲሹዎች ላይ) እንደ ኢን ቪቮ (በእንስሳት ውስጥ)። ግን፣ Chemoinformatics እነዚህ ሁሉ ጥናቶች እንዲመስሉ ያስችላቸዋል በሲሊኮ ውስጥማለትም በኮምፒውተር ላይ, እና ውጤቶቹ ከላቦራቶሪ ምርመራዎች ጋር በጣም ተመሳሳይ ናቸው. በተፈጥሮ፣ ይህ ሀብትን እና ጊዜን ይቆጥባል፣ እና በመቶዎች የሚቆጠሩ የማይጠቅሙ ልዩነቶችን ከማቀናጀት ያስወግዳል።

ደረጃ 3: ክሊኒካዊ የሙከራ ደረጃዎች

ቅድመ ክሊኒካዊ ጥናቶች ከተሳካ, ውህዱ ወደ ሰው ምርመራ ይሸጋገራል. እርግጥ ነው, እንዲህ ዓይነቱ ውህድ በሙከራ ቱቦ ውስጥ ወይም በዲጂታል ሲሙሌሽን ውስጥ በጣም ኃይለኛ ሊሆን ይችላል. ነገር ግን የሰው አካል ካላመጣ መርዛማ ነው, ወይም ጉበት በጣም በፍጥነት ይይዛል, ወይም በፍጥነት ይመታል, የአደንዛዥ ዕፅ ጉድለት ይሆናል. ስለዚህ፣ በሰዎች ላይ ከመሞከርዎ በፊት፣ ሀ Adsorption፣ Distribution፣ Metabolism፣ Excretion እና Toxicity የሚለካ የኤዲኤምኤቲ ንብረቶች ትንበያ ሙከራ በሰው አካል ውስጥ ያለው ውህድ.

እንደ እድል ሆኖ፣ የኬሚንፎርማቲክስ ሞዴሎች የADMET ንብረት ትንበያ ሙከራዎችን ማካሄድ ይችላሉ።ይህ በእንስሳት ውስጥ ያለውን ግቢ ከመፈተሽ በፊት እንኳን ሊደረግ ይችላል, ይህም ችግር ያለባቸውን እጩዎች ቀደም ብሎ ለማስወገድ. በድጋሚ, እነዚህን ዲጂታል ማስመሰያዎች ማከናወን ያልተሳኩ ክሊኒካዊ ሙከራዎችን ቁጥር ይቀንሳል, እንዲሁም የሙከራ ርዕሰ ጉዳዮችን የመጠቀም አስፈላጊነት (እና የውጤቱ የስነምግባር ተፅእኖ).

ለማጠቃለል፣ ኬሞኢንፎርማቲክስ ምን እንደሆነ እና አዳዲስ መድኃኒቶችን ለማግኘት እንዴት እንደሚረዳ በሰፊው ስትሮክ አይተናል። የዚህ ሳይንሳዊ ዲሲፕሊን መስፋፋት በጣም ትልቅ ነው., ስለዚህ ወደፊት ብዙ እና የተሻለ ውጤት ይጠበቃል. የኬሚስትሪን ኃይል ከኮምፒውቲሽናል ኢንተለጀንስ ጋር በማጣመር በሽታዎችን በፍጥነት፣ በትክክለኛ እና በኢኮኖሚ ለማከም አጠቃላይ የዕድሎች አጽናፈ ሰማይ ይከፈታል።