Potenziale einer in-silico-unterstützten Bewertung von HAMR

Transkript

1 Potenziale einer in-silico-unterstützten Bewertung von HAMR Dr. Marcus Weber, AG-Leiter Computational Drug Design Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin

2 Eintrag von toxischen HAMR vermeiden durch Berücksichtigung einer möglichen Tox-Relevanz beim Arzneistoffdesign

3 Gesundheitlicher Orientierungswert Formale Bewertung von Stoffen in Abhängigkeit von der Dichte der Datenbasis GOWx: 0,1 µg/l bis 3 µg/l für Stoffe, für die experimentell-toxikologische Daten zwar weitgehend fehlen, jedoch wissenschaftlich entsprechend belastbare Aussagen zum biochemisch-toxikologischen Potenzial aufgrund von Analogieschlüssen und Struktur-/Aktivitätsbeziehungen in diesem Konzentrationsbereich möglich sind und auch vorliegen. (GOW-Konzept des Umweltbundesamtes, Dr. Hermann Dieter)

4 QSAR Stabilität Löslichkeit Beweglichkeit Barrieren Abbaubarkeit Designprozess von Arzneistoffen beinhaltet in-silico-methoden (siehe Vortrag: Prof. Klaus Kümmerer)

5 Handlungsmöglichkeit Nr.1

6 QSAR Stabilität Löslichkeit Beweglichkeit Barrieren Abbaubarkeit

7 Gesundheitlicher Orientierungswert Formale Bewertung von Stoffen in Abhängigkeit von der Dichte der Datenbasis GOWx: 0,1 µg/l bis 3 µg/l für Stoffe, für die experimentell-toxikologische Daten zwar weitgehend fehlen, jedoch wissenschaftlich entsprechend belastbare Aussagen zum biochemisch-toxikologischen Potenzial aufgrund von Analogieschlüssen und Struktur-/Aktivitätsbeziehungen in diesem Konzentrationsbereich möglich sind und auch vorliegen. (GOW-Konzept des Umweltbundesamtes, Dr. Hermann Dieter) Einforderung eines Beitrags zur Verdichtung der Datenbasis

8 Handlungsmöglichkeit Nr.2

9 QSAR Stabilität Löslichkeit Beweglichkeit Barrieren Abbaubarkeit

10 Gesundheitlicher Orientierungswert Formale Bewertung von Stoffen in Abhängigkeit von der Dichte der Datenbasis GOWx: 0,1 µg/l bis 3 µg/l für Stoffe, für die experimentell-toxikologische Daten zwar weitgehend fehlen, jedoch wissenschaftlich entsprechend belastbare Aussagen zum biochemisch-toxikologischen Potenzial aufgrund von Analogieschlüssen und Struktur-/Aktivitätsbeziehungen in diesem Konzentrationsbereich möglich sind und auch vorliegen. (GOW-Konzept des Umweltbundesamtes, Dr. Hermann Dieter) Akzeptanz und Durchführbarkeit der Analogieschlüsse

11 Pharmaforschung arbeitet mit Rezeptoren ENaC-Inhibitor HIV-Proteaseinhibitor µ-opioid-rezeptor Agonist SERM

12 Nichtbinder Binder In-silico Bewertung von HAMR Umgewichtung der Falsch-Bewertung Simulierte Bindung Simulierte Nicht-Bindung Gute Vorhersagbarkeit der Interaktionsstärke Kein Problem für Design (finde Alternativsubstanz) Großes Problem für Design (Vermeidung: Vorarbeit) Keine Trainingsdaten vorhanden

13 Einbeziehung von Transformationsprodukten TPs ex. Transformation? Arbeitsgruppe: Prof. Gisbert Schneider

14 Computational Drug Design Group Kooperationen: Ch. Schütte (FU Berlin), F. Noé (Matheon), Ch. Stein (Charité, Berlin), J. Chodera (Berkeley), R. Becker (BAM, Berlin), molconcept GmbH

15 Eigene Publikationen P. Deuflhard, M. Weber: Robust Perron Cluster Analysis in Conformation Dynamics, Lin. Alg. App. 2005, 398c, Special issue on matrices and mathematical biology, M. Weber, S. Kube [Röblitz]: Robust Perron Cluster Analysis for Various Applications in Computational Life Science, in: Computational Life Sciences: First International Symposium, CompLife 2005, September 25-27, (Ed. M.R. Berthold et al.) Springer, Heidelberg 2005, M. Weber: Meshless Methods in Conformation Dynamics. Doctoral Thesis, FU Berlin, A. Guerler, S. Moll, M. Weber, H. Meyer, F. Cordes: Selection and flexible optimization of binding modes from conformation ensembles. Biosystems 92(1):42-48, April M. Weber, S. Kube [Röblitz]: Preserving the Markov Property of Reduced Reversible Markov Chains. Numerical Analysis and Applied Mathematics, Int. Conf. on Num. Analy. and Appl. Math. 2008, AIP Conference Proceedings, Kos, 1048: , September S. Röblitz: Statistical Error Estimation and Grid-free Hierarchical Refinement in Conformation Dynamics. Doctoral Thesis, FU Berlin, A. Bujotzek, M. Weber: Efficient Simulation of Ligand-Receptor Binding Processes Using the Conformation Dynamics Approach. Accepted for: Journal of Bioinformatics and Computational Biology, April 2009.