¿Cómo puedo usar la estructura de un medicamento para predecir si podría volverse tóxico o no, ya que se descompone cuando se almacena?

¿Sinceramente? No puedes bajo la mayoría de las circunstancias.

Este es el por qué:
– Podrías ver la estructura del medicamento, observar los grupos funcionales que contiene y presentar las posibles reacciones que podría sufrir en las condiciones en que se almacena.
– Sin embargo, no se puede predecir con exactitud cuáles de estas reacciones se producirán y cuáles no, o el grado en que se producirán estas reacciones.
– Y lo más importante, no se puede predecir la toxicidad del producto de una reacción con certeza, a menos que ese producto ya se haya fabricado y probado

Esta es la razón por la cual la I + D farmacéutica es muy costosa. Puedes hacer muchas conjeturas buenas y educadas sobre el perfil toxicológico de una sustancia, pero son solo conjeturas. La única forma en que puede saber realmente qué tan tóxica (o no tóxica) es una sustancia química es mediante pruebas cuidadosas en animales y luego en personas.

Las compañías farmacéuticas a menudo tienen programas de computadora que “marcarán” ciertas moléculas como potencialmente tóxicas, pero eso solo levanta una bandera. Sin las pruebas adecuadas, nunca se sabe realmente si será tóxico o no.

La única forma en que podría hacer esto (y así es como lo hacen las compañías farmacéuticas) sería fabricar el medicamento, almacenarlo bajo ciertas condiciones, luego probarlo para ver si el medicamento “se descompuso”, luego aislar cada una de las impurezas. presente, luego pruébelos por toxicidad. Es un proceso largo y costoso hacerlo.

En primer lugar, el término toxicidad no puede definirse para una sustancia sin definir la cantidad (concentración) presente en un sistema. En otras palabras, una sustancia tóxica puede ser no tóxica en algunas concentraciones más bajas (algún valor umbral). A partir de su pregunta, puedo suponer que desea averiguar si un medicamento será tóxico para el sistema biológico después de un almacenamiento prolongado bajo ciertas condiciones. Con base en estas condiciones de almacenamiento (por ejemplo, temperatura y presencia de otros compuestos, si es que hay) es posible descubrir los productos probables de los medicamentos. Esto puede hacerse con el conocimiento de diferentes grupos funcionales y sitios de degradación térmica (o fotoquímica) y, por lo tanto, su tendencia a verse afectados por las condiciones de almacenamiento.

Obviamente, no se formará un solo producto en el resultado, sino que se formará una gran cantidad de productos en diferentes cantidades. Conociendo la cantidad inicial del fármaco almacenado y la cinética de la descomposición del fármaco, puede ser posible conocer la cantidad de posibles moléculas de producto individuales con ciertas aproximaciones. El conocimiento de la cinética es un poco complicado, pero los químicos orgánicos trabajan en esto.

Una vez que conocemos las cantidades de estos productos, se puede deducir la toxicidad utilizando valores LD50 ( http://en.wikipedia.org/wiki/Med …) para estas sustancias. Ahora el único problema surge para ciertas moléculas complejas de medicamentos, donde se pueden formar muchos productos y es posible que no podamos descifrar los productos, o los valores de LD50 para algunos productos pueden no estar disponibles en la base de datos.

Esta es la razón por la cual se están llevando a cabo muchas investigaciones en estas áreas para descubrir estos valores y efectos de diversas moléculas en los sistemas biológicos.

Así que esta es una forma, pero puede que no funcione siempre. Pero los equipos multidisciplinarios (que incluyen químicos orgánicos, bioquímicos, genetistas, etc.) trabajan para el mismo propósito, llamado diseño de fármacos y toxicología.

Yo diría que es demasiado costoso desde el punto de vista computacional en los sistemas actuales. De hecho, desea predecir la forma en que se desglosará el nuevo medicamento y luego modelar cómo interactúan las partes.

Entonces aproximadamente: (1 * E) * (N * M)

1 = Una droga
E = Número de enzimas digestivas en el cuerpo humano y metaboloma
N = Número de partes después de la digestión
M = Cantidad de proteínas en el cuerpo humano y metaboloma

Ignorando el metaboloma y múltiples marcos de lectura del genoma humano, tomando la cantidad de enzimas como el número total (aproximado) de genes humanos, y digiriendo en solo 2 partes, aproximadamente tendrá que calcular 1 * 21e3 * 2 * 21e3 ~ = 900 millones de interacciones. Incluso las personas de Folding @ Home están muy felices si pueden simular la interacción entre 2 proteínas de varios kilodaltones a una escala de tiempo razonable. Entonces, con la ley de Moore de alguna manera extendiéndose más allá de la escala atómica, concedamos o demoremos 45 años hasta que podamos hacer exactamente esa parte (ignorando así nuestra cultura intestinal). Sin embargo, es probable que se puedan tomar algunos atajos. Al igual que el efecto de cada simulación de digestión adicional tiene rendimientos decrecientes en términos de parte digerida recién descubierta, y que algunas interacciones son extremadamente raras sin un mecanismo de transporte de la droga (partes) en la partición de la célula donde se mantiene cierta proteína.

Lo mejor que puedes hacer actualmente es el tipo de trucos que mencionó Mike Hamilton. Puede hacer una coincidencia de patrones con agentes tóxicos conocidos, luego realiza una prueba húmeda si este efecto realmente ocurre.