25 сентября 2012

Вероятность обнаружения определенных свойств у веществ

При скрининге обнаружение у веществ определенных свойств — по-прежнему случайное событие, но вероятность появления такого события как бы резко возрастает. Если случайно в данном массиве химических соединений оказалось соединение с определенным видом биологической (фармакологической) активности, оно будет обнаружено со степенью вероятности, зависящей от надежности теста, определяющего в системе этот вид активности.

Если рассмотреть короткую историю скрининга в XX в., то можно видеть, что в его основу были положены следующие соображения.

Вероятность обнаружения при скрининге (pс), например, нового потенциального лекарства на основе тестируемого химического соединения, созданного для других целей, можно представить как рс=р1р2р3, где р1 — вероятность того, что такое вещество вообще будет создано; р2 — вероятность того, что оно будет обладать данным видом биологической (фармакологической) активности; р3 — вероятность того, что эта активность будет обнаружена.

В свою очередь р3 = р4 р5 р6, где p4 — вероятность того, что соединение попадет в данную испытательную выборку определенного размера (очевидно, что р4 зависит от размера выборки — числа соединений в ней); р5 — вероятность того, что оно будет выявлено соответствующим тестом; р6 — надежность теста.

Такое выражение справедливо для любого вида биологической активности (яды, пестициды и т. п.) и для любого объекта, несущего данные фармакологические свойства; например, для растения р1 — вероятность его возникновения в процессе эволюции, р2 — вероятность того, что оно является носителем веществ, обладающих определенным типом биологической активности, р3 имеет тот же смысл, что и для химического соединения.

Система скрининга увеличивает только значение р3: для тотального скрининга, который пока еще никем не был проведен, р3 равно 1 при условии, что надежность тестов р6=1.

В этом случае, по-видимому, все определяется величиной p1p2, значение которой непредсказуемо.

Очевидно, если вещество создается (конструируется) специально как носитель определенного вида активности, то значения р1 и p2 заметно возрастают, хотя при современном уровне знаний в этой области всегда есть «гарантия ошибки», а это означает, что 01p2<1.

Тем не менее в том случае, когда принципы эвристического подхода к созданию химических соединений с заданными лекарственными свойствами ясны, эти подходы могут доминировать над случайным поиском.

В реальных ситуациях наше умение создавать эффективные лекарства или пестициды путем синтеза на основе теоретически выведенной структуры соединения явно недостаточно. Случай в этих ситуациях открывает дорогу новым классам соединений с уже известным или новым видом активности.

Ясна его роль при поиске новых биологически активных веществ, источниками которых служат уже существующие в живой природе объекты: растения, морские организмы и т. п.

Во многих случаях тотальная проверка всех химических соединений в целях случайного обнаружения новых лекарств сопрягается с другими целями, например с тотальной паспортизацией всех химических соединений для целей охраны окружающей среды.

В целом можно полагать, что случай — это историческая предтеча всех методов создания лекарств и других практически ценных биологически активных веществ — еще долго будет вносить свой ценный вклад в создание их арсенала, выполняя эту функцию в сочетании с другими планируемыми подходами.


«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Под термином биологически активные вещества мы подразумеваем как индивидуальные вещества с известной биологической активностью, так и их многокомпонентные смеси определенного или неизвестного состава. Поиск согласно принятым трактовкам этого термина предполагает наличие цели и многих возможностей ее достижения, между которыми необходимо сделать выбор оптимального пути. Этот выбор и последующее движение к цели происходит в виде некоторой…

Как нам представляется, основная причина фармакологического взрыва во второй половине и особенно в конце XX в. — развитие и интеграция медицины, биологии, химии, совершенствование методов физико-химического анализа. Немаловажное значение имело создание химико-фармацевтической индустрии с ее большими запросами к науке и возможностью материально обеспечить эти запросы. Сыграло свою роль и увеличение ценности человеческой жизни, растущее вместе…

Предметы ретроспективного анализа

Другим предметом ретроспективного анализа явились для нас работы в области медицины, физиологии и химии, относящиеся в конечном итоге к созданию новых биологически активных веществ и отмеченные Нобелевскими премиями1. Все работы можно разделить на две группы: Первая — открытия, непосредственно связанные с новыми лекарственными препаратами. Вторая — открытия, связанные с обнаружением или изучением механизма действия эндогенных…

Человечество в XX в. овладело многообразными способами создания новых веществ, выделения вещества из природных источников, установления их структуры. Возникла мощная промышленная база создания химических веществ: химическая, нефтехимическая, химико-фармацевтическая и микробиологическая промышленности, промышленность, производящая реактивы для науки. В. И. Вернадский провозгласил, что человечество превратилось в геологическую силу. Сейчас человечество значительно превзошло живую природу, если не по…

Приведем два важнейших вывода, следующих из анализа истории методов, результатов поиска биологически активных веществ и из оценки состояния и развития химической деятельности человечества. Узким местом для использования грандиозных достижений химии как науки и производства является определение биологической активности: это не только сдерживает прогресс, зависящий от применения новых химических соединений, но и обусловливает опасность здоровью человека…