Биомоделирование
Биомоделирование — это компьютерное математическое моделирование биологических процессов и систем, поэтому оно является неотъемлемой частью системной биологии . Из-за сложности биологических систем часто используются упрощенные модели, которые должны быть настолько сложными, насколько это необходимо.
Целью биосимуляции является предсказание на основе моделей поведения и динамики биологических систем, например, реакции органа или отдельной клетки на химическое вещество. Однако качество прогнозов на основе модели сильно зависит от качества модели, которое, в свою очередь, определяется качеством данных и глубиной знаний.
Аптека [ править ]
Биосимуляция становится все более важной для разработки лекарств . [1] Поскольку в среднем только 11% всех кандидатов на наркотикиодобрены, [2] Ожидается, что биомоделирование может стать инструментом для прогнозирования того, потерпит ли неудачу лекарство-кандидат в процессе разработки, например, в клинических испытаниях из-за неблагоприятных побочных эффектов, плохой фармакокинетики или даже токсичности. Раннее прогнозирование того, что лекарство потерпит неудачу на животных или людях, станет ключом к снижению как затрат на разработку лекарства, так и количества необходимых экспериментов на животных и клинических испытаний. Последнее также соответствует так называемым «3R», которые относятся к принципу сокращения и замены экспериментов на животных, а также к уточнению методологии в тех случаях, когда испытания на животных все еще необходимы. [3] В будущем биосимуляция изменит способ тестирования веществ, при котором тесты in vivo и in vitro будут заменены тестами in silico . [4]
В связи с важностью биомоделирования при разработке лекарств существует ряд исследовательских проектов, целью которых является моделирование метаболизма, токсичности, фармакодинамических и фармакокинетики потенциальных лекарств. Некоторые из исследовательских проектов перечислены ниже:
- проект БиоСим ; финансируется 6-й рамочной программой Европейского Союза [2]
- Проект «Физиом СМП» [3]
- Гепатоз
Более того, уже существует несколько программных инструментов, целью которых является прогнозирование токсичности вещества или даже попытка симулировать виртуального пациента (Entelos). Некоторые из этих программных инструментов перечислены ниже:
- КОПАСИ [4]
- запуститьБиосимуляции [5] [5]
- Теллур [6] [6] [7]
- Физиолаборатория метаболизма (Энтелос) [7]
- GastroPlus и ADMEPredictor (Simulations-Plus) [8]
- Платформа физиологически обоснованной фармакокинетики (PBPK) Simcyp от Certara [9]
- РЕДДОС (Rhenovia Pharma SAS) [10]
- ВиртуалТоксЛаб [8]
- Дерек (Лхаса Лимитед) [9]
- DS TOPKAT (аксессуары) [10]
- Верстак АДМЕ [11]
- Прикладная биоматематическая оценка [12]
- MATLAB SimBiology [13]
Ссылки [ править ]
- ^ М. Бертау, Э. Мосекильде, Х.В. Вестерхофф (ред.): Биосимуляция в разработке лекарств. 1-е издание Wiley-VCH, Вайнхайм, 2008 г.
- ^ И. Кола, Дж. Лэндис: Может ли фармацевтическая промышленность снизить уровень отсева? В: Nat.Rev.Drug Discov. № 3, 2004, С.711-715
- ^ Дж. Ричмонд: 3R - прошлое, настоящее и будущее. В: Scand.J.Lab.Anim.Sci Vol. 2(27), 2000, С. 84-92.
- ^ Модели, употребляющие наркотики. В: The Economist (США) 11 июня 2005 г.
- ^ Билал Шейх, Гнанесвара Марупилла, Майк Уилсон, Майкл Л. Блинов, Ион И Морару, Джонатан Р. Карр, RunBioSimulations: расширяемое веб-приложение, которое имитирует широкий спектр сред, алгоритмов и форматов компьютерного моделирования, Nucleic Acids Research, Том 49, Выпуск W1, 2 июля 2021 г., страницы W597–W602, https://doi.org/10.1093/nar/gkab411.
- ^ Чой, Кири; Медли, Дж. Кайл; Каннистра, Кэролайн; Кениг, Матиас; Смит, Люциан; Чулок, Кейлин; Сауро, Герберт М. (2 июня 2016 г.). «Теллурий: платформа моделирования и воспроизводимости на основе Python для системной биологии». п. 054601. bioRxiv 10.1101/054601 .
- ^ Чой, Кири; Медли, Дж. Кайл; Кениг, Матиас; Чулок, Кейлин; Смит, Люциан; Гу, Стэнли; Сауро, Герберт М. (сентябрь 2018 г.). «Теллурий: расширяемая среда моделирования на основе Python для систем и синтетической биологии» . Биосистемы . 171 : 74–79. doi : 10.1016/j.biosystems.2018.07.006 . ПМК 6108935 . ПМИД 30053414 .
- ^ Ведани, А.; Доблер, М.; Смешко, М. (2012). «Биограф 3R — Вычислительные альтернативы испытаниям на животных — Главная» . Токсикология и прикладная фармакология . 261 (2). Биограф.ч: 142–153. дои : 10.1016/j.taap.2012.03.018 . ПМИД 22521603 . Проверено 22 мая 2013 г.
- ^ «Домашняя страница Lhasa Limited» . Lhasalimited.org . Проверено 22 мая 2013 г.
- ^ [1] Архивировано 3 июля 2009 г. в Wayback Machine.