🔬 Учёные из EPFL и AstraZeneca разработали метод для изучения атомной структуры аморфных лекарств на примере кандидата в препараты для лечения диабета и ожирения (агониста рецептора GLP-1). Их работа опубликована в Journal of the American Chemical Society [здесь](https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c01925).
💊 Одна из главных проблем в разработке лекарств — растворимость. Многие перспективные молекулы плохо растворяются в организме, особенно в форме таблеток. Учёные часто используют аморфные формы препаратов — их неупорядоченная структура 🌀 повышает растворимость, но со временем такие вещества могут кристаллизоваться, теряя эффективность ⚠️.
🧪 Изучить аморфные материалы сложно: традиционные методы (например, рентгеновская кристаллография) не работают. До недавнего времени не существовало способа построить 3D-карту атомной структуры таких фармацевтических соединений.
🚀 Теперь команда под руководством Линдона Эмсли (EPFL) и Стаффана Шанца (AstraZeneca) объединила ЯМР-кристаллографию, машинное обучение 🤖 и молекулярное моделирование. Это позволило впервые создать экспериментально подтверждённую 3D-модель аморфного лекарства.
💡 Метод испытали на экспериментальном препарате GLP-1 (для лечения диабета 2-го типа и ожирения). Сейчас такие лекарства вводятся инъекционно, но стабильная пероральная форма могла бы улучшить качество жизни пациентов 🌍❤️.
🔍 Сначала учёные измерили реакцию атомных ядер препарата на магнитные поля с помощью твердотельного ЯМР, получив данные по 17 углеродным и 16 водородным атомам. Затем с помощью суперкомпьютеров смоделировали 9 миллионов возможных молекулярных конфигураций и использовали алгоритм ShiftML2 для предсказания химических сдвигов.
⛓️ Анализ показал, что молекулы образуют водородные связи друг с другом или с водой, что стабилизирует аморфную структуру и предотвращает кристаллизацию. Например, бензодиоксольные и бензимидазольные кольца в молекуле фиксируются под углами −150° и −60°, блокируя упорядоченную упаковку.
✅ Главный прорыв — сочетание компьютерных моделей с экспериментальными данными. Это позволило точно определить атомную структуру и механизмы стабилизации.
«Это беспрецедентный уровень детализации. Наши результаты — большой шаг в понимании аморфных форм лекарств», — говорит Эмсли.
Перспективы? Возможность создать таблетированные версии GLP-1-агонистов, которые сейчас доступны только в инъекциях. Это повысит удобство для пациентов и соблюдение режима лечения 💪.
Материал предоставлен [Ecole Polytechnique Federale de Lausanne](https://phys.org/partners/ecole-polytechnique-federale-de-lausanne/).