Вычислительные подходы, оптимизирующие процесс открытия лекарственных средств

Компьютерное открытие лекарственных средств существует уже несколько десятилетий, однако в последние годы произошел тектонический сдвиг в сторону широкого внедрения вычислительных технологий как в академической среде, так и в фармацевтической промышленности. Этот сдвиг в значительной степени обусловлен огромным объемом данных о свойствах лигандов, их связывании с терапевтическими мишенями и трехмерных структурах этих мишеней, широкими вычислительными возможностями, а также появлением виртуальных библиотек лекарственноподобных малых молекул, насчитывающих миллиарды соединений и доступных по запросу. Для полноценного использования этих ресурсов необходимы быстрые вычислительные методы эффективного скрининга лигандов. К ним относится структурно-ориентированный виртуальный скрининг химических пространств гигантского масштаба, дополнительно облегчаемый быстрыми итеративными подходами к скринингу. Важным синергетическим направлением являются достижения в области предсказания свойств лигандов и активности мишеней с помощью глубокого обучения без использования структуры рецептора. В настоящем обзоре рассматриваются последние достижения в технологиях поиска лигандов, их потенциал для преобразования всего процесса открытия и разработки лекарственных средств, а также возникающие при этом проблемы. Кроме того, обсуждается, каким образом быстрое выявление высокоразнообразных, мощных, селективных в отношении мишени и лекарственноподобных лигандов белковых мишеней может демократизировать процесс открытия лекарственных средств, создавая новые возможности для экономически эффективной разработки более безопасных и эффективных низкомолекулярных препаратов.