Computerkemi til design af lægemiddelstoffer – Københavns Universitet

Nyheder > Alle nyheder > 2010 > 2010.3 > Computerkemi til desig...

30. marts 2010

Computerkemi til design af lægemiddelstoffer

Forskere fra Det Farmaceutiske Fakultet har udviklet et computerprogram, der kan forudsige, hvordan lægemidler bliver nedbrudt i den menneskelige organisme. Programmet er lavet som open source, og interesserede forskere og virksomheder kan downloade det Illustration af hvordan computeren hjælper medicinalkemikeren med at finde nålen i høstakken.gratis fra internettet.

Bivirkninger af lægemidler er årsag til mange dødsfald i vores del af verden. Undersøgelser fra USA viser, at der hvert år dør omkring 100.000 mennesker af lægemiddelrelaterede bivirkninger. Tilsvarende tal kendes ikke præcist fra Danmark, men store undersøgelser, som dækker en række europæiske lande, viser, at tendensen her i Europa er den samme.

– Når man indtager et lægemiddel nedbrydes det virksomme lægemiddelstof til såkaldte metabolitter, som i enkelte tilfælde kan medføre bivirkninger og i værste fald dødelige forgiftninger. Det er derfor vigtigt at kunne forudsige, hvordan et givent lægemiddelstof nedbrydes. Vores nyudviklede SMARTCyp-computerprogram kan forudsige begivenhederne i et lillebitte hjørne af et komplekst kemisk samspil. fortæller postdoc Patrik Rydberg fra Institut for Medicinalkemi.

Molekylejustering

Det første sted, medicinen havner efter indtagelse gennem munden, er i maven og tarmen. En del af lægemiddelstoffet optages i blodet via tarmen og transporteres derpå gennem leveren, inden stoffet og dets nedbrydningsprodukter kommer ud i hele kroppen med blodet. Sammen med tarmen er leveren det vigtigste forsvar mod alt det, vi spiser. Enzym-familien cytokrom-P450 har afgørende betydning for stofskiftet, og 90 procent af alle lægemidler nedbrydes af disse enzymer.

Postdoc Patrik Rydberg, lektor Lars Olsen og postdoc David Gloriam – alle Institut for Medicinalkemi – er ophavsmænd til det nye, enkle program, der kan forudsige metabolismen af lægemiddelstoffer, når det handler om cytokrom-P450-enzymer. Patrik Rydberg forklarer:

– Man behøver ikke andet end en todimensionel figur, der beskriver det lægemiddelmolekyle, man gerne vil undersøge. Hvis man giver det en tur i SMARTCyp-programmet, kan man på under et sekund forudsige den mest sandsynlige nedbrydning i den menneskelige organisme. Det gør det muligt at justere molekylet efter behov – fjerne et kulstofatom hist eller tilsætte en brintbinding pist.

Lægemiddelstof i balance

Mængden af lægemiddelstof i blodet er afgørende for at opnå en bestemt terapeutisk effekt. Der er en nedre grænse, hvor medicinen ikke har nogen virkning, og en øvre grænse, som bestemmer, hvornår der optræder bivirkninger. En for kraftig nedbrydning af et lægemiddelstof i leveren medfører ikke kun, at der dannes en stor mængde af forskellige metabolitter, men også at den ønskede terapeutiske effekt udebliver. SMARTCyp-programmet kan fungere som en del af værktøjskassen, når forskere forsøger at finde det springende punkt.

Flere udenlandske forskningsgrupper, software-firmaer og farmaceutiske virksomheder har allerede vist interesse for det enkle program, der gør det muligt at forudsige cytokrom-P450-enzymernes nedbrydning af lægemiddelstoffer.