Công nghệ sinh học Dược đã có tuổi đời từ rất lâu, tuy nhiên bước tiến quantrọng nhất là năm 1982 với sự thông qua của FDA cho thuốc Humulin. Tử đây công nghệ sinh học đóng một cột mốc quan trọng trong ngành Dược, bao gồm tất cả các kĩ thuật được ứng dụng trong nghiên cứu phát triển và sản xuất thuốc công nghệ sinh học. Cho đến nay đã có hơn 150 thuốc và vac xin công nghệ sinh học được cấp phép như Humulin, Fomivirsen, Công nghệ sinh học đã đóng góp vai trò giúp giảm thời gian nghiên cứu cũng như chi phí từ nghiên cứu đến sản xuất thuốc, Đáng kể đến trong đó là sàng lọc thuốc hiệu năng cao bằng công nghệ sinh học. Khác với trước đây, nhờ sự hiểu biết về sinh học đặc biệt là sinh lý bệnh người ngày càng sâu sắc và việc hoàn thành bản đồ gen người đã giúp các nhà khoa học xác định đích tác động của một bệnh ở mức độ AND, protein, từ đó phát hiện các chất có tiềm năng tác động lên đích để phát triề thành thuốc. Để đấy nhanh quá trình phát hiện ra thuốc, sàng lọc hiệu năng cao (HTS) là một quá trình trong đó việc thử nghiệm một lượng lớn mẫu trở nên hiệu quả trong thời gian ngắn. Đây là yếu tố quyết định trong phát hiện thuốc ngày nay
1 DẪN NHẬP Công nghệ sinh học Dược có tuổi đời từ lâu, nhiên bước tiến quan trọng năm 1982 với thông qua FDA cho thuốc Humulin Tử công nghệ sinh học đóng cột mốc quan trọng ngành Dược, bao gồm tất kĩ thuật ứng dụng nghiên cứu phát triển sản xuất thuốc công nghệ sinh học Cho đến có 150 thuốc vac xin công nghệ sinh học cấp phép Humulin, Fomivirsen, Công nghệ sinh học đóng góp vai trò giúp giảm thời gian nghiên cứu chi phí từ nghiên cứu đến sản xuất thuốc, Đáng kể đến sàng lọc thuốc hiệu cao công nghệ sinh học Khác với trước đây, nhờ hiểu biết sinh học đặc biệt sinh lý bệnh người ngày sâu sắc việc hoàn thành đồ gen người giúp nhà khoa học xác định đích tác động bệnh mức độ AND, protein, từ phát chất có tiềm tác động lên đích để phát triề thành thuốc Để nhanh trình phát thuốc, sàng lọc hiệu cao (HTS) trình việc thử nghiệm lượng lớn mẫu trở nên hiệu thời gian ngắn Đây yếu tố định phát thuốc ngày TỔNG QUAN 2.1 Thực trạng công nghệ sinh học ứng dụng công nghệ dược phẩm Cho đến 150 thuốc công nghệ sinh học vaccine cấp phép bán thị trường, 70% số thông qua năm trở lại Theo nghiên cứu gần quan sản xuất nghiên cứu dược phẩm Mỹ tìm 369 loại thuốc phù hợp với tiêu chí thuốc công nghệ sinh học dược phẩm Đích loại thuốc 200 bệnh cung cấp liệu pháp trị liệu cho bệnh tự miễn, bệnh hen suyễn, Alzheimer, bệnh đa xơ cứng, ung thư, gồm bệnh miễn dịch truyền nhiễm (như AIDS, Malaria) Công nghệ sinh học dược phẩm chiếm khoảng 5% thị trường dược phẩm giới hứa hẹn đạt 15% vào năm 2020 Đồng thời phát triển bùng nổ kỹ thuật chẩn đoán gen cho phép định gen cá nhân vòng với 100 USD Không thuốc mà xét nghiệm chẩn đoán y học sản xuất phân phối công ty công nghệ sinh học dược Hàng trăm xét nghiệm sẵn sàng để