ВИСОКОЕФЕКТИВНИЙ СКРИНІНГ (HTS) Количество

ВИСОКОЕФЕКТИВНИЙ СКРИНІНГ (HTS) Количество – само по себе качество. приписують Й. Сталіну

МЕТОДИ ІДЕНТИФІКАЦІЇ СПОЛУК – ЛІДІВ - ВИСОКОЕФЕКТИВНИЙ СКРИНІГ - ФЕНОТИПОВИЙ СКРИНІНГ - ФРАГМЕНТНО-ОРІЄНТОВАНИЙ ПОШУК Л/З - ХЕМОГЕНОМІКА - ЛІГАНД-ОРІЄНТОВАНИЙ ДИЗАЙН ВІРТУАЛЬНИЙ (3 D) ПОДІБНІСТЬ ТА (Q)SAR СКРИНІНГ ФАРМАКОФОРНІ МОДЕЛІ та/або - СТРУКТУРНО-ОРІЄНТОВАНИЙ ДИЗАЙН МІСЦЕ ЗВ’ЯЗУВАННЯ ВІДОМЕ ДИЗАЙН DE NOVO ДИЗАЙН «ВРУЧНУ» - ВИПАДКОВІСТЬ ТА SERENDIPITY 2

СТАНОВЛЕННЯ HTS КІНЕЦЬ 1980 х: СКРИНІНГ СОТНІ СПОЛУК НА ТИЖДЕНЬ – ВИСОКОЕФЕКТИВНИЙ - ПРОГРЕС В МОЛЕКУЛЯРНІЙ БІОЛОГІЇ ТА БІОХІМІЇ - РОЗВИТОК ЕФЕКТИВНИХ ТЕСТІВ in vitro (МІНІАТЮРИЗАЦІЯ ТА АВТОМАТИЗАЦІЯ) «ІНДУСТРІАЛІЗОВАНИЙ ПРОЦЕС, ЯКИЙ ВИКОРИСТОВУЄ ВАЛІДОВАНІ ТА ЛЕГКО КОНТРОЛЬОВАНІ БІОЛОГІЧНІ МІШЕНІ ТА ХІМІЧНЕ РІЗНОМАНІТТЯ, ЩОБ ШВИДКО ІДЕНТИФІКУВАТИ НОВІ ЛІДИ ДЛЯ РАННІХ ФАЗ ВІДКРИТТЯ ЛІКАРСЬКИХ ЗАСОБІВ» 3

СТАНОВЛЕННЯ HTS НЕОБХІДНІСТЬ ВЕЛИКОЇ КІЛЬКОСТІ РЕЧОВИН - МАСОВІ ЗАКУПКИ КОЛЕКЦІЙ РЕЧОВИН - СТАНОВЛЕННЯ КОМБІНАТОРНОЇ ХІМІЇ 4

КІНЕЦЬ 1990 х: КРАХ СПОДІВАНЬ… - ВИПАДКОВІ ВИБІРКИ СВІТОВИХ КОЛЕКЦІЙ ХІМІЧНИХ СПОЛУК - ВІДСУТНІСТЬ КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ХІМІЧНИХ СПОЛУК Drug Discov. Today 1999, 4, 447 5

КІНЕЦЬ 1990 -х: КРАХ СПОДІВАНЬ… 6

ПЕРІОД “ТВЕРЕЗОГО” РОЗВИТКУ HTS РОЗУМІННЯ НЕОБХІДНОСТІ СТРУКТУРНИХ ФІЛЬТРІВ СПОЛУКИ ДЛЯ HTS НЕ ПОВИННІ МАТИ: - РЕАКЦІЙНОЗДАТНИХ ТА НЕСТАБІЛЬНИХ ГРУП (ангідриди, ацилгалогеніди, сульфохлориди, алкілгалогеніди (за винятком фторидів), N–S, N=C=O, N=C=S, N=C=N, C=S, N–галоген, S–галоген, тіоли, епоксиди, азирідини, тіїрани, акцептори Міхаеля, альдегіди, іміни, 1, 2 -дикарбонільні сполуки; - ПОТЕНЦІЙНИХ ТОКСИКОФОРІВ (N–NH 2, –N=N–, Ar. NO 2, деякі Ar–NH 2 та Ar. OH, конденсовані ароматичні фрагменти) - ІНШИХ СТРУКТУРНИХ ФРАГМЕНТІВ ПЕВНИХ ТИПІВ (елементів, інших ніж C, H, N, O, F, S, Cl, Br, I; цукрів, краун-етерів, довгих аліфатичних ланцюгів та карбоциклів…) 7

