Thiết kế thuốc hợp lý là gì?

Trong suốt hầu hết lịch sử khoa học y tế, các loại thuốc mới đã được phát hiện mặc dù một quá trình thử và sai hoặc đơn giản là thông qua may mắn tuyệt đối.Khi nhu cầu về thuốc mới và hiệu quả hơn đã tăng lên, một phương pháp phát triển thuốc mới gọi là thiết kế thuốc hợp lý đã bắt đầu thay thế các phương pháp cũ.Trong thiết kế thuốc hợp lý, các hợp chất hoạt động sinh học được thiết kế đặc biệt hoặc được chọn để làm việc với một mục tiêu thuốc cụ thể.Thiết kế thuốc hợp lý thường liên quan đến việc sử dụng phần mềm thiết kế phân tử, mà các nhà nghiên cứu sử dụng để tạo ra các mô hình thuốc ba chiều và các mục tiêu sinh học của chúng.Vì lý do này, quá trình này còn được gọi là thiết kế thuốc hỗ trợ máy tính. Một mục tiêu thuốc, hoặc mục tiêu sinh học, thường là một trong hai loại.Loại đầu tiên là một phân tử trong cơ thể con người gây ra bệnh khi bị lỗi theo một cách nào đó.Thứ hai là một phân tử từ một vi sinh vật gây bệnh.Phát triển thuốc liên quan đến việc khám phá hoặc thiết kế các hợp chất hóa học mới tương tác với các mục tiêu này một cách có lợi, chẳng hạn như bằng cách tương tác với cholesterol để loại bỏ nó khỏi cơ thể hoặc bằng cách tương tác với virus để gây tử vong.Có một vài sai sót làm cho khám phá thuốc trở thành một doanh nghiệp đắt tiền.Phương pháp dễ dàng nhất và nhanh nhất để phát triển một loại thuốc mới chỉ đơn giản là khám phá, thông qua may mắn tuyệt đối, rằng một hợp chất nhất định đang hoạt động về mặt sinh học chống lại mục tiêu thuốc quan tâm.Có lẽ sự cố nổi tiếng nhất là phát hiện ra penicillin của Alexander Fleming vào năm 1928. Nhà vi sinh học đã phát hiện ra kháng sinh đầu tiên khi một số nền văn hóa vi khuẩn mà anh ta đang làm việc đã bị nhiễm nấm diệt khuẩn.Tất nhiên, loại khám phá cơ hội này không thường xuyên xảy ra và may mắn không phải là thứ mà các công ty dược phẩm dựa vào để phát triển các loại thuốc mới. Phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để phát triển thuốc mớiđược gọi là sàng lọc thư viện kết hợp.Trong quá trình này, một số lượng lớn các hợp chất hóa học được tạo ra và sau đó được sàng lọc cho hoạt động sinh học.Nếu một hợp chất nhất định có dấu hiệu tương tác với mục tiêu sinh học, nó sẽ nhận được sự chú ý hơn nữa và có thể được phát triển thành một loại thuốc mới.Quá trình này có thể mất nhiều năm và số tiền khổng lồ, và thậm chí vào cuối giai đoạn phát triển, thuốc có thể không đủ hiệu quả hoặc đủ an toàn cho con người.Xem xét cẩn thận mục tiêu của thuốc cũng như chính thuốc.Phương pháp thiết kế thuốc này sử dụng thiết bị đặc biệt để kiểm tra cấu trúc ba chiều của mục tiêu thuốc và sau đó tìm thấy một hợp chất có thể tương tác với mục tiêu.Do đó, thiết kế thuốc hợp lý đòi hỏi kiến thức đáng kể về hóa học cũng như sinh học, bởi vì các tương tác hóa học giữa các loại thuốc và mục tiêu của chúng là những gì quyết định liệu một loại thuốc có hoạt động sinh học hay không. Các hợp chất có thể được đặt để thử nghiệm theo hai cách.Đầu tiên liên quan đến việc sử dụng sàng lọc thư viện kết hợp.Tuy nhiên, trong trường hợp này, quá trình này được sắp xếp hợp lý vì các nhà nghiên cứu sử dụng các phương pháp thiết kế thuốc hợp lý sẽ sàng lọc thư viện cho các hợp chất có hình dạng đủ để tương tác với mục tiêu thuốc quan tâm.Phương pháp thứ hai liên quan đến thiết kế thực tế của một hợp chất có thể tương tác với mục tiêu.Điều này đòi hỏi phải xem xét trang điểm hóa học của hợp chất và kiến thức về những nhóm hóa học mà hợp chất có thể yêu cầu để có khả năng tương tác với mục tiêu thuốc.Relenza reg ;.Thuốc này được thiết kế để tương tác với protein cúm gọi là neuraminidase.Nếu không có protein này, virus cúm không thể lây nhiễm các tế bào mới;do đó điều trị bằng thuốc có thể shoren thời gian của bệnh.Các loại thuốc được thiết kế hợp lý khác bao gồm các loại thuốc HIV như Ritonavir và Indinavir, cả hai đều tương tác với các protein virus được gọi là protease.