gia tăng tính an toàn cho chế phẩm máu Những chi phí cho phân tích lâm sàng giảm xuống Ví dụ xét nghiệm LDL (Low Density Lipoproteins), cholesterol thông số khác thiết kế xét nghiệm Các xét nghiệm tách biệt thông số tốn chi phí lớn Trong tương lai, xét nghiệm công nghệ sinh học ngày xác, nhanh trước cho phép chẩn đoán bệnh sớm Kỹ thuật proteomic gia tăng độ nhạy phát bệnh kỹ thuật đánh dấu phân tử trước triệu chứng bệnh xuất hiện, giúp ngăn ngừa bệnh có liệu pháp trị liệu sớm Kỹ thuật ghép từ động vật biến đổi gen lĩnh vực tương lai công nghệ dược phẩm Thông thường, cấy ghép hiệu có chi phí hợp lý bệnh nghiêm trọng đe dọa tính mạng, hầu hết tim, gan thận Ở châu Âu 35 000 Mỹ 60 000 người nhận quan nói Trị giá phẫu thuật ghép quan giá từ 60 – 120 000 €, đồng thời phải uống thuốc chống thải ghép đời Những quan tế bào biến đổi gen từ loài khác lợn - gọi ngoại ghép – hứa hẹn vượt qua thiếu hụt quan người nhờ nguồn hiến tặng Nhưng nguy viêm nhiễm cấy ghép nguy cảm ứng gen ung thư cần ý Kỹ thuật mô liên quan đến ngoại ghép lĩnh vực ý khác công nghệ sinh học dược Kỹ thuật mô kết hợp tiến sinh học tế bào khoa học vật liệu sinh học Mô bao gồm loại mô liên kết collagen, polymer phân hủy sinh học, bị thoái hóa sau thành lập quan cấy ghép tế bào Biểu bì sụn mô thành công kỹ thuật kiểm tra in vivo, tại, hệ thống sợi sinh học để trì chức gan, thận bệnh nhân thử nghiệm thành công Ngày nay, tế bào gốc xem hướng điều trị chữa hầu hết bệnh chết người suy nhược Parkinson, Alzheimer, bệnh bạch cầu bệnh rối loạn gen thiếu ADA (adenosine deaminase ) xơ nang Tiềm tế bào gốc phôi người tập trung thảo luận chưa có bước đột phá vòng 10 năm tới để biến tế bào kỹ thuật thành ứng dụng công nghiệp Và rõ ràng nghiên cứu tế bào gốc mang lại câu hỏi đạo đức Những thảo luận đạo đức xã hội quan trọng thuyết phục công chúng lợi ích tiềm để giải thích rủi ro ứng dụng kỹ thuật Những trở ngại đáng kể chẩn đoán điều trị tồn quan tâm sâu sắc cần xem trọng trước liệu pháp gen điều trị vào gen soma, tế bào gốc hay nhân chấp nhận .2.2 Tác động công nghệ sinh học genomic qui trình phát triển thuốc: Xu hướng thường xuyên cho công nghệ sinh học dược công nghệ khám phá mới, đặc biệt kỹ thuật gen, ảnh hưởng điều tiết phủ luật chăm sóc sức khỏe tác động giá cả, dân số độ tuổi dân số Một số ảnh hưởng đến chủ đề quyền sáng chế, kinh doanh điện tử, công nghiệp hóa đa quốc gia, yêu cầu thuốc mới, thay đổi công nghệ thông tin để giải chúng Trong thập niên kỷ này, công nghệ sinh học có phát triển bùng nổ trình phát triển mẫu máy tính hay kỹ thuật phòng thí nghiệm tự động, kiến thức gen, protein người tiếp tục phát triển Kết là, ngày có nhiều liệu pháp cứu chữa đưa đến người cần họ Ngày nay, công nghiệp dược có hình thành tốt để đối mặt với thách thức, đưa số liệu thống kê thuyết phục để nhấn mạnh phát triển công nghiệp: - Trong suốt năm 1980, công nghệ sinh học