ПЕРІОД “ТВЕРЕЗОГО” РОЗВИТКУ HTS РОЗУМІННЯ НЕОБХІДНОСТІ СТРУКТУРНИХ ФІЛЬТРІВ СПОЛУКИ ДЛЯ HTS ПОВИННІ МАТИ: - Як мінімум один N чи О атом - Як мінімум один цикл РОЗУМІННЯ НЕОБХІДНОСТІ ФІЗИКО-ХІМІЧНИХ ФІЛЬТРІВ «ПРАВИЛА ЛІКАРСЬКОПОДІБНОСТІ (DRUG-LIKENESS)» - Правила Ліпінського (правила «п’яти» ) - Log. P ≤ 5 - HBD ≤ 5 - MW ≤ 500 - HBA ≤ 10 - Правила Вебера - TPSA ≤ 140 Å2 - Rot. B ≤ 10 8

ПЕРІОД “ТВЕРЕЗОГО” РОЗВИТКУ HTS РОЗУМІННЯ НЕОБХІДНОСТІ СТРУКТУРНОГО РІЗНОМАНІТТЯ МОЛЕКУЛЯРНА ПОДІБНІСТЬ ЗА ТАНІМОТО - ГЕНЕРУЄТЬСЯ МОЛЕКУЛЯРНИЙ «ВІДБИТОК ПАЛЬЦІВ» 1) генерується набір структурних фрагментів молекули (можуть включатися інші властивості) 2) за допомогою хеш-функції (псевдовипадкова) інформація про наявність кожного з фрагментів переводиться у ціле число (від 0 до 2 N– 1), що подається у двоїчному представленні довжини N біт 3) отримані двоїчні представлення сумуються за допомогою логічного оператора «АБО» - ОБЧИСЛЮЄТЬСЯ КОЕФІЦІЄНТ ТАНІМОТО T (A, B) = N(AB) / (N(A) + N(B) – N(AB)) 9

МОЛЕКУЛЯРНА ПОДІБНІСТЬ ЗА ТАНІМОТО: ПРИКЛАД метан етанол 00000000 000000001000 0000 0100000000 0000 01000001 00001000 00000000 00000000 00000000 00000000 01000000 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 1111 1011111111 11111111 11111110 T = 125 / (127 + 125 – 125) = 0. 98 11111110 (ДЛЯ 1024 БІТ T = 0. 69)

ПЕРІОД “ТВЕРЕЗОГО” РОЗВИТКУ HTS - РОЗУМІННЯ НЕОБХІДНОСТІ ЖОРСТКОГО КОНТРОЛЮ ЧИСТОТИ ХІМІЧНИХ СПОЛУК ДЛЯ HTS 11

ПЕРІОД “ТВЕРЕЗОГО” РОЗВИТКУ HTS - РОЗВИТОК ТЕХНОЛОГІЇ - ЕФЕКТИВНА ОРГАНІЗАЦІЯ І МЕНЕДЖМЕНТ 12

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS - ФІЛЬТРИ НА ЛІД-ПОДІБНІСТЬ - “ПРОРИВ У ТРЕТІЙ ВИМІР” - ФОКУСНІ БІБЛІОТЕКИ - РІЗНОМАНІТТЯ НА РІВНІ СКАФФОЛДІВ - НАВЧАТИСЯ У ПРИРОДИ! 13

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS - ФІЛЬТРИ НА ЛІД-ПОДІБНІСТЬ - “ПРОРИВ У ТРЕТІЙ ВИМІР” - ФОКУСНІ БІБЛІОТЕКИ - РІЗНОМАНІТТЯ НА РІВНІ СКАФФОЛДІВ - НАВЧАТИСЯ У ПРИРОДИ! 14

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS 15

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS - ФІЛЬТРИ НА ЛІД-ПОДІБНІСТЬ - “ПРОРИВ У ТРЕТІЙ ВИМІР” - ФОКУСНІ БІБЛІОТЕКИ - РІЗНОМАНІТТЯ НА РІВНІ СКАФФОЛДІВ - НАВЧАТИСЯ У ПРИРОДИ! 16

