2019-02-01 13:44:02
新的计算方法降低了药物配方的风险

决定药物功效的一个主要因素是其分子以固态形成的结构。改变结构可能导致药丸停止正常运作,因此变得无用。

国际合作

由卢森堡大学的研究人员与普林斯顿大学,康奈尔大学和前卫材料模拟有限公司合作组建的团队开发了一种新方法来计算和预测分子晶体中的药物分子如何在不断变化的能量条件下排列。对于制药公司而言,这种方法可用于避免昂贵的开发失败,生产错误和潜在的诉讼。

生产条件的微小变化可能影响药物的有效性

由于大多数药物以固态销售,例如作为药丸,制造商必须确保它们正常运作并以所需剂量释放药剂。 “在过去,制药行业出现了一些丑闻,当时公司已经确定了一种有效的分子,在市场上销售,然后,有时多年后,由于生产条件的微小变化,药物配方停止有效,”卢森堡大学物理与材料科学研究部门的Alexandre Tkatchenko教授解释说,该论文的主要作者发表在Science Advances上。因此,一些药物需要重新配制并长期从市场上撤下。

在大多数情况下,这些改变的性质的原因在于分子之间的相互作用。在固态下,分子在通过各种分子间相互作用稳定的晶体结构中组织。由于分子非常柔软,它们可以形成具有不同物理和化学性质的许多不同排列。 “为了预测这一点,制药公司通常在结晶实验中依赖'试验和错误'。然而,实际上你不能通过实验研究所有可能的形式,因为你永远不知道实验条件会发生什么变化。可能性是指数级的, “康奈尔大学研究报告的共同作者罗伯特·迪斯塔西奥教授解释道。

预测计算取代实证研究

为了能够用预测计算取代这些实验,研究人员与公司Avantgarde Materials Simulation合作,为制药公司提供预测有机固体晶体结构的服务。他们一起开发了一种方法,使他们能够计算出不同固体的能量如何根据其结构而变化。 “新方法以可接受的计算成本提高了能源排名的准确性。它将改变整个制药行业晶体结构预测的使用方式,”Avant-garde Materials Simulation GmbH创始人兼首席执行官Marcus Neumann博士评论道。

为了将来,作者计划进一步开发该方法并将其与机器学习相结合,以提高计算效率。

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