đưa 18 loại thuốc vaccine Và sau 33 loại thuốc sinh phẩm cấp phép từ 1998 đến 1999, 25 thuốc cấp phép nửa đầu năm 2000 - Hầu hết thuốc cấp phép năm 1998 – 1999 thuốc mới, có số mở rộng phạm vi điều trị - Số sáng chế cấp cho công ty công nghệ sinh học tăng gấp ba từ gần 3000 năm vào đầu năm 1990 lên 9000 năm 1998 - Sau thập niên phát triển chậm ổn định, giải thưởng sáng chế có bước lên dốc vào năm 1995, gần 4000 sáng chế cấp Từ đó, số lượng sáng chế có tốc độ tặng vọt với 25% năm - Các công ty dược phẩm trước tập trung vào hóa điều trị tăng đầu tư nghiên cứu phát triển công nghệ sinh học phòng thí nghiệm họ liên kết với nhà máy công nghệ sinh học khác mua lại công ty Việc liên minh công nghiệp công nghệ sinh học tăng lên gấp đôi gần 250 từ năm 1998 đến năm 2000 - Giữa năm 1998 đến 1999, doanh thu ngành công nghiệp tăng 13% từ 16.1 tỉ USD lên 22.3 tỉ USD Trong tương lai, công nghệ sinh học công nghệ gen định hướng hình thành tích hợp công nghệ hiệu cao, kỹ thuật gen thông tin sinh học Làn song công nghệ gen nguồn liệu đính hướng ứng dụng khoa học đời sống để định danh gen nhân mang bệnh cho phép cá nhân hóa loại thuốc dựa đặc tính dược động Vậy, tác động công nghệ sinh học dược công nghệ gen tính kinh tế trình nghiên cứu phát triển là: Giảm chi phí nghiên cứu phát triển: Trước công nghệ sinh học mở rộng nghiên cứu qui mô công nghiệp, giá phát triển loại thuốc công ty khoảng 880 triệu USD 15 năm từ bắt đầu đến lúc đưa thuốc râ thị trường Và khoảng 75% số thu lại thất bại Bằng việc sử dụng công nghệ gen tạo hội thực giảm thiểu giá công ty 500 triệu USD., đồng thời tăng hiệu thuốc Và không tiết kiệm tiền bạc mà tiết kiệm thời gian nghiên cứu có giảm 15% Tăng suất Từ thử nghiệm thử - sai thử in vitro sinh hóa, công nghệ sinh học cho phép công nghiệp hóa việc phát xác nhận mục tiêu Bằng cách sử dụng công nghệ vi chuỗi, thông tin sinh học, hàng ngàn gen bệnh mô khỏe mạnh phân tích chip DNA đơn Sự khác kết phân tích liên kết với sở liệu tích hợp Tổng lại, khả tiết kiệm thuốc hệ thống tìm kiếm thông tin thông minh phân tích gen khoảng 140 triệu USD thuốc năm để đưa thuốc thị trường Tập đoàn tư vấn Boston tính tăng công suất lên lần so với mức độ đầu tư Đẩy nhanh trình phát triển thuốc Không có ảnh hưởng đến phát triển tiền lâm sàng thuốc công nghệ sinh học công nghệ gen mà giúp dự đoán thuộc tính thuốc thông số dược động học (ADMA / tox) để đẩy nhanh trình phát triển công nghiệp dược Tiềm tiết kiệm 20 triệu USD 0,3 năm cho loại thuốc Duy trì tiêu chuẩn cao đảm bảo chất lượng Thuốc công nghệ sinh học có tiêu chuẩn cao chất lượng an toàn loại thuốc thông thường Điều thú vị câu hỏi chi phí quản lý thuốc tái tổ hợp BCG dự đoán gia tăng 200 triệu USD năm thuốc Lý việc giải thích thêm thời gian để xác định tính chất lý hóa chưa biết protein tái tổ hợp oligonucleotide Một phần khác chi phí thời gian dành cho việc phát triển