Ny beregningsmetode reducerer risikoen for lægemiddelformulering

En vigtig faktor, der bestemmer effektiviteten af ​​et lægemiddel, er den struktur, som dets molekyler danner i fast tilstand. Ændrede strukturer kan medføre, at piller holder op med at fungere ordentligt og derfor bliver ubrugelige.

Et internationalt samarbejde

Et hold ledet af forskere fra University of Luxembourg i samarbejde med Princeton University, Cornell University, og Avantgarde Materials Simulation GmbH, har udviklet en ny metode til at beregne og forudsige, hvordan lægemiddelmolekyler i molekylære krystaller arrangerer sig under skiftende energetiske forhold. For medicinalvirksomheder, denne tilgang kunne bruges til at undgå dyre udviklingsfejl, produktionsfejl, og potentielle retssager.

Mindre ændringer i produktionsbetingelserne kan påvirke lægemidlets effektivitet

Da størstedelen af ​​lægemidler markedsføres i fast tilstand, for eksempel som piller, producenterne skal sikre sig, at de fungerer korrekt og frigive de farmaceutiske midler i den nødvendige dosis. "I fortiden, der har været flere skandaler i medicinalindustrien, når virksomheder havde identificeret et molekyle, der virker, markedsførte det, og så, nogle gange år senere, på grund af mindre ændringer i produktionsforholdene, lægemiddelformuleringen holdt op med at være effektiv, " forklarer prof. Alexandre Tkatchenko fra Physics and Materials Science Research Unit ved University of Luxembourg, den førende forfatter til det resulterende papir, der blev offentliggjort i Videnskabens fremskridt . Følgelig, nogle lægemidler skulle omformuleres og tages ud af markedet i en længere periode.

I de fleste tilfælde, årsagen til disse ændrede egenskaber ligger i vekselvirkningerne mellem molekylerne. I fast tilstand, molekyler organiserer sig i krystallinske strukturer stabiliseret af en række intermolekylære interaktioner. Da molekyler er meget fleksible, de kan danne mange forskellige arrangementer med forskellige fysiske og kemiske egenskaber. "For at forudsige dette, farmavirksomheder er normalt afhængige af 'trial and error' i krystallisationsforsøg. Imidlertid, realistisk set kan du ikke studere alle mulige former eksperimentelt, fordi du aldrig ved, hvad der vil ændre sig under eksperimentelle forhold. Mulighederne er eksponentielle, " forklarer prof. Robert DiStasio, en medforfatter til undersøgelsen fra Cornell University.

Prædiktive beregninger til erstatning for empiriske undersøgelser

For at kunne erstatte disse eksperimenter med prædiktive beregninger, forskerne gik sammen med virksomheden Avantgarde Materials Simulation, der leverer tjenester til farmavirksomheder til at forudsige krystalstrukturer af organiske faste stoffer. Sammen, de udviklede en metode, der gør dem i stand til at beregne, hvordan energien af ​​forskellige faste stoffer ændrer sig afhængigt af deres struktur. "Den nye tilgang forbedrer energirangeringens nøjagtighed til acceptable beregningsomkostninger. Det vil ændre måden, hvordan forudsigelse af krystalstruktur bruges i hele medicinalindustrien, " kommenterer Dr. Marcus Neumann, grundlægger og administrerende direktør for Avant-garde Materials Simulation GmbH.

For fremtiden, Forfatterne planlægger at videreudvikle metoden og kombinere den med maskinlæring for at øge den beregningsmæssige effektivitet.