Высокопроизводительн ый скрининг

High-Throughput Screening

(HTS)

1

Скрининг новых соединений

Что означает «ведущая» “lead” структура?

-> показывает желаемую биологическую активность

-> но до сих пор не дает комбинацию всех желаемых свойств, необходимых для терапевтического применения

Повторяющиеся циклы -> синтез структурных аналогов ->фармакологическое тестирование -> подходящие кандидаты для терапевтического использования

Свойства «ведущей» структуры должны обязательно отвечать требованиям к фарм продукту:

Functional in vitro and in vivo (animal tests)

Reduced side-effects (understanding the structure-activity-relationship of the interaction

between lead structure and receptor)

Chemical structure related to biological active molecule (optimal binding to receptor)

2

Скрининг новых соединений

“lead structure”

Статины -> ингибирование HMG-CoA редуктазы -> биосинтез холестерина

3

Блокаторы биосинтеза холестерина

Potent blocker of HMG CoA reductase -> reduce level of synthesized cholesterol

4

Скрининг новых соединений

Методы анализа HTS

5

Скрининг новых соединений

Анализ технологий HTS

A -> Cell growth tests (cell-based assays) -> Phenotypic assays

-> проблема различить активные и токсичные соединения -> время отклика у клеток может быть долгим (мин, часы, дни)

-> Источник неспецифических хитов (соединения влияющие на метаболизм-> сложность !!!)

B -> Ответ ткани -> targeted functional cell-based assay

-> Чувствительность и специфичность к рецептору имеет решающее значение -> Рекомбинантные клеточные линии позволяют контролировать функциональную активность -> время отклика -> проводится различие между агонистами и ингибиторами

C -> Enzyme test -> biochemical test

-> лучшая чувствительность -> можно проводить при высокой концентрации соединения

-> Позволяет провести различие между ингибиторами и стимуляторами -> большая экспериментальная свобода -> хорошо подходит для автоматического скриннинга

-> “fragment screening” (структурные фрагменты с малым сродством -> дизайн -> увеличение аффиности)

6

Скрининг новых соединений

Assay Technology in HTS

A -> Cell growth tests (cell-based assays) -> Phenotypic assays

Почему?

-> Механизм действия + отношение к болезни -> комплексные цели -> анализ в физиологических условиях -> Мишень сложно или дорого выделить и очистить -> Быстрый и наименее дорогой подход

задачи по реализации: -> рост и адгезия клеток

-> чувствительность к растворителям -> цитотоксичность -> стабильность клеточной линии

Possible Future -> cell-based screenings on chips !!!

7

Требования к скриннингу

Высокая чувствительность (определение единичных молекул)

Высокая скорость (автоматизация)

Уменьшение объемов тест-системы (анализ на микроплашках)

Ясный результат (лучше: Да/НЕТ)

Низкая сложность (специфичное взаимодействие)

Воспроизводимость Быстрая обработка данных результатов Приемлемые цены !!!

8

Скрининг новых соединений

Laboratory Automation

Начиная с конца 1980-х-> - скриннинг на титрационных микропланшетах

-автоматизация дозирования жидкости

-Планшетные ридеры

Ускорение -> миниатюризация и распараллеливание анализа (96-1536 луночная плашка)

Анализы могут проводится:

-> полуавтоматически (периодический режим)

небольшие различия во времени проведения отдельных шагов-> дополнительный «шум» (разброс во времени)

-> непрерывный (роботизированный и полностью автоматический) времена цикла постоянны -> легче выявлять системные погрешности и

ошибки

9

Скрининг новых соединений

10