xét nghiệm kiểm tra thuốc thích hợp để xác nhận thuốc, tiêu chuẩn hóa, xác định hoạt động (ví dụ đơn vị sinh học), độc tính, phương pháp phân tích sinh học 2.3 Kĩ thuật sàng lọc hiệu cao HTS Gần đây, kỹ thuật sàng lọc hiêu cao (HTS) việc tìm kiếm thuốc ngày phát triển rộng rãi giới nghiên cứu khoa học sinh viên làm luận án tốt nghiệp hay dự án nghiên cứu tiến sĩ sau đại học Nó trình sàng lọc thử nghiệm số lượng lớn điều biến sinh học quan kích thích chống lại mục tiêu cụ thể có chọn lọc Các nguyên tắc phương pháp HTS ứng dụng để sàng lọc hợp chất hóa học, gen, protein chuỗi peptide Mục đích hay mục tiêu kỹ thuật để đẩy nhanh trình phát thuốc cách sàng lọc thư viện hợp chất lớn với tốc độ mà vượt vài ngàn hợp chất ngày tuần Đối với thử nghiệm sàng lọc HTS đạt số thành công bước đầu xác định mục tiêu, chuẩn bị thuốc thử, quản lý hợp chất, phát triển thử nghiệm thư viện sàng lọc hiệu cao phải thực với cẩn thận độ xác tối đa Phương pháp thường theo sau là: trước tiên chọn mục tiêu Hiện có khoảng 500 mục tiêu dùng thư nghiệm Trong số này, thụ thể màng tế bào, chủ yếu protein G (chiếm 45%), enzyme (28%), kích thích tố (11%), chưa rõ (7%), kênh ion (5%), thụ thể nhân (2%), cuối DNA (2%) Các nhà nghiên cứu dự đoán tương lai gần hệ gen người sàng lọc thêm số lượng đáng kể cho số nói Mối quan tâm thư viện để sàng lọc; mỏng gồm giếng nhỏ chứa hoạt chất dạng khô hay đông khô.các hợp chất trình chiếu Sàng lọc hiêu cao lĩnh vực rộng lớn nghiên cứu, phát triển với phạm vi bao gồm thử nghiệm enzyme, thử nghiệm toàn quan chí thử nghiệm toàn động vật HTS cho phép đánh giá nhanh chóng dược lực số lượng lớn hoạt chất Không giống kỹ thuật khác để đánh giá dược lực cá thể cung cấp mẫu máu lựa chon để đánh giá giống Lợi dược động học số lượng lớn hợp chất đánh giá nhanh chóng xác Nhưng nhược điểm dẫn đến tương tác thuốc HTS phương pháp để tìm thuốc mới, phương pháp HTS không giúp tìm thuốc mà giúp phát triển thuốc tai cách tối ưu hóa tác dụng thuốc Trong năm qua có nhiều tiến khoa học, công nghệ kinh tế giúp nhà nghiên cứu để phát triển nhanh chóng xác công nghệ phát triển sàng lọc thuốc để chống lại gia tăng bệnh nhiều tác nhân gây bệnh đề kháng với thuốc Nghiên cứu thực để cắt giảm chi phí phát triển thuốc ngành công nghiệp theo kịp với cạnh tranh ngày tăng Nó dự đoán với đời hệ gen người ứng cử viên tiềm thư viện hợp chất lớn 100 triệu hợp chất cần khoảng 10 12 xét nghiệm để thiết lập mối tương quan cấu trúc hoạt lực (SAR) Ban đầu xét nghiệm thực 96 giếng với tiến có 1586 giếng Chương trình HTS điển hình có khả sàng lọc 10.000 chất ngày, số phòng thí nghiệm với Ultra High- Throughput Screening (UHTS) thực 100.000 xét nghiệm ngày Quy trình chung phát triển thuốc mới: Phát triển thuốcPhát thuốc Thị trườn g Xác định đích Xác định LEAD Thẩm định đích Thử nghiệm lâm sàng Tối ưu hóa LEAD Đăng kí thuốc 3 NỘI DUNG 3.1 Xác định thẩm