Kimika sendagarri

Wikipedia, Entziklopedia askea
Ikus, gainera: «Sendagai»

Kimika sendagarria, farmakokimika edo kimika farmazeutikoa zientzia farmazeutiko bezala hartutako bat da, kimikan erro sakonak dituena. Bere helburuak erabilera terapeutikorako egokiak diren konposatu kimiko berrien identifikazioa, sintesia eta garapena dira. Horrek lehendik dauden sendagaien azterketa, haien propietate biologikoak eta egitura-aktibitate erlazio kuantitatiboa bere baitan hartzen ditu. Molekula horien arteko elkarrekintza kuantitatiboak eta haien eragin biologikoak ere aztertzen ditu (ikus egitura-jarduera erlazio kuantitatiboa, QSAR)[1]. Aztergai diren molekulak, gehienbat, izaera organikoa dute, eta baita jatorri bioteknologikoa ere, baina inorganikoak ere izan daitezke (zisplatinoa minbiziaren aurkako agente gisa, adibidez).

Sendagai-kimikariak ezinbestekoak dira sendagaien garapenaren fase aurrekliniketan, eta botiken kalitate-kontrolean kimikari farmazeutiko gisa ere. Droga-garapenaren faseak arrakastatik hautagai preklinikoraino doaz, substantzia farmakologikotik pasatuz.

Ezaugarria[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Oso diziplina sakona eta konplexua da; bere baitan uztartzen ditu: kimika organikoa, kimika fisikoa, kimika konbinatoria, bioinformatika, biokimika, farmakodinamika, biofarmazia eta farmakokinetika ezagutzak. Diziplina horrek garapen nabarmena izan du deskribatzaile molekularrak eta serie buru edo prototipo molekularrak ezartzean molekula bioaktibo berriak garatzeko eta 3D egitura molekularren eta egitura bakoitzaren ezaugarri bioaktiboen arteko korrelazioa ezartzean; zientzia horrek inplikazioari buruzko aurkikuntza harrigarriak ahalbidetu ditu molekulen kimikaren efektu farmakologikoetan. Farmazia-kimika, sintesi organikoko tekniken bidez, sendagai gisa erabiltzen diren konposatu organikoak lortzean oinarritzen da bere ezagutza praktikoa. Era berean, sendagaien egonkortasuna bere forma farmazeutiko guztietan, solidoen propietate fisiko-kimikoak eta mikrobiologikoak dira zientzia horretan jorratzen diren gaitasunak.

Kimika farmazeutikoa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Kimika farmazeutikoak, farmakologiatik hurbil dagoen arren, bere bizi-lerroa du, azken aldietan fisika kuantikoan eta noski termodinamikan eta informatikan parte hartu duena, estekatzaile-hartzaileen batasunean parte hartzen duten mekanismo eta faktore guztiak argitzen saiatzen baita.

Farmazia-kimika neurketen alderdi kualitatiboetan zentratzen da.

Espezializazioa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Espezializazioa farmazia fakultateetan (farmazia-kimika) eta kimika zientzietako fakultateetan (kimika organikoa) doktorego-ikasketetatik etortzen da, normalean. Orokorrean, esan ohi da farmazia-kimikari ona ez dela kimikari organiko ona bakarrik, baizik eta farmakologia, biofarmazia eta biokimika ere ezagutu behar dituela; beraz, farmazia-ikasketak oso egokiak dira graduondoko ikasketa horietako oinarri izateko[1].

Kimika sendagarria[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Kimika sendagarria diziplinarteko zientzia da kimika organikoa eta ez-organikoa, biokimika, kimika konputazionala, farmakologia, farmakognosia, biologia molekularra, estatistika eta kimika fisikoarekin uztartzen dituena.

Kimika organiko tradizionalaren kontzeptu horiek guztiak aztertzeaz eta aplikatzeaz arduratzen da, farmazia-zientzietan, era batera edo bestera, lagungarri izan daitezkeen substantzien garapenean substantzia kimiko ezberdinek —normalean, heteroziklikoek— giza gorputzean izan ditzaketen eragin biologikoei dagokienez.

Ikerketa eta sendagaien aurkikuntza[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Aurkikuntza[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Aurkikuntza konposatu kimiko aktibo berrien identifikazioa da, sarritan "Hits/arrakasta" izenez aipatzen direnak eta, normalean, konposatuak nahi den jarduera biologikoa lortzeko proban aurkitzen direnak[2]. Lehen arrakastak lehendik dauden agenteak gaixotasun-prozesu berrietara egokitzetik etor daitezke[3], baita bakterioetatik, onddoetatik[4], landareetatik[5], eta abarretik ere. Horrez gain, arrakastak, normalean, helburu terapeutikoetara loturiko molekula txikien «zatien» behaketa estrukturaletatik ere sortzen dira, non zatiak, sintesi bidez, kimikoki konplexuagoak diren formak garatzeko abiapuntu gisa balio duten. Azkenik, arrakastak aldizka konposatu kimikoen saiakuntza biokimiko edo kimioprotesikoen bidez helburu biologikoen aurka egindako saiakuntzatik ere sortzen dira, non konposatuak propietate bereziak dituzten liburutegi kimiko sintetiko berrietatik etor daitezkeen (kinasaren inhibizio-jarduera, droga baten aniztasuna edo antzekotasuna, etab.), edo konposatu kimiko historikoen bildumetatik edo kimika konbinatoriaz sortutako liburutegietatik. Arrakasta horiek identifikatzeko eta garatzeko hainbat planteamendu badira ere, teknika arrakastatsuenak talde-ezarpenetan garatutako intuizio kimiko eta biologikoan oinarritzen dira.

