Применение ЭВМ в технологии производства лекарственных препаратов

В сфере фармакологии, как и во многих других, уже давно и с успехом применяются компьютерные технологии. Разработка лекарств — многостадийный многолетний (многодесятилетний) процесс. К разработке лекарств невозможно подойти однобоко. Одной профессии здесь недостаточно. Разработка одного лекарственного препарата занимает примерно 10-15 лет и в денежном эквиваленте выходит в среднем на сумму от 1 до 2,5 млрд долларов. Если производителям уже известен белок-мишень или даже активный сайт, то первоначальный отбор молекул как раз может быть произведен с помощью компьютерных технологий. Для этого чаще всего применяются роботизированные системы, которые добавляют в лунки с белком-мишенью большое количество самых разных веществ и прослеживают реакцию двух активных веществ в каждой лунке. Но этот же процесс можно перевести и в компьютерный вид. Если вещества и белки представить описаниями в определенных форматах, то компьютерные методы помогут быстрее исключить вещества, не эффективные для данных мишеней. Это поможет существенно уменьшить затраты на их создание и производство. Но это лишь начальный этап и для того, чтобы лекарство попало на рынок, ему предстоит пройти еще не один десяток доклинических и клинических испытаний. И даже когда препарат уже применяется, исследования не останавливаются, поскольку некоторые побочные эффекты вполне могут проявляться спустя годы. Одним из наиболее удачных примеров является случай с популярным снотворным. В 1960-х в Европе появилось на свет очень много детей с врожденными уродствами и выяснилось, что их матери принимали снотворное (талидомид), которое было еще не до конца изучено. Таким образом, из 10 000 – 1 000 000 молекул-кандидатов настоящим активным веществом препарата становится всего одна. Компьютерный дизайн. Кроме виртуального скрининга при разработке лекарств применяются и другие компьютерные технологии. Это и поиск молекул, и составление «скелета» конкретной молекулы и т.д. В целом компьютерные методики в этой сфере разделяют на те, что ориентированы на структуру мишени или на само химическое соединение. Также компьютеры помогают избавить препарат от того или иного побочного эффекта, который иногда мешает выходу на рынок. Для этого применяют поиск по молекулярному подобию (химическим соединениям со схожей структурой). Проще говоря, молекула раскладывается на набор отдельных компонентов и из них выбирают только полезные, устраняя при этом потенциально опасные. Они в свою очередь заменяются на более подходящие, то есть, по сути, лекарственная молекула оптимизируется, изменяя при этом и будущий препарат.

Таким образом, будущее глобальной безопасности лекарств в огромной мере зависит от способности не только разрабатывать новые лекарственные формы, но и создать местные системы мониторинга лекарств, а также регистрации и хранения соответствующей информации. Разработанный в лаборатории информации и стандартизации в области биомедицинских и лекарственных технологий ЮНЦ РАН программный продукт «Регистрация побочных реакций на лекарственные препараты» является своевременным и актуальным, способствующим повышению качества лекарственной помощи населению и нацеленным на усиление технического содействия национальным органам по контролю лекарств для достижения более полной согласованности в области проведения мониторинга лекарств и реагирования на сигналы о неблагоприятных ПР на лекарства на региональном, национальном и глобальном уровне. При создании лекарств и клинических исследованиях необходима кропотливая работа, чтобы молекула лекарства соответствовала разным физическим, химическим и даже геометрическим параметрам, чтобы разрабатываемое лекарство несло больше пользы и меньше побочных эффектов и др. Для этой важной и необходимой работы, в частности, и применяются компьютерные технологии.

1. Баллюзек Ф.В., Куркаев А.С., Сенте Л. Нанотехнологии для медицины. - СПб.: Сезам-Принт, 2008. - 103 с. 2. Сарвилина И.В., Каркищенко В.Н., Горшков Ю.В. Междисциплинарные исследования в медицине. — М.: Техносфера, 2007. 3. Горшкова, Ю.В., Трегубов, А.В., Сарвилина, И.В. Клиническая формакология. Новый программный продукт для клинической фармакологии. Биомедицина / Ю.В. Горшкова – Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону № 1 2008, с. 54-59. // CyberLeninca – научная электронная библиотека. [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/novyy-programmnyy-produkt-dlya-klinicheskoy-farmakologii (дата обращения: 8 ноября 2019) 4. Такабаев, А. Люди какой профессии занимаются разработкой новых лекарственных средств?// The Question [Электронный ресурс] URL: https://thequestion.ru/questions/365446/lyudi-kakoi-professii-zanimayutsya-razrabotkoi-novykh-lekarstvennykh-sredstv (дата обращения: 7 ноября 2019) 5. Колосова, О. Как компьютеры помогают в создании лекарств, и что такое персонализированная таблетка [Электронный ресурс] – URL: https://doc.by/novosti/kak-kompyutery-pomogayut-v-sozdanii-lekarstv-i-chto-takoe-personalizirovannaya-tabletka/ (дата обращения: 8 ноября 2019) 6. Батанёва, Т. Математика жизни. Компьютерные модели помогают создавать новые препараты // Российская газета Фармацевтика № 139 (5812) [Электронный ресурс] – URL: https://rg.ru/2012/06/21/ metematiki.html (дата обращения: 8 ноября 2019) 7. Бюллетень «Безопасность лекарств», Департамент государственного контроля качества, эффективности, безопасности лекарственных средств и медтехники Министерства здравоохранения Российской Федерации, Федеральный Центр по контролю побочных действий лекарств, Российский университет дружбы народов. — Москва, №3, с. 7-10, 1999. 8. Самаров, И. Компьютерные технологии разработки лекарственных средств / Фармацевтический вестник // Интернет журнал о коммерческих биотехнологиях [Электронный ресурс] – URL: http://cbio.ru/page/43/id/2272/ (дата обращения: 8 ноября 2019) 9. Киков, Д. Компьютерные технологии в медицине: история связи, значение и перспективы [Электронный ресурс] – URL: https://habr.com/ru/company/ua-hosting/blog/406715/(дата обращения: 8 ноября 2019) 10. Пестрикова Н. В., Карпова Е. М., Мазина Н. К. Современные аспекты создания лекарственных форма как предпосылка разработки новых фармакотерапевтических технологий / Н. В. Пестрикова, Вятский медицинский вестник – 2009 // CyberLeninca – научная электронная библиотека. [Электронный ресурс] – URL: https://cyberleninka.ru /article/n/sovremennye-aspekty-sozdaniya-lekarstve nnyh-forma-kak-predposylka-razrabotki-novyh-farmakoterapevticheskiz-tehnologiy-obzor(дата обращения: 8 ноября 2019)