định đích tác động 3.1.1 Khái niệm đích tác động Xác định đích tác động thẩm định bước quan trọng trình phát thuốc Một cách dễ hiểu, đích tác động phần kết hợp đặc biệt 15 xơ vữa hay không, tác động ligand LOX-1 6302 nghiên cứu mô hình Kết cho thấy LOX-1 ligand 6302 giảm độ chấn thương động mạch chủ gây chế độ ăn giàu chất béo ức chế hình thành mảng xơ vữa Mức cholesterol toàn phần, triglyceride LDL-C huyết tương giảm HDL-C tăng chuột bị xơ vữa dùng 6302 MDA huyết tương giảm Kết cho thấy ức chế LOX-1 có tác dụng tốt xơ vữa động mạch .3.2 Xác định LEAD Bảng 1,3-3 tóm tắt kỹ thuật chủ yếu phổ biến việc xác định lead tiểu phân tử đại phân tử Bảng thay đổi xuất kỹ thuật liên tục Các protein kết hợp dạng liên kết ( thụ thể đặc hiệu) chưa xem xét bảng Bảng 3.3 Các kỹ thuật xác định LEAD Tiểu phân tử Đại phân tử (kháng thể) Kỹ thuật Mô tả Kỹ thuật Mô tả Sàng lọc hiệu cao Cách tiếp cận nhanh chóng khối lượng lớn hợp chất đơn hỗn hợp chất mục tiêu sinh hóa Nhân kháng thể Kỹ thuật in vitro: CDR ghép có đột biến Sàng lọc lực khối phổ Thử nghiệm sang lọc hiệu cao dựa lực protein dựa tín hiệu khối phổ Tái tạo bề mặt kháng thể chuột Sự thay có chon lọc bề mặt phần lại kháng thể chuột Thư viện tổ hợp trực tiếp Thư viện tổ hợp thiết kế tổng hợp xung quanh cấu trúc liên quan đến mục tiêu Phage display De novo: chọn lọc kháng thể từ thư viện thể trực khuẩn lớn đa dạng EBV transformed human B cells Kỹ thuật in vivo: hữu ích kháng thể tự nhiên hay kháng 16 Tiểu phân tử Đại phân tử (kháng thể) thể kháng mầm bệnh, kết hơp với Phage display Sàng lọc dựa mảnh cấu trúc Ví dụ: sàng lọc NMR Kỹ thuật dùng để xác định phân tử nhỏ, phân tử có lực yếu với mục tiêu tối ưu hóa trình tổng hợp làm tăng lực Trioma technology Sự chọn lọc kháng thể với mục tiêu chông s lại bênh ung thư bạch cầu lymphocytes Sàng lọc ảo Sử dụng kiến thức chọn lựa vi tính phương pháp đánh giá để xác định phân tử có khả tương tác cao với mục tiêu sinh hóa Chuyển gen chuột Tiêm vào chuột gen chuyển để tạo thụ thể Ig theo dõi kỹ thuật hybridoma Mô hình pharmacophore Chọn lựa ảo hay thiết kế ảo dựa hiểu biết SAR hợp chất đặc trưng QSAR Sự gắn kết thuật toán cấu trúc hóa học, hoạt tính dược lý để định lượng chuỗi chất Phương pháp mà sử dụng QSAR bao gồm nhiều hồi quy kỹ thuật nhận dạng mẫu EBV transformed human B cells Kỹ thuật in vivo: hữu ích kháng thể tự nhiên hay kháng thể gây bệnh, kết hơp với Phage display 3.2.1 Tiểu phân tử 3.2.1.1 Thu thập sàng lọc Thông thường, việc xác định đích tác động việc tìm tiểu phân tư thuốc xác định lead phân tử khởi đầu việc sàng lọc số lượng lớn hợp chất liên quan mục tiêu sinh hóa, có liên quan đến tình trạng bệnh Trung bình quy trình sàng lọc từ 750.000 – 2.000.000 mẫu hóa học việc tìm kiếm HIT Tuy nhiên, trình thu thập vượt 2.000.000 mẫu thử,, điều toán kinh tế cần phải giảm chi phí quản lý liệu để tiến trình hiệu đạt kết Một 17 loạt thử nghiệm sáng tạo sàng lọc hiệu cao phát triển để làm cho trình đạt hiệu với số lượng mẫu từ 500.000- 1.500.000 mẫu thử bao gồm đơn chất hỗn hợp.