Parecido a una droga

Concepto en el diseño de fármacos

La similitud farmacológica es un concepto cualitativo que se utiliza en el diseño de fármacos para determinar cuán "similar" es una sustancia a un fármaco con respecto a factores como la biodisponibilidad . Se calcula a partir de la estructura molecular incluso antes de que la sustancia se sintetice y se pruebe. Una molécula similar a un fármaco tiene propiedades como:

• Solubilidad tanto en agua como en grasa, ya que un fármaco administrado por vía oral debe atravesar el revestimiento intestinal después de ser consumido, ser transportado por la sangre acuosa y penetrar la membrana celular basada en lípidos para llegar al interior de una célula. Un compuesto modelo para la membrana celular lipófila es el 1-octanol (un alcohol graso de cadena media lipófilo), por lo que el logaritmo del coeficiente de partición octanol-agua , conocido como LogP , se utiliza para predecir la solubilidad de un posible fármaco oral. Este coeficiente se puede medir experimentalmente o predecir computacionalmente, en cuyo caso a veces se lo denomina "cLogP". Como la lipofilicidad de los compuestos ionizables depende en gran medida del pH, se puede utilizar en su lugar el coeficiente de distribución logD o una curva logP frente al pH.
• Potencia en el objetivo biológico . Una alta potencia (valor elevado de p IC ₅₀ ) es un atributo deseable en los fármacos candidatos, ya que reduce el riesgo de farmacología no específica y fuera del objetivo a una concentración determinada. Cuando se asocia con un aclaramiento bajo, la alta potencia también permite una dosis total baja, lo que reduce el riesgo de reacciones idiosincrásicas a los fármacos . ^{[1] [2]}
• Eficiencia del ligando y eficiencia lipofílica .
• Peso molecular: Cuanto menor, mejor, porque afecta directamente a la difusión . ^{[ cita requerida ]} La gran mayoría de los fármacos comercializados tienen pesos moleculares entre 200 y 600 daltons , y particularmente <500; ^{[3] [4]} pertenecen al grupo de las moléculas pequeñas .

Un método tradicional para evaluar la similitud de un fármaco con otro es verificar el cumplimiento de la regla de cinco de Lipinski , que abarca la cantidad de grupos hidrófilos, el peso molecular y la hidrofobicidad.

Dado que el fármaco se transporta en medios acuosos como la sangre y el líquido intracelular, debe ser suficientemente soluble en agua en sentido absoluto (es decir, debe tener una solubilidad química mínima para ser eficaz). La solubilidad en agua se puede estimar a partir del número de donantes de enlaces de hidrógeno frente a las cadenas laterales alquílicas de la molécula. Una baja solubilidad en agua se traduce en una absorción y una acción lentas. Por otro lado, demasiados donantes de enlaces de hidrógeno dan lugar a una baja solubilidad en grasas, de modo que el fármaco no puede penetrar la membrana celular para llegar al interior de la célula.

Según una definición, una molécula similar a un fármaco tiene un logaritmo del coeficiente de partición (log P) entre -0,4 y 5,6, un peso molecular de 160-480 g/mol, una refractividad molar de 40-130, que está relacionada con el volumen y el peso molecular de la molécula, y tiene entre 20 y 70 átomos. ^[5]

Las subestructuras con propiedades tóxicas, mutagénicas o teratogénicas conocidas afectan la utilidad de una molécula diseñada. Sin embargo, varios venenos tienen una buena capacidad de acción farmacológica. Las toxinas naturales se utilizan en la investigación farmacológica para averiguar su mecanismo de acción y si se podría explotar con fines beneficiosos. Los compuestos de alquilnitro tienden a ser irritantes , y los aceptores de Michael , como las enonas , son agentes alquilantes y, por lo tanto, potencialmente mutagénicos y cancerígenos . ^[6]

Los índices de similitud farmacológica son herramientas inherentemente limitadas. La similitud farmacológica se puede estimar para cualquier molécula y no evalúa el efecto específico real que logra el fármaco ( actividad biológica ). Las reglas simples no siempre son precisas y pueden limitar innecesariamente el espacio químico para buscar: muchos fármacos más vendidos tienen características que hacen que obtengan una puntuación baja en varios índices de similitud farmacológica. ^[7] Además, el metabolismo de primer paso , que es bioquímicamente selectivo, puede destruir la actividad farmacológica de un compuesto a pesar de su buena similitud farmacológica.

La similitud con un fármaco no es relevante para la mayoría de los productos biológicos , ya que generalmente son proteínas que deben inyectarse, porque las proteínas se digieren si se ingieren.

Véase también

• Regla de cinco de Lipinski (RO5)
• Descubrimiento de pistas basado en fragmentos (FBLD)

Referencias

1. Uetrecht J (enero de 2001). "Predicción del potencial de un nuevo fármaco para provocar reacciones idiosincrásicas". Current Opinion in Drug Discovery & Development . 4 (1): 55–9. PMID  11727323.
2. Uetrecht J (enero de 2008). "Reacciones idiosincrásicas a fármacos: pasado, presente y futuro". Chem. Res. Toxicol . 21 (1): 84–92. doi : 10.1021/tx700186p . PMID  18052104.
3. Lipinski CA, Lombardo F, Dominy BW, Feeney PJ (marzo de 2001). "Enfoques experimentales y computacionales para estimar la solubilidad y la permeabilidad en entornos de descubrimiento y desarrollo de fármacos". Adv. Drug Deliv. Rev. 46 ( 1–3): 3–26. doi :10.1016/S0169-409X(00)00129-0. PMID  11259830.
4. Duffy FJ, Devocelle M, Shields DC (2015). "Enfoques computacionales para desarrollar moduladores peptídicos cíclicos cortos de interacciones proteína-proteína". En Zhou P, Huang J (eds.). Peptidología computacional . Métodos en biología molecular. Vol. 1268. Nueva York: Humana Press. págs. 250–1. doi :10.1007/978-1-4939-2285-7_11. hdl :10197/7392. ISBN 978-1-4939-2284-0. Número de identificación personal  25555728.
5. Ghose AK, Viswanadhan VN, Wendoloski JJ (enero de 1999). "Un enfoque basado en el conocimiento para diseñar bibliotecas de química combinatoria o medicinal para el descubrimiento de fármacos. 1. Una caracterización cualitativa y cuantitativa de bases de datos de fármacos conocidos". J Comb Chem . 1 (1): 55–68. doi :10.1021/cc9800071. PMID  10746014.
6. Smith GF (febrero de 2011). "Diseño de fármacos para evitar la toxicidad". Prog. Med. Chem . Progreso en química medicinal. 50 (1): 1–47. doi :10.1016/B978-0-12-381290-2.00001-X. ISBN 9780123812902. Número de identificación personal  21315927.
7. "¿Cuál es el fármaco más feo? ¿O el candidato a fármaco más feo? En desarrollo". Archivado desde el original el 26 de julio de 2014. Consultado el 27 de agosto de 2014 .

Enlaces externos

• Explorador de propiedades de OSIRIS: predicción de similitudes con fármacos
• Calculadora gratuita de bioactividad y similitud con fármacos Archivado el 18 de diciembre de 2020 en Wayback Machine