Оптимизация скрининга

Высокопроизводительный скрининг - это тестирование большого количества химических соединений (до сотен ты­сяч) в определенном биохимическом эксперименте. Чтобы успешно осуществить скрининг, необходимо создать тест-систему, с максимальной точностью воспроизводя­щую процессы, происходящие в организме. Также необходимо помнить о про­изводительности: так как надо скринировать большое количество соединений. Чтобы найти достаточно “хитов”(hit-compaund), необходимо создавать систему, по возможности, с минимальной инкубацией, без стадии отмывки и других вспомогательных операций. Важна стоимость теста. Так если 1 эксперимент будет стоить 10 долларов, то при большом количестве соединений эта сумма может доходить до миллиона долларов, что достаточно дорого.

Процесс скрининга библиотеки обычно состоит из двух этапов. Первичный скрининг - это скрининг всех соединений библиотеки, содержащей от тысячи до миллиона соединений, в одной, достаточно высокой концентра­ции и в одном тесте для минимизации издержек и сокращения затрачива­емого времени на поиск соединений - “хитов”, проявляющих повышенную активность к той или иной биомишени. На этом этапе получается большое количество ложноположительных результатов, что обусловлено взаимодействием веществ друг с другом и их взаимным влиянием на молекулу мишени (синергизм действия), их различной растворимостью, устойчивостью, наличием примесей и т.д.

Поэтому, после нахождения “хитов” на стадии первичного скрининга, проводится их вторичный скрининг: в двух-трех тестах с меньшими концентрациями индивидуально скринируются все “хиты” из первичного скрининга для подтверждения того, что действительно най­дены настоящие “хиты”.

После получения определенного набора “хитов” с примерно одинаковой активностью по отношению к той или иной мишени, встает вопрос об отборе среди них соединений для дальнейших клинических испытаний. Для этого используют различные виртуальные или in vitro ADMET ( аббревиатура явлений абсорбции, распределения, метаболизма, выделения лекарства из живого организма) - тесты. С их помощью определяется растворимость, проницаемость через липидные мембраны, типы фер­ментов, метаболизирующих исследуемые вещества и структуры метаболитов, оп­ределяется токсичность и способность к связыванию с белками плазмы крови и проникновению через гемоэнцефалитный барьер (Log BB).

Про­гоняя эти соединения через данные тесты, можно ранжировать соединения по выбранным параметрам, например, по цитотоксичности. Предпочтительнее продолжать работать с веществами нецитотоксичными. Также предпочтительнее работать с растворимыми веществами, проникающими через клеточную мембрану.

Использование методов высокопроизводительного скрининга позволило найти целый ряд соединений – лидеров, ставших основой для создания эффективных лекарственных препаратов. Примером соединения-лидера, найденного с помощью систематического скрининга природных соединений, является таксол – эффективное противораковое средство. Среди успехов метода сплошного скрининга синтетических соединений можно отметить получение ловастатина, ставшего соединением-лидером для нового поколения препаратов, снижающих уровень холестерина в крови.