Để đẩy nhanh trình xác định tối ưu hóa phân tử, trình cung cấp LEAD xác định thay cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), sàng lọc dựa mảnh cấu trúc Ngoài thử nghiệm sinh hóa truyền thống, khối phổ chọn lọc dựa lực (ASMS) trở thành mô hình sàng lọc sơ cấp nhiều năm qua Đo quang phổ dựa tương tác phân tử nhỏ với protein có kết mục tiêu thay đổi Phương pháp nhanh, hiệu kinh tế việc sàng lọc nhiều hợp chất với HIT sử dụng kỹ thuật sinh hóa giếng tập hợp nhỏ Nhiều kỹ thuật lựa chọn HIT ảo phát triển bổ sung để làm giảm số lượng mẫu thử thử nghiệm tối ưu hóa khả để xác định vùng hoạt động hợp chất sưu tập lớn chất Kỹ thuật phổ biến bao gồm trình sang lọc ảo dựa mục tiêu hợp chất với cấu trúc giống nhau, phân tử nhỏ có hoạt tính dự đoán có khả mục tiêu sinh học ước đoán docking điểm chức Các kỹ thuật lựa chọn bổ sung thông qua việc sử dụng mô hình pharmacophore sàng lọc QSAR Cách tiếp cận giới hạn kết không liên quan trực triệp thử nghiệm ban đầu hợp chất đa dạng lựa chọn dựa tảng hiểu biết có xác xuất cao việc sàng lọc hợp chất Kỹ thuật cho kết thành công cao Tập hợp hợp chất đa dạng phân tử “hit-like” “lead-like” chọn lọc dựa tính toán tính chất hóa lý Những hợp chất mong đợi cung cấp điểm bắt đầu dự kiến cho chương trình tối ưu hóa dược chúng lựa chọn trước để có khả hòa tan, khả thấm đặ tính khác trọng lượng phân tử, tính chất xem xét tỉ mỉ tối ưu hóa Để nâng cao hội thành công lĩnh vực sàng lọc, hầu hết nhà nghiên cứu mở rộng việc xem xét phân tử có tính chất hit-like leadlike để cải thiện chất lượng mẫu thu thập Bên cạnh chuỗi phân tử đa dạng, nhiều nghiên cứu tập chung vào thư viện gen hoăc đích tác động ý đến sản phẩm tự nhiên thư viện chế phẩm tự nhiên 3.2.1.2 Hit to lead 18 Xác suất tổng thể sàng lọc hiệu cao (HTS) với lead chia để tìm hoạt chất 1/1.000.000, tập trung trọng tâm vào nghiên cứu post-HTS ban đầu để xác định quy định đặc tính cho chất lượng lead tốt Sự phân biệt HIT (hợp chất đáp ứng sàng lọc tiêu chuẩn ban đầu) LEAD (đáp ứng hoạt động mục tiêu chọn lọc với thăm dò ban đầu SAR) quan trọng Một HIT nghiêm ngặt chặt chẽ đển trình lựa chọn LEAD nâng cao xác suất thành công Các số liệu đánh giá đặc trưng cho loạt hợp chất phải đáp ứng, để tiến tới trạng thái LEAD, liệt kê bảng sau Bảng 3.4 Bảng thông số đánh giá đặc trưng để bắt đầu trình tối ưu hóa LEAD tiểu phân tử Thuộc tính Đánh giá thông số hit-to-lead Hóa học Hoạt động tái sản xuất thử nghiệm HTS thư nghiệm phòng thí nghiệm Liệu đáp ứng hoạt tính Xác định cấu trúc Xác định độ tinh khiết Sự ổn định hợp chất Thành lập trình tổng hợp Tính chất hợp chất đánh giá khả cạnh tranh hợp chất Chứng minh SAR Sinh hóa Hỗ trợ tương tác với mục tiêu phân tử (SAR theo thiết kế mong