Современные тенденции компьютерного конструирования лекарственных средств и обзор препаратов, разработанных с использованием вычислительных методов

Компьютерное конструирование лекарственных средств (CADD) — один из ключевых подходов к доклинической разработке препаратов. Для достижения желаемого результата обычно комбинируют различные вычислительные методы и программные средства. С использованием CADD разработано несколько одобренных лекарственных средств. В базе данных SciFinder® был проведён систематический поиск и отбор более 600 публикаций по терминам «виртуальный скрининг», «программные методы», «вычислительные исследования» и «год публикации» для получения данных об отдельных аспектах CADD. Основное внимание в этом обзоре уделено базам данных, программным средствам виртуального скрининга и/или молекулярного докинга. Кроме того, были проанализированы исследования, в которых впоследствии выполняли моделирование молекулярной динамики (MD), рассмотрены применявшиеся программные средства, использование расчётов в рамках теории функционала плотности (DFT) и экспериментальных методов. Для отражения современных тенденций использовали наиболее актуальные данные за период с 2015 по 2020 год; на их основании определили наиболее часто применявшиеся методы и программные средства. Среди баз данных чаще всего выбирали ZINC — в среднем в 31,2% случаев. Наиболее распространённым видом виртуального скрининга был структурный виртуальный скрининг (SBVS), доля которого в среднем составила 57,6%; наиболее часто применявшейся программой для виртуального скрининга и молекулярного докинга был AutoDock (41,8%). После скрининга моделирование молекулярной динамики для дополнения виртуального скрининга выполняли в 38,5% исследований; наиболее популярной программой для этого был GROMACS (39,3%). Среди вычислительных методов реже всего применяли теорию функционала плотности — в среднем лишь в 0,02% случаев. В среднем 36,5% исследований включали данные экспериментальной оценки после виртуального скрининга. С момента внедрения CADD в доклиническую разработку лекарственных средств с использованием этого подхода было открыто более 70 одобренных препаратов, и их число продолжает постепенно увеличиваться.