Химия in silico: дизайн и предсказание свойств новых соединений

15-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ШКОЛА

Химия in silico: дизайн и предсказание фармакологических и фармакокинетических свойств новых соединений

Медицинская химия и Компьютерные науки

Медицинская химия — это область химии, посвященная поиску новых, более качественных и безопасных лекарств. Основные этапы разработки лекарств включают поиск новых соединений-прототипов для тех целей, которых мы стремимся достичь (поиск in silico, молекулярное моделирование и синтез), фармакологическую оценку как in vitro, так и in vivo, фармакокинетические исследования, доклинические и клинические исследования. На ранних стадиях разработки лекарств вычислительная химия является важнейшим инструментом.

Рисунок 1. Некоторые программы и онлайн-платформы, используемые для компьютерного дизайна лекарств

Благоприятное влияние нейропластогенов, таких как ЛСД и псилоцибин, на рост нейронов известно уже много лет, и было проведено множество клинических исследований, где эти вещества изучались как потенциальное средство для лечения депрессии. Однако результаты этих исследований оказались, безусловно, ограничены из-за известных серьёзных побочных эффектов, которые оказывают эти соединения. Совсем недавно было обнаружено, что нейропластогены взаимодействуют с внутринейрональными рецепторами 5-HT2A, что потенциально открывает большие перспективы для создания сильнодействующих, но более безопасных антидепрессантов путем структурной модификации.

Рисунок 2. Структура рецептора 5-HT2A, полученная с помощью рентгеновской кристаллографии (код PDB: 6a93)

Целью химического проекта на МИШ 2023 2023 будет разработка новых соединений с потенциальной 5-HT2A-активностью на основе структуры существующих соединений. Кроме того, для вновь разработанных соединений будут рассчитаны их профили фармакокинетики и токсичности, которые являются важными характеристиками при разработке лекарственных препаратов.

Рисунок 3. Двухмерное изображение взаимодействия 5-HT2a (код PDB: 6a93) с рисперидоном.

Требования к участникам:
Базовые знания химии и базовые навыки работы с компьютером.

Тьютор

Ивана Йевтич

Белград, Сербия

Ивана работает в качестве научного сотрудника и ассистента на химическом факультете Белградского университета. Ивана считает, что химия - это же просто потрясающе, потому в химической лаборатории можно сделать кучу интересных вещей! Она предпочитает органическую и лекарственную химию, потому что она объясняет, как устроена жизнь на молекулярном уровне. А еще Ивана считает, что если ты ученый, то можешь встретить много таких же ботаников, как ты сам, которые любят книги, фильмы и игры SciFi и вообще знают много неважных мелочей о многих вещах.И еще одно: ученые никогда не стареют.И еще одна деталь, ученые никогда не стареют. Вот что ей особенно нравится в этой профессии! Ивана приедет на МИШ тьютором уже шестой раз, и она очень ценит этот опыт.

Александр Федотов

Якутск, Россия

Александр — студент старшего курса медицинского института Северо-Восточного федерального университета г. Якутска. Как член кружка биоинформатики и аналитик в медицинском стартапе - он любит копаться и работать с данными всех видов. Он считает, что каждый может найти в этой сфере, то, чем он может загореться — будь то исследовательский процесс поиска и сортировки данных, или превращение их в захватывающую историю, которая поможет людям принимать важные решения о своем здоровье или ведении бизнеса. Его набор инструментов: Python (pandas, seaborn), SQL и R. В свободное время он любит играть на пианино и в различные RPG, стратегии и настольные игры. Александр во второй раз участвует в МИШ и впервые в качестве ассистента-тьютора. Давайте сделаем это лето незабываемым!