muốn) Thành lập liệu chọn lọc Dược lý Đánh giá hoạt tính thuộc tính tiềm cần tối ưu hóa Thành lập thử nghiệm mô (thử nghệm tế bào, chế thử nghiệm, ) 3.2.2 Đại phân tử Các trình xác định LEAD đại phân tử, đặc biệt LEAD kháng thể trị liệu, cách tiếp cận khác biệt in vivo in vitro Trong trường hợp phương pháp tiếp cận in vivo, sàng lọc LEAD tiềm thường thông qua thử 19 nghiệm miễn dịch liên kết enzyme thông qua thử nghiệm chức tiến hành song song với phương pháp tiếp cận HTS thảo luận Tuy nhiên, số lượng kháng thể sàng lọc thấp kháng thể đặc hiệu làm giàu cách tiêm vào chuột biến đổi gen có bệnh nhân Đối với phương pháp tiếp cận in vitro, việc lựa chọn dựa khuôn mẫu Ví dụ, kháng thể từ thư viện thể thực khuẩn nấm men phân lập trình tương tự sắc ký giống .3.3 Tối ưu hóa LEAD Sự khác biệt lớn thuốc tiểu phân tử kháng thể trị liệu nằm phần tối ưu hóa hoạt chất lead, nhiên, qui trình tổng thể lại hoàn toàn tương tự Các hoạt chất lead ban đầu tối ưu hóa chu kỳ lặp lại để thu cấu trúc tiềm phù hợp với mục đích đưa trước Cấu trúc kích thước thuốc tạo tính đa chiều trình tối ưu hóa tiểu phân tử (nghĩa thay đổi tham số làm ảnh hưởng đến tham số khác), vùng đặc hiệu kháng thể cho phép trình tối ưu hóa hợp chất lead diễn nhanh chủ yếu chiều, nghĩa tối ưu hóa vùng không ảnh hưởng đến vùng khác Mặc dù, trước đây, hội để tối ưu hóa đại phân tử bị giới hạn, công nghệ kháng thể cho phép tiến hành nhiều hay mối tương tác, tính tiềm tính đặc hiệu trực tiếp qua đặc tính sản phẩm đích .3.3.1 Tiểu phân tử Theo qui trình phát thuốc tiểu phân tử truyền thống, lựa chọn hit-to-lead theo dõi khảo sát cách hệ thống cẩn thận SAR đặc tính hợp chất in vivo Chu kỳ lặp lại thiết kế thu thập liệu sử dụng kết hợp với việc giả thuyết tìm gắn kết với tiểu phân tử đích thông qua nguồn liệu máy tính Đối với tiểu phân tử, điều thể nghiên cứu mà hàng loạt hoạt chất có lực với thụ thể, enzyme protein đích tối ưu để có đặc tính thuốc Chính xác hơn, tối ưu hóa hợp chất lead thay đổi hợp chất có hoạt tính sinh học để thực đầy đủ với thiết bị điện tử, hóa lý, dược động học độc tính cần thiết lâm sàng Đây trình tối ưu hóa tiềm năng, hiệu giá trị xây dựng liệu (chu trình thiết kế/ phân tích) rút suốt pha ưu tiên hit-to-lead kiểm 20 soát qua thông số hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thải trừ, độc tính đặc tính hóa lý thiết thực tốt Các hệ thư viện đích thu từ kỹ thuật tổng hợp kết hợp song song dùng để tìm hiểu phát triển đặc tính hóa học trí tuệ Nếu tuân thủ đúng, thiết kế đặc hiệu tương tự tiến hành QSAR giả thuyết mô hình tương đồng liên quan chặt chẽ Có lợi thu thập nhiều thông tin cấu trúc riêng rẽ từ phổ NMR protein chiếu xa tia X tinh thể đích phối tử đích dễ kiểm soát Trong nỗ lực lựa chọn thúc đẩy chương trình mang lại hội tốt để phát triển; việc đánh giá giá trị rủi ro từ bắt đầu tối ưu hóa hợp chất lead xảy với việc ưu tiên