Виртуальное тестирование лекарственных препаратов

Виртуальное тестирование лекарственных препаратов

Использование прогностических компьютерных моделей играет важную роль в научных исследованиях, проводимых компанией Bayer.

Компьютер помогает предсказать поведение препарата в организме человека

Виртуальное тестирование препаратов - один из примеров того, как компьютерная программа имитирует действие активного вещества в живом организме.

Научные сотрудники Bayer, занимающиеся разработкой новых лекарственных препаратов в сотрудничестве со специалистами Bayer IT разработали две инновационные прогностические модели для виртуального тестирования лекарственных препаратов. Так, компьютерная программа PK-Sim™ позволяет прогнозировать фармакокинетические процессы, в частности, всасывание, транспорт и метаболизм действующего вещества в организме. Программа для моделирования коагуляции, в свою очередь, позволяет смоделировать эффекты активных компонентов на процесс свертывания крови.

PK-Sim™: путь активного вещества в организме

Компьютерная программа PK-Sim™Компьютерная программа PK-Sim™ позволяет моделировать ключевые процессы, которые определяют судьбу действующего вещества в организме, начиная со стадии всасывания и до стадий распределения, метаболизма и выведения. Такая компьютерная программа позволяет спрогнозировать путь, который проделает вещество в организме после его перорального или парентерального введения, в каком органе произойдет его разрушение, а также где оно будет оказывать свое действие и в какой концентрации.

PK-Sim™ составляет прогнозы на основании базы данных программы, в которую были внесены конкретные показатели для нескольких десятков тысяч веществ, такие как растворимость, связывание с белками, молекулярная масса и параметры, определяющие их выведение; также база данных программы содержит информацию о скорости кровотока, об объеме, о содержании жира и белка, а также о площади поверхности сосудов для 15 органов (включая печень, сердце, почки, головной мозг и кости). Кроме того, в программу занесены отличительные признаки четырех видов живых существ (мыши, крысы, собаки и человек), что создает возможность составлять прогноз эффектов того или иного вещества на организм одного из выбранных видов.

Имитация процесса коагуляции: виртуальное воздействие на систему свертывания крови

Программа, имитирующая коагуляцию, представляет собой фармакодинамическую компьютерную модель, которая обеспечивает виртуальное отображение фармакологических процессов, происходящих в организме; в данном случае – влияние активных фармацевтических субстанций на свертывание крови. В ходе такого моделирования отображается комплексный процесс коагуляции, посредством которого в организме останавливается кровотечение: факторы свертывания крови накапливаются и активируются в рамках каскада реакций, при этом повреждение закрывается в результате взаимодействия между кровяными пластинками (тромбоцитами), факторами свертывания крови и другими белками.

Благодаря такому виртуальному тестированию ученые в настоящее время изучают эффекты различных активных соединений, составляющих исследовательский портфель компании Bayer. В рамках данного процесса они могут изменять любые исходные параметры, например, дозировку активного вещества, а затем на основании данных компьютерного моделирования оценить как такие изменения скажутся на заживлении ран или риске кровотечений.

Использование виртуального тестирования приносит пользу на различных этапах процесса исследований и разработок

Компьютерные технологии не только облегчают работу исследователя, но также помогают уменьшить объем тестирований на животных, повышают эффективность процесса разработки новых лекарственных веществ, делая его более ориентированным на биологические мишени и безопасным, например с точки зрения выбора соединения-кандидата или при планировании клинических исследований.