Группа ученых под руководством Валерия Ройзена из лаборатории компьютерного дизайна материалов МФТИ рассказала на международном форуме Future of Biomedicine, прошедшем во Владивостоке 2-7 сентября 2015 года, о своем исследовании, посвященном предсказанию из первых принципов кристаллической структуры сокристаллов лекарств.
Сокристаллы — это многокомпонентный молекулярный кристалл, в кристаллической ячейке которого находятся молекулы 2 и более разных типов. Это очень широкий класс соединений, который включает в себя клатраты, гидраты и кучу других химических соединений типа «гость-гозяин».
«Мы занимаемся сокристаллами лекарств по двум причинам. Первая состоит в том, что при создании сокристалла меняются физико-химические характеристики соединения, например его температура плавления, растворимость и так далее. Это открывает большой простор для фармакологов, позволяя манипулировать биодоступностью препарата.
Вторая причина состоит в неопределенном юридическом статусе подобных соединений, что позволяет обходить существующие патенты, и, как следствие, производить дженерики, дешевые аналоги существующих лекарств», — сказал Валерий Ройзен в интервью главному редактору журнала «За науку» МФТИ, посетившему научный форум.
С помощью эволюционного алгоритма USPEX, разработанного профессором МФТИ Артемом Огановым, — алгоритм позволяет находить не только кристаллическую структуру веществ, но и предсказывать наиболее энергетически выгодную стехиометрию для соединения, — в онлайн базе данных US FDA отобрали три небольших лекарственных соединения для проведения предсказания термодинамически стабильных кристаллических гидратов, то есть сокристаллов молекул лекарств и воды.
По результатам расчетов Валерий Ройзен предсказал существование стабильного кристаллогидрата 4-аминопиридина со стехиометрией 1:5, который был успешно синтезирован сотрудником его лаборатории Анастасией Наумовой в Институте Органической Химии РАН. 4-аминопиридин — крайне простая молекула, которая способна блокировать калиевые каналы нервных клеток человека, что в результате позволяет симптоматически лечить рассеянный склероз.