nguồn lực kế hoạch Bảng 3.5 Thông số đánh giá chuẩn khởi đầu tối ưu hóa LEAD STT Tiêu chí đánh giá tối ưu hóa lead Tiểu phân tử Đại phân tử Tiềm điều trị + + Tiềm thương mại phạm vi định ++ Môi trường cạnh tranh + + Thế mạnh sở hữu trí tuệ + + Sự phù hợp với đích tác động bệnh + + Tính khả thi tiên đoán sinh học tiền lâm sàng ++ Chất lượng ứng viên lead (một vài thông số xem tiêu chuẩn hit-to-lead) Đặc trưng Đặc trưng Khả dung nạp liên quan đích + + Sự phù hợp với tiêu chuẩn điều trị + + Tính khả thi thiết kế thử lâm sàng + + Tính tuân thủ tỉ lệ cấu trúc thiết kế thuốc +21 Chiến lược hóa học liên quan đến việc mô tả vùng đặc trưng phân tử xác định qua tương tác với acid amin đích mẫu ba chiều, có tiềm chọn lọc Những vùng phân tử trung lập SAR tìm dùng vị trí để thay đổi tính chất hóa lý Những thay đổi nhỏ thường ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học, chuyển hóa, hấp thu phân tử Tối ưu hóa hợp chất hóa học có tính đa chiều, cần có cân nhắc trước lựa chọn ứng viên thử tiền lâm sàng Bất cải tiến tính đặc hiệu tăng lên kèm với giảm độ hấp thu thời gian bán thải, điều chỉnh lần có tác động đặc hiệu Do lặp lại thay đổi tái kiểm tra làm cho dự án phát thuốc truyền thống kéo dài tốn Các độc tính không liên quan cấu trúc theo dõi sau trình phát triển không dự đoán xét nghiệm tiền lâm sàng Để giải số biến chứng, phương pháp dự đoán thời gian bán thải độc tính phát triển Các thử nghiệm kiểm tra ADME công nhận với cải tiến đáng kể khả tối ưu hóa hợp chất lead thành công sử dụng rộng rãi thực tế Cho đến nay, thành phần quan trọng để khám phá tiểu phân tử khả đánh giá sớm nguy ADMET Điều then chốt “fast fail” để giảm thiểu thấp nghiên cứu tổng quát chi phí, đầu tư phát triển phát sinh tìm khuyết điểm ứng viên trình thử lâm sàng .3.3.2 Đại phân tử Những đại phân tử kháng thể có miền cấu trúc xác định (được phân biệt với vùng đặc trưng lực từ vùng định ) định thời gian bán thải ( Fc receptor [FcRn] vùng liên kết) chức thụ thể ( độc tính tế bào phụ thuộc vào kháng thể - [ADCC]) độc tính phụ thuộc bổ thể Sự phân tách quan trọng trình tối ưu hóa xong lúc đầu giai đoạn chiều Sự khác bao quát vùng định bổ thể (CDR3) chuỗi nặng hay nhẹ làm gia tăng lực hầu hết tất trường hợp ảnh hưởng thời gian bán thải chức thụ thể kháng thể ... tương lai, công nghệ sinh học công nghệ gen định hướng hình thành tích hợp công nghệ hiệu cao, kỹ thuật gen thông tin sinh học Làn song công nghệ gen nguồn liệu đính hướng ứng dụng khoa học đời... Phát phân tử sinh học cần quan tâm Đánh giá tiềm phân tử đích Thiết kế quy trình phân tích sinh học để đánh giá tác động sinh học Thiết lập sàng lọc hiệu cao Thiết kế chương trình sàng lọc để tìm... ghép lĩnh vực ý khác công nghệ sinh học dược Kỹ thuật mô kết hợp tiến sinh học tế bào khoa học vật liệu sinh học Mô bao gồm loại mô liên kết collagen, polymer phân hủy sinh học, bị thoái hóa sau