Hautagaiak eta liderrak bilatu[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Azterketa kimiko gehiago behar da, lehenik eta behin, epe luzerako garapen-potentzialari lotutako SAR eta ezaugarri kimiko egokiak erakusten ez dituzten «triaje» konposatuak identifikatu behar dira, eta, ondoren, jarduera primarioari dagokionez, gainerako arrakasta-serieak hobetu, baita. bigarren mailako jarduerak eta propietate fisikokimikoak benetako pazienteei administratzen zaienean ere agentea erabilgarria izan dadin. Zentzu horretan, aldaketa kimikoek konposatu hautagaien ezagutza eta lotze geometriak (farmakoforoa) hobetu ditzakete, eta, beraz, haien helburuekiko duten afinitateak eta farmakoginetiko/farmakodinamikoen (PK/PD) azpian dauden molekulen propietate fisikokimikoak hobetzea eta eskakizun toxikologikoak (degradazio metabolikoaren aurrean egonkortasuna, toxikotasun genetiko, hepatiko eta kardiakorik eza, etab.) konposatu kimikoa edo biologikoa animalien eta gizakien azterketetan sartzeko egokia izan dadin.

Prozesuaren eta garapenaren kimika[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Kimika sintetikoaren azken urratsak konposatu nagusi bat kantitate eta kalitate egokian ekoiztea dakar animalietan eskala handiko probak eta, ondoren, gizakietan saiakuntza klinikoak ahalbidetzeko. Horrek esan nahi du eskala handiko industria-ekoizpenerako bide sintetikoa optimizatzea, eta sendagaiaren formulazio egokiena aurkitzea. Horietako lehena sendagai-kimikaren esparrua izaten jarraitzen du; bigarrenak, formulazio-zientziaren espezializazioa dakar (bere kimika fisiko eta polimeroen eta materialen zientziaren osagaiekin). Kimika sintetikoaren espezializazioa sendagai-kimikan, industria-eskalako ehunka kilogramo edo gehiagoko sintesirako bide sintetikoa egokitzera eta optimizatzera zuzenduta, prozesu-sintesia deritzo, eta praktika sintetiko onargarriaren ezagutza sakona dakar eskala handiko erreakziotan (erreakzioen termodinamika, ekonomia, segurtasuna, etab.). Fase horretarako funtsezkoa da GMP eskakizun zorrotzagoetarako trantsizioa materiala hornitzeko, manipulatzeko eta kimikarako.

Analisi sintetikoa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Farmazia-kimikan erabiltzen den metodologia sintetikoa sintesi organiko tradizionalari aplikatzen ez zaizkion murrizketen mende dago. Prestakuntza eskalatzeko aukera dela eta, segurtasunak berebiziko garrantzia du. Erreaktiboen balizko toxikotasunak eragina du metodologian[6][7].

Azterketa estrukturala[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Farmazia-produktuen egiturak modu askotan ebaluatzen dira, neurri batean eraginkortasuna, egonkortasuna eta irisgarritasuna aurreikusteko baliabide gisa. Lipinski-ren bosten araua hidrogeno-lotura emaile eta onartzaile kopuruan, lotura birakarien kopuruan, azaleran eta lipofilian oinarritzen da. Sendagai-kimikariek konposatuak ebaluatzeko edo sailkatzeko beste parametro batzuk hauek dira: konplexutasun sintetikoa, kiraltasuna, lautasuna eta eraztun aromatikoen kopurua.

Konposatu nagusien egitura-analisia metodo konputazionalen bidez egiten da, sarritan, estekatzaileen benetako sintesia baino lehen. Hori hainbat arrazoirengatik egiten da, besteak beste, denbora eta kontu ekonomikoak (gastuak, etab.). Interesgarria den estekatzailea laborategian sintetizatuta, analisia metodo tradizionalen bidez egiten da (TLC, RMN, GC/MS eta beste)[6].

Sendagai-diseinu arrazionala[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Botika nagusi berrien berrien diseinu arrazionalak gero eta joera handiagoa du sendagai-kimikarien intuizio kimikoan oinarrituta molekula berriak sintetizatzen dituen ikuspegi klasikoa ordezkatzeko. Asko dira diseinu arrazionalaren lehentasuna planteamendu klasikoaren aurrean hobetzen lagundu duten arrazoiak[8][9][10].

