Препараты, которые превращаются в бесполезный порошок: это может стоить вам здоровья
Когда плитка шоколада долго лежит на полке, на ней может появиться белесый налет. Это не плесень, а результат перестройки молекул какао-масла в новую, менее аппетитную кристаллическую форму. То же самое может происходить с лекарствами, но последствия здесь куда серьезнее: изменение структуры активного вещества влияет на его эффективность.
Как одна ошибка стоила миллионы
История с лекарством от болезни Паркинсона показала, насколько критичен контроль за полиморфизмом. В 1985 году открыли вещество ротиготин и долгое время считали, что у него только одна устойчивая форма. Препарат успешно продавался в виде пластыря, но в 2008 году обнаружили, что существует другая, менее растворимая кристаллическая модификация. Из-за этого лекарства пришлось срочно отзывать с рынка и дорабатывать.
ИИ ускоряет поиск стабильных форм лекарств
Чтобы избежать подобных проблем в будущем, исследователи из Сколтеха предложили использовать машинное обучение для предсказания стабильных полиморфов. Такой подход позволяет ускорить процесс в тысячи раз, значительно упрощая скрининг потенциальных лекарств.
"Можно предсказывать свойства напрямую, используя квантово-механические расчёты, — объясняет научный сотрудник Центра искусственного интеллекта Сколтеха Никита Рыбин. — Но такие вычисления слишком затратны. Поэтому фармацевтические компании ищут более быстрые способы прогнозирования".
Как работает новый метод
Исследователи используют машинно-обучаемые потенциалы — модели, которые обучаются на небольшом наборе точных квантово-механических данных, а затем применяются к большему количеству соединений. Такой метод уже показал свою эффективность в поиске материалов для ядерной энергетики и авиастроения, а теперь нашёл применение и в фармацевтике.
Испытания на молекулах глицина и бензола подтвердили, что предложенный подход действительно способен предсказывать устойчивые полиморфы с высокой точностью, но при этом требует значительно меньше вычислительных ресурсов.
Будущее технологий в фармацевтике
Сколтеховская команда планирует расширить исследования, чтобы учитывать не только структуру молекул, но и условия окружающей среды, такие как влажность и температура. Это позволит ещё точнее прогнозировать поведение лекарств и избежать неприятных сюрпризов при их хранении и производстве.
Уточнения
Препарат (от лат. praeparātum «готовый, приготовленный; лечебное/лекарственное средство/препарат») — вещество или смесь веществ синтетического или природного происхождения в виде лекарственной формы (таблетки, капсулы, растворы и т.п.), применяемые для профилактики, диагностики и лечения заболеваний.