طراحی دارو با کمک از کامپیوتر

بهبود وضعیت بهداشتی در چند سال اخیر بیشتر به خاطر توسعه انواع مختلفی از داروهاست که توانسته شمار زیادی از بیماری ها را درمان و یا تسکین بخشند مانند آنتی بیوتیک ها، داروهای ضد عفونی، داروهای قلبی، داروهای شیمی درمانی، مهار کننده های سیستم ایمنی و غیره.

انسان از دیر باز به فواید و مضرات مواد طبیعی موجود در اطراف خود مثل گیاهان و جانوران پی برده بود و از آن ها به عنوان دارو استفاده می کرد

اما متاسفانه در اکثر موارد بی فایده و یا حتی مضر بودند. اگر چه تلاش های فراوانی در طی سالیان دراز برای کشف داروها صورت گرفته است اما از اوایل قرن بیستم دانشمندان با افزایش آموخته های خود در زمینه های علوم بیوشیمی، فیزیولوژی و شیمی توانستند سه دارو را بر اساس علوم جدید و نه مبتنی بر دانش سنتی تولید کنند.اکثر داروهایی که در حال حاضر مصرف می شوند می توان

گفت که نتیجه تحقیق و پژوهش سه دهه اخیر است. از دهه گذشته دانشمندان با چالش هایی در زمینه پیدا کردن ترکیبات شیمیایی جدید که بتوانند نسبت به داروهای موجود مفیدتر باشند و توسعه این ترکیبات برای طراحی داروهای جدید مواجه شده اند. بنابراین مطالعه و کشف روش های جدید برای تولید داروهای مؤثر از اهمّیت فراوانی در داروسازی مدرن پیدا کرده است .

در حال حاضر طراحی دارو به کمک کامپیوتر به عنوان یکی از ابزارهای بسیار مفید برای توسعه منطقی داروها، مورد توجه قرار گرفته است که در واقع شامل طراحی دارو از روی ساختار بوده و توانسته زمان لازم برای شناسایی و طراحی ترکیبات دارویی، نوع آن ها و بهینه سازی ساختارشان را به حداقل زمان برساند. این روش در طی 20 سال توسعه و تکامل پیدا کرده و به یکی از شاخه های علمی مهم در شیمی دارویی تبدیل شده است. زمینه های مهمی که نقش اصلی در پیشرفت طراحی دارو به وسیله کامپیوتر داشته را می توان به توسعه چند جانبه الگوریتم های پیشرفته که امکان محاسبه میدان های نیروی پیچیده را داده است، رشد سریع در محاسبات کامپیوتری، دسترسی به کامپیوترهای پیشرفته (کلاسترها ) در مراکز علمی، دسترسی به ساختارهای سه بعدی مولکول های بزرگ که بوسیله روش های کریستالوگرافی اشعه X و اسپکتروسکوپی NMR شناسایی شده اند و نیز دسترسی همگان به پایگاههای دادۀ ساختار ترکیبات شیمیایی که به وسیله اینترنت میسر شده است را معرفی نمود که باعث گرایش محققان داروسازی به این علم نو پا شده است . CADD همچنین برای طراحی پیش داروها مفید است، پیش داروها بطور عام برای افزایش دادن خصوصیات ویژه و یا دسترس پذیری زیستی یک داروی اصلی بکار می روند. اولین مرحله اساسی در طراحی دارو شناسایی مولکول هدف مناسب است، که با بیماری مرتبط باشد.

معمولاً پروتئین مهم در یک مسیر بیوشیمیایی که با پاتوژنز بیماری هم درگیر است به عنوان هدف اصلی در طراحی دارو در نظر گرفته می شود. با توجه به نوع بیماری و طبیعت آن، مولکولی که به عنوان ترکیب پیش رو بکار خواهد رفت ابتدا شناسایی و یا طراحی می شود و بسته به شرایط می تواند به عنوان مهارکننده و یا تحریک کننده یک پروتئین یا آنزیم در مسیرهای بیوشیمیایی مربوطه باشد. مرحله بعد در پروسه طراحی دارو بهینه کردن ساختار ترکیب اصلی است که بتواند با مولکول هدفش برهمکنش خیلی بیشتری را داشته باشد و با جایگاه مؤثر مولکول مکمل باشد.