  1. Informatikaren aurrerapena, ordenagailu indartsu eta erabilerrazak eraikitzera eramaten duena.
  2. Egitura-jarduera erlazio kuantitatiboen menpe egon daitezkeen datu teoriko edo esperimentalak dituzten datu-baseak erabil ditzaketen pakete estatistikoen garapena (QSAR).
  3. Proteinak eta helburu biologikoak karakterizatzeko prozedura esperimentaletan, teknika berriak garatzea (hau da, X izpien kristalografia eta RMN espektroskopia).
  4. Kalkulu teorikoetan, metodologia berriak (Mekanika Molekularra (MM), Mekanika erdi-enpirikoa eta Kuantikoa (QM) erabiltzea geometria optimizatzeko eta sistemaren energia osoa kalkulatzeko sistemaren energia osoa.
  5. Botiken ekintzaren oinarri molekularren ezagutza areagotzea. Entzimologia, biologia molekularra, farmakozinetika eta farmakodinamikaren aurrerapenei esker, garapen itzela izan duten esparru adierazgarri batzuk aipatzearren.
  6. Bilaketa konformazionalen aplikazioa (hau da, Dinamika Molekularra (MD) eta Monte Carlo (MC) simulazioak).
  7. Adsortzioa, banaketa, metabolismoa, iraizpena eta toxikotasuna (ADMET) ere nabarmen lagundu dute sendagaien garapenean.

Botika-diseinu arrazionalaren ezaugarririk garrantzitsuena aztergai dagoen sistemaren ezagutza guztiak positiboki erabiltzea da sendagaiak aurkitzeko estrategia garatzeko. Ezagutza horrek giza energiaren kostua murriztea ahalbidetzen du, denbora eta laborategiko gastuak aurreztuz. Oinarri esperimental eta teorikoa beharrezkoa da sendagaiak garatzeko. Oro har, arrakastarik gabeko lehen saiakerek botika berriak garatzeko berrelikadura gisa balio dute[11].

Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  1. a b A Korolkovas and JH Burkhalter. Compendio esencial de química farmacéutica. Ed Reverté. 1983
  2. Hughes, Jp; Rees, S; Kalindjian, Sb; Philpott, Kl. (2011-03-01). «Principios del descubrimiento temprano de fármacos» British Journal of Pharmacology 162 (6): 1239-1249. OCLC .3058157 PMID 21091654..
  3. Johnston, Kelly L.; Ford, Louise; Umareddy, Indira; Townson, Simon; Specht, Sabine; Pfarr, Kenneth; Hoerauf, Achim; Altmeyer, Ralf et al.. (2014-12-01). «Repurposing of approved drugs from the human pharmacopoeia to target Wolbachia endosymbionts of onchocerciasis and lymphatic filariasis» International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance 4 (3): 278-286. OCLC .4266796 PMID 25516838..
  4. Harvey, Alan L.. (2008-10-01). «Productos naturales en el descubrimiento de fármacos» Drug Discovery Today 13 (19-20): 894-901. PMID 18691670..
  5. Cragg, Gordon M.; Newman, David J.. (2013-06-01). «Productos naturales: A continuing source of novel drug leads» Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects 1830 (6): 3670-3695. doi:10.1016/j.bbagen.2013.02.008. OCLC .3672862 PMID 23428572..
  6. a b Roughley, S. D.; Jordan, A. M. (2011). "The Medicinal Chemist's Toolbox: An Analysis of Reactions Used in the Pursuit of Drug Candidates". Journal of Medicinal Chemistry. 54 (10): 3451–79
  7. Carey, J. S.; Laffan, D.; Thomson, C.; Williams, M. T.. (2006). «Análisis de las reacciones utilizadas para la preparación de moléculas candidatas a fármacos» Organic & Biomolecular Chemistry 4 (12): 2337-47. doi:10.1039/B602413K. PMID 16763676..
  8. Wolber, G.; Seidel, T.; Bendix, F.; Langer, T. Molecule-pharmacophore superpositioning and pattern matching in computational drug design. Drug Discov. Today, 2008, 13, 23-29.
  9. Carlton, A.; Taft, V.; Barbetto, D.V.; Carlos, H.; Tomich de P., da Silva. Current Topics in Computer-Aied Drug Design. J. Pharm. Sci., 2008, 37, 1089-1098.
  10. Mobarec, J.C.; Filitzola, M.; Expert Opin. Drug Discovery, 2008, 3, 343-355.
  11. Khedkar, S. A., Malde, A. K., Coutinho, E. C. & Srivastava, S.Pharmacophore modeling in drug discovery and development: an overview. Med. Chem., 2007, 3, 187-197.

Bibliografia[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  • Serge Kirkiacharian, Guide de chimie médicinale et medicaments, Lavoisier, 2010eko apirilaren 9a, 900 or. ( ISBN 978-2-7430-1906-8

Ikus, gainera[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Kanpo estekak[aldatu | aldatu iturburu kodea]