Природные продукты для открытия лекарственных средств в XXI веке: инновации для создания новых лекарственных препаратов

Терапевтические свойства растений известны с незапамятных времён. Многие патологические состояния лечили с использованием лекарственных средств растительного происхождения. Такие средства применяют в виде снадобий или концентрированных растительных экстрактов без выделения активных соединений. Однако современная медицина требует выделения и очистки одного или двух активных соединений. Вместе с тем существуют многочисленные глобальные проблемы здравоохранения, связанные с такими заболеваниями, как рак, дегенеративные заболевания, ВИЧ/СПИД и сахарный диабет, для которых современная медицина пока с трудом разрабатывает эффективные методы лечения. Во многих случаях выделение «активного соединения» приводило к утрате его эффективности. Открытие лекарственных средств представляет собой многомерную задачу, при решении которой на этапе отбора кандидатов необходимо оценивать ряд параметров как природных, так и синтетических соединений, включая безопасность, фармакокинетику и эффективность. Появление новейших технологий, расширяющих возможности выдвижения гипотез при разработке лекарственных средств, таких как искусственный интеллект, системы «орган-на-чипе» и микрофлюидные технологии, означает, что автоматизация стала частью процесса открытия лекарственных средств. Это привело к ускорению поиска лекарственных средств и оценки безопасности, фармакокинетики и эффективности соединений-кандидатов, одновременно открыв новые подходы к разработке и синтезу лекарственных препаратов на основе природных соединений. Последние достижения аналитических и вычислительных методов открыли новые возможности для обработки сложных природных продуктов и использования их структур для создания новых и инновационных лекарственных средств. Действительно, мы вступили в эпоху вычислительного молекулярного дизайна, применяемого к природным продуктам. Прогностическое вычислительное программное обеспечение способствовало обнаружению молекулярных мишеней природных продуктов и их производных. В будущем применение квантовых вычислений, вычислительного программного обеспечения и баз данных для моделирования молекулярных взаимодействий и прогнозирования характеристик и параметров, необходимых для разработки лекарственных средств, таких как фармакокинетические и фармакодинамические свойства, приведёт к уменьшению числа ложноположительных соединений-лидеров при разработке лекарственных средств. В этом обзоре discu...