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS 17

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS - ФІЛЬТРИ НА ЛІД-ПОДІБНІСТЬ - “ПРОРИВ У ТРЕТІЙ ВИМІР” - ФОКУСНІ БІБЛІОТЕКИ - РІЗНОМАНІТТЯ НА РІВНІ СКАФФОЛДІВ - НАВЧАТИСЯ У ПРИРОДИ! 18

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS - ФІЛЬТРИ НА ЛІД-ПОДІБНІСТЬ - “ПРОРИВ У ТРЕТІЙ ВИМІР” - ФОКУСНІ БІБЛІОТЕКИ - РІЗНОМАНІТТЯ НА РІВНІ СКАФФОЛДІВ - НАВЧАТИСЯ У ПРИРОДИ! 19

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS 20

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS - ФІЛЬТРИ НА ЛІД-ПОДІБНІСТЬ - “ПРОРИВ У ТРЕТІЙ ВИМІР” - ФОКУСНІ БІБЛІОТЕКИ - РІЗНОМАНІТТЯ НА РІВНІ СКАФФОЛДІВ - НАВЧАТИСЯ У ПРИРОДИ! 21

СУЧАСНІ ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ HTS 22

ТИПИ HTS-ТЕСТІВ - БІОХІМІЧНІ ТЕСТИ РАДІОЛІГАНДНІ (SPA) ФЛУОРЕСЦЕНТНІ (FLINT, FP, TR-FRET) ЛЮМІНЕСЦЕНТНІ (ФОТОАБСОРБЦІЙНІ) - КЛІТИННІ ТЕСТИ ЗА ВТОРИННИМИ МЕСЕНДЖЕРАМИ (FLIPR, VIPR) З ВИКОРИСТАННЯМ ГЕНІВ-РЕПОРТЕРІВ ЗА ПРОЛІФЕРАЦІЄЮ ТОЩО ФЛУОРЕСЦЕНТНІ/ЛЮМІНЕСЦЕНТНІ/НЕФЕЛОМЕТРИЧНІ 23

ТЕСТ ЗА СЦИНТИЛЯЦІЙНОЮ БЛИЗЬКІСТЮ (SPA) 24

ТЕСТ ЗА ІНТЕНСИВНІСТЮ ФЛУОРЕСЦЕНЦІЇ (FLINT) 25

МІКРОПЛАНШЕТНИЙ РІДЕР ФЛУОРЕСЦЕНТНОГО ВІДОБРАЖЕННЯ (FLIPR) 26

ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ HTS: МІКРОПЛАНШЕТИ For 200 K data points: 96 384 125 1536 well plates 300 -100 ml 100 -25 ml 9 mm pitch 4. 5 mm pitch 384 LV 1536 25 -5 ml 10 -1 ml 500 384 well plates 4. 5 mm pitch 2. 25 mm pitch 9 mm 2000 96 well plates 27

ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ HTS: БАГАТОКАНАЛЬНІ ДОЗАТОРИ Beckman Multimek Tecan Freedom EVO 150 Multidrop-Rapid. Stack Xiril Neon 100 Beckman Biomek 3000 Thermo Plate. Mate Plus (2) 28

ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ HTS: МІКРОПЛАНШЕТНІ РІДЕРИ Tecan ULTRA BMG Polar. Star Omega Spectra. Max M 5 -Stak. Max, Spectra. Max Plus BMG Nephelo. Star Tecan Sunrise 29

ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ HTS: FLIPR Flex. Station II (Molecular Devices) FLIPR Tetra (Molecular Devices) 30

ПРИКЛАД АЛГОРИТМУ Grow reporter cell line in CO 2 incubator Format compound library Plate cell dispenser Check quality, Robotic seed into 384 -well liquid plates Add compounds handler Add ligand Plate Add AP Substrate washer Incubate 20 min. Incubate Lyse Wash 48 hrs cells Plate reader Read Fluorescence 31

ПЕРВИННИЙ РЕЗУЛЬТАТ HTS HITS 32

УСПІХИ HTS: ЛІКАРСЬКІ ЗАСОБИ >20 33

МАЙБУТНЄ HTS 34