การออกแบบยาที่มีเหตุผลคืออะไร?

ตลอดประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์การแพทย์ส่วนใหญ่ยาใหม่ได้ถูกค้นพบแม้ว่ากระบวนการของการทดลองและข้อผิดพลาดหรือเพียงแค่ผ่านโชคที่แท้จริงเมื่อความต้องการยาใหม่และมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นวิธีการพัฒนายาใหม่ที่เรียกว่าการออกแบบยาอย่างมีเหตุผลได้เริ่มแทนที่วิธีการเก่าในการออกแบบยาที่มีเหตุผลสารประกอบทางชีวภาพได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะหรือเลือกที่จะทำงานกับเป้าหมายยาโดยเฉพาะการออกแบบยาที่มีเหตุผลมักเกี่ยวข้องกับการใช้ซอฟต์แวร์การออกแบบโมเลกุลซึ่งนักวิจัยใช้ในการสร้างแบบจำลองยาสามมิติและเป้าหมายทางชีวภาพด้วยเหตุนี้กระบวนการนี้จึงเป็นที่รู้จักกันในชื่อการออกแบบยาโดยใช้คอมพิวเตอร์

เป้าหมายยาหรือเป้าหมายทางชีวภาพมักจะเป็นหนึ่งในสองประเภทประเภทแรกคือโมเลกุลในร่างกายมนุษย์ที่ทำให้เกิดโรคเมื่อมีข้อบกพร่องในทางใดทางหนึ่งประการที่สองคือโมเลกุลจากจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรคการพัฒนายาเกี่ยวข้องกับการค้นพบหรือออกแบบสารเคมีใหม่ที่มีปฏิสัมพันธ์กับเป้าหมายเหล่านี้ในวิธีที่เป็นประโยชน์เช่นโดยการโต้ตอบกับคอเลสเตอรอลเพื่อลบออกจากร่างกายหรือโดยการโต้ตอบกับไวรัสเพื่อทำให้เสียชีวิตมีข้อบกพร่องหลายประการที่ทำให้การค้นพบยาเสพติดเป็นธุรกิจที่มีราคาแพงวิธีที่ง่ายที่สุดและเร็วที่สุดในการพัฒนายาใหม่คือการค้นพบผ่านโชคที่แท้จริงว่าสารประกอบบางอย่างมีการใช้งานทางชีวภาพกับเป้าหมายยาที่น่าสนใจบางทีเหตุการณ์ที่โด่งดังที่สุดคือการค้นพบเพนิซิลลินโดยอเล็กซานเดอร์เฟลมมิงในปี 2471 นักจุลชีววิทยาค้นพบยาปฏิชีวนะครั้งแรกเมื่อวัฒนธรรมแบคทีเรียบางชนิดที่เขาทำงานด้วยแน่นอนว่าการค้นพบโอกาสประเภทนี้ไม่ได้เกิดขึ้นบ่อยนักและโชคไม่ใช่สิ่งที่ บริษัท ยาต้องพึ่งพาการพัฒนายาใหม่

วิธีที่พบบ่อยที่สุดที่ใช้ในการพัฒนายาใหม่เป็นกระบวนการขนาดใหญ่ที่ยาวนานเรียกว่าการคัดกรองห้องสมุด combinatorialในกระบวนการนี้มีการสร้างสารเคมีจำนวนมากแล้วคัดกรองสำหรับกิจกรรมทางชีวภาพหากสารประกอบที่กำหนดแสดงสัญญาณของการโต้ตอบกับเป้าหมายทางชีวภาพมันจะได้รับความสนใจเพิ่มเติมและอาจได้รับการพัฒนาเป็นยาใหม่กระบวนการนี้อาจใช้เวลาหลายปีและเงินจำนวนมหาศาลแม้ว่าและแม้ในตอนท้ายของระยะเวลาการพัฒนายาอาจไม่ได้มีประสิทธิภาพหรือปลอดภัยพอสำหรับการใช้งานของมนุษย์

การออกแบบยาอย่างมีเหตุผลเป็นกระบวนการที่มีความคล่องตัวมากกว่าการพิจารณาอย่างรอบคอบเกี่ยวกับเป้าหมายของยาเสพติดเช่นเดียวกับยาตัวเองวิธีการออกแบบยานี้ใช้อุปกรณ์พิเศษเพื่อตรวจสอบโครงสร้างสามมิติของเป้าหมายยาจากนั้นค้นหาสารประกอบที่สามารถโต้ตอบกับเป้าหมายได้การออกแบบยาอย่างมีเหตุผลจึงต้องมีความรู้ที่สำคัญเกี่ยวกับเคมีเช่นเดียวกับชีววิทยาเนื่องจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างยาเสพติดและเป้าหมายของพวกเขาคือสิ่งที่ตรวจสอบว่ายาเสพติดมีการใช้งานทางชีวภาพ

สารประกอบสามารถอยู่ในการทดสอบได้สองวิธีครั้งแรกเกี่ยวข้องกับการใช้การคัดกรองไลบรารี combinatorialอย่างไรก็ตามในกรณีนี้กระบวนการดังกล่าวได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเนื่องจากนักวิจัยที่ใช้วิธีการออกแบบยาที่มีเหตุผลจะคัดกรองไลบรารีสำหรับสารประกอบที่มีลักษณะเฉพาะที่เฉพาะเจาะจงพอที่จะโต้ตอบกับเป้าหมายยาที่น่าสนใจวิธีที่สองเกี่ยวข้องกับการออกแบบจริงของสารประกอบที่สามารถโต้ตอบกับเป้าหมายได้สิ่งนี้ต้องพิจารณาถึงการแต่งหน้าทางเคมีของสารประกอบและความรู้เกี่ยวกับกลุ่มเคมีที่สารประกอบอาจต้องใช้เพื่อให้สามารถโต้ตอบกับเป้าหมายยาได้

ยาตัวแรกที่พัฒนาขึ้นโดยใช้กระบวนการออกแบบยาที่มีเหตุผลเป็นยาต้านไวรัสที่เรียกว่าRelenza reg;ยานี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อโต้ตอบกับโปรตีนไข้หวัดใหญ่ที่เรียกว่า neuraminidaseหากไม่มีโปรตีนนี้ไวรัสไข้หวัดใหญ่จะไม่สามารถติดเชื้อเซลล์ใหม่ได้ดังนั้นการรักษาด้วยยาสามารถ shหรือระยะเวลาของการเจ็บป่วยยาที่ได้รับการออกแบบมาอย่างมีเหตุผลอื่น ๆ ได้แก่ ยาเอชไอวีเช่น ritonavir และ indinavir ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีปฏิกิริยากับโปรตีนไวรัสที่เรียกว่า proteases