طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک چه کمکی به علم دارو نموده است؟

در سال های اخیر پیشرفت های علمی و فناوری قابل توجهی در علم دارو رخ داده است. طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک اهمیت فزاینده ای در طراحی داروهای جدید ، توسعه آزمایش های تشخیصی ، دستگاه های بیوالکترونیک و … داشته است که در ادامه به آن می پردازیم.

منظور از رویکرد بیوانفورماتیک چیست؟

بیوانفورماتیک یا داده پردازی زیستی یکی از علوم زیستی محسوب می شود که به کاربرد علوم کامپیوتر در سازماندهی و تحلیل نتایج آزمایشات زیستی می پردازد. پیشرفت حجم عظیم داده های ژنومی و نیاز به ذخیره ، بازیابی و تحیل مناسب این داده‌ ها ، سبب ظهور علم بیوانفورماتیک گردید. این رویکرد ، به عنوان یک دانش بین رشته‌ای ، در تلاش است تا با استفاده از تکنیک‌ های موجود در علوم مختلف مانند کامپیوتر ، شیمی ، ریاضیات ، ژنتیک ، فیزیک و علوم دیگر ، موضوعات گوناگون زیست‌ شناختی را که اغلب در سطح مولکولی هستند حل نماید. طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک یکی از کاربردهای این دانش پیشرفته است.

تأثیر طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک بر پیشرفت های علمی و فنی

تأثیر طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک بر پیشرفت علمی و فنی و سرعت بخشیدن به تحقیقات و توسعه محصولات جدید دارویی کمک کرده است. شیمی ترکیبی ، که امکان سنتز موازی بسیاری از مولکول ‌ها را فراهم می ‌کند ، روش ‌های غربالگری سنتی را با بسیاری از روش ‌های جدید برای کشف درمان‌ های مؤثر و کم‌ هزینه‌تر ارائه کرده است.

کمک طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک در تحقق گرافیک مولکولی و در شبیه ‌سازی فرآیندهای پیچیده ، مطالعه مکانیسم‌ های مولکولی تشخیص آنزیمی و عملکرد کاتالیز آنزیمی موفق بوده است. به وسیله رایانه ، تجسم مولکول های پیچیده و بررسی تغییراتی که می توان انجام داد ، ابتدا به صورت دیجیتال و سپس در آزمایشگاه . توسعه پلیمرها و مواد هوشمند برای تجویز کنترل شده داروها ، بر اساس دوره ها و مکان هایی که از قبل تعریف شده اند، امکان پذیر گردیده است.

پیشرفت در طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک

توسعه و پیشرفت در طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک به طور چشمگیری توسعه کلاس های درمانی جدید را تسریع کرده است. در نهایت ، ظهور فناوری نانو ، استفاده از ابزارهای قدرتمند مانند میکروسکوپ تونلی روبشی (TEM) ، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، ظهور بیوتراشه ها، ترانزیستورهای زیستی و الکترونیک مولکولی ، راه‌ های جدیدی را برای توسعه آزمایش ‌های تشخیصی ، تراشه‌های کاشته ‌شده برای اصلاح برخی عملکردهای متابولیک یا اصلاح ناتوانی‌ها باز کرده است. برخی از این ریزساختارها در ریز کارخانه‌ های کاربردی مانند نانو آزمایشگاه‌ ها یا MEMS (سیستم‌های میکروالکترو مکانیکی) ادغام می ‌شوند.

پیشرفت های به دست آمده در توسعه طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک و ساخت داروهای جدید از رمزگشایی ژنوم انسان بر اساس رابطه نزدیک تر بین زیست شناسی و فناوری اطلاعات به دست آمده است. به نظر می رسد که اکنون حوزه استراتژیک ژنومیک از زیر مجموعه های زیادی تشکیل شده است. ژنومیک بدون توسعه بیوانفورماتیک غیرممکن خواهد بود. رویکردهای مختلف بیوانفورماتیک ، جست و جوی ژن ‌ها در پایگاه های داده (داده‌کاوی ژنوم) ، پروتئومیکس (کاربرد تکنیک ‌های ژنومیک برای مطالعه پروتئین ‌ها و عملکرد آنها) ، ژنومیک ساختاری که امکان تجزیه و تحلیل ساختار سه‌ بعدی مولکول ‌های کدگذاری شده را فراهم می ‌کند.

قدرت طراحی دارو و آموزش بیوانفورماتیک مستقیماً به طراحی منطقی داروها ، تعریف مولکول های فعال بر اساس مطالعه ساختار گیرنده و بهره مندی از شبیه سازی رایانه ای منجر می گردد که به کمک قدرت پردازنده ها و اندازه حافظه ها این امکان را فراهم می کند که تجزیه و تحلیل اثرات مفید یا مضر مختلف مولکول های جدید آزمایش شوند.

حجم زیادی از اطلاعات حاصل از مطالعات ژنومیک و پروتئومیکس نیازمند اجرای تکنیک ‌های آنالیز قدرتمند با استفاده از تراشه‌ های زیستی است که اطلاعات آنها توسط سیستم‌ های روباتیک خوانده می ‌شود. مولکول های جدید در حال آزمایش با روش طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک حجم زیادی از اطلاعات حاصل از مطالعات ژنومیک و پروتئومیکس نیازمند اجرای تکنیک‌های آنالیز قدرتمند با استفاده از تراشه‌ های زیستی بوده که اطلاعات آنها توسط سیستم‌ های روباتیک خوانده می‌ شود.

در طراحی دارو با رویکرد بیوانفورماتیک مولکول‌ های فعال بر اساس مطالعه ساختار گیرنده‌ ها و بهره‌ مندی از شبیه ‌سازی کامپیوتری که به وسیله قدرت پردازنده ‌ها و حجم حافظه‌ ها ، تجزیه و تحلیل اثرات مفید یا مضر مختلف را ممکن می ‌سازد.