ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДІВ ДОСЛІДЖЕНЬ IN SILICO ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ФАРМАКОКІНЕТИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ТА ПОШУКУ БІОЛОГІЧНО АКТИВНИХ РЕЧОВИН

Анотація

Мета роботи. Здійснити огляд й проаналізувати комп’ютерні програми,  програмні пакети та бази даних, які доцільно використати для проведення досліджень in silico з метою прогнозування фармакокінетичних властивостей та пошуку біологічно активних сполук.

Матеріали і методи. Загальнонауковий метод аналізу та синтезу англомовних наукових статей, опублікованих упродовж останнього десятиріччя з використанням баз даних «PubMed», «Google Scolar», «Elsevier», «ResearchGate»; методи систематизації, узагальнення та порівняльного аналізу баз даних комп’ютерних програм, програмних пакетів та даних для проведення досліджень in silicо; абстрактно-логічний метод використано при формуванні висновків.

Результати й обговорення. У статті описано використання комп’ютерних програм,  програмних пакетів та баз даних для проведення досліджень in silico – методів досліджень за допомогою комп’ютера або комп’ютерної симуляції, для застосування яких доцільно враховувати молекулярні механізми перебігу захворювання, пошук та аналіз біологічних мішеней для запропонованих лігандів, розрахунок фармакокінетичних параметрів, ідентифікацію сайтів метаболізму лігандів, моделювання міжмолекулярної взаємодії з метою визначення найкращої афінності ліганду з мішенню, що в цілому приводить до скорочення часових, фінансових та людський затрат під час пошуку біологічно активних сполук.  Завдяки молекулярному докінгу можна прогнозувати ефективність взаємодії ліганд-мішень на молекулярному рівні, а інші методи  дослідження in silico дозволяють окреслювати взаємозв’язки «структура-активність» (SAR-, QSAR-аналіз). Досягнення останніх років у галузі хемоінформатики дозволили дослідникам використовувати комп’ютерні програми,  програмні пакети та бази даних, які знаходяться у вільному доступі, для моделювання типів міжмолекулярних взаємодій, розрахунку енергії зв’язування, площі поверхні молекули, значень показників гідрофільності, ліпофільності, лікоподібності тощо.

Висновки. Дослідження in silico – це реальний інструмент для пошуку нових біологічно активних сполук, прогнозування поліфармакології та побічних реакцій для вже схвалених ліків, дослідження небажаної фармакокінетики та токсичності, для ефективного використання якого доцільно використовувати певні алгоритми, що складаються з наступних кроків: 1) вибір захворювання та ідентифікація мішені для біологічно активних сполук (target identification and validation); 2) дослідження природи та структури діючих речовин лікарських засобів (ЛЗ) та скринінговий аналіз сполук для виявлення нових сполук (Hit discovery) через високопродуктивний скринінг (HTS) або методи in silico, зокрема, віртуальний скринінг (VS); 3) моделювання лігандів із урахуванням властивостей ADME/Tox (Lead optimisation); 4) вибір цільового рецептора, його підготовка до дослідження in silico, вибір сайту зв’язування ліганду з рецептором; 5) пошук у базах даних хімічних сполук, ЛЗ, їх модифікація або віртуальне моделювання ліганду з урахуванням дескрипторів лікоподібності; 6) аналіз результатів взаємодії лігандів із рецептором, візуалізація результатів молекулярного докінгу.