Un factor importante que determina la eficacia de un medicamento es la estructura que forman sus moléculas en estado sólido. Las estructuras moleculares modificadas pueden implicar que las píldoras dejen de funcionar correctamente y, por lo tanto, se vuelvan inútiles. Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de LuxemburgoEn colaboración con la Universidad de Princeton, la Universidad de Cornell y Avant-garde Materials Simulation GmbH, ha desarrollado un nuevo método para calcular y predecir cómo las moléculas de los fármacos en los cristales moleculares se organizan bajo condiciones energéticas cambiantes. Para las compañías farmacéuticas, este enfoque podría usarse para evitarcostosas fallas de desarrollo, errores de producción y posibles litigios.
Dado que la mayoría de los medicamentos se comercializan en estado sólido, por ejemplo, en forma de píldoras, los fabricantes deben asegurarse de que funcionan correctamente y liberan los agentes farmacéuticos en la dosis requerida ". En el pasado, ha habido varios escándalos en elindustria farmacéutica, cuando las compañías identificaron una molécula que funciona, la comercializaron y luego, a veces años después, debido a cambios menores en las condiciones de producción, la formulación del fármaco dejó de ser efectiva ", explica el profesor Alexandre Tkatchenko de Física y MaterialesUnidad de Investigación Científica de la Universidad de Luxemburgo, autor principal del artículo resultante que se publicó en Avances científicos . En consecuencia, algunos medicamentos debían reformularse y retirarse del mercado durante un largo período de tiempo.
En la mayoría de los casos, la razón de estas propiedades cambiadas radica en las interacciones entre las moléculas. En estado sólido, las moléculas se organizan en estructuras cristalinas estabilizadas por una variedad de interacciones intermoleculares. Como las moléculas son muy flexibles, pueden formar muchos arreglos diferentescon diferentes propiedades físicas y químicas ". Para predecir esto, las compañías farmacéuticas usualmente confían en 'ensayo y error' en los experimentos de cristalización. Sin embargo, de manera realista no se pueden estudiar todas las formas posibles experimentalmente, porque nunca se sabe qué cambiará en la experimentación.condiciones. Las posibilidades son exponenciales ", explica el profesor Robert DiStasio, coautor del estudio de la Universidad de Cornell.
Para poder reemplazar estos experimentos con cálculos predictivos, los investigadores se unieron a la compañía Avantgarde Materials Simulation que brinda servicios para que las compañías farmacéuticas predigan estructuras cristalinas de sólidos orgánicos. Juntos, desarrollaron un método que les permite calcularcómo cambia la energía de diferentes sólidos dependiendo de su estructura. "El nuevo enfoque mejora la precisión de la clasificación de energía a un costo computacional aceptable. Cambiará la forma en que se usa la predicción de la estructura cristalina en toda la industria farmacéutica", comenta el Dr. Marcus Neumann, fundadory CEO de Avant-garde Materials Simulation GmbH.
Para el futuro, los autores planean desarrollar aún más el método y combinarlo con el aprendizaje automático para aumentar la eficiencia computacional.
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Materiales proporcionado por Universidad de Luxemburgo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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