表型与靶向性药物发现筛查

靶向性筛查的方法选择药物发现在过去的二十年里,但是表型筛选有一种复兴。我们看的优点和应用程序。

每个筛选方法包括什么?

许多今天的药物被发现通过表型筛查,检测细胞内分子,孤立的组织或器官,或动物,看它是否产生预期的效果。实际的机制药物发挥作用——它的目标——往往是决定后,有时不是很多年了。

从历史上看,表型筛选时稍有优势识别first-in-class药物,靶向性筛选产生了更多的最佳药物。¹这是归因于缺乏偏见时确定药物的作用机理。但表型分析也更有利对识别细胞活性化合物,说伊丽莎白Sharlow教授弗吉尼亚大学的医学院,美国弗吉尼亚州。

“表型分析是具有挑战性的,因为需要,通常,复杂的下游目标反褶积方法,”她说。“在某些情况下,他们也有更多的时间消耗来实现,从长远来看可能会影响吞吐量。所有这一切需要考虑到整体的筛查模式和成本筛查策略。”

缺乏吞吐量,伴随着基因组学革命,导致了制药公司和学术界多年来采用“先”方法,在分子被认为是重要的在疾病过程中用于屏幕巨大复合图书馆在搜索“打击”——一种候选药物。这种方法的一个优点是,你可以屏幕数百万药物类分子,知道如果你得到了,你已经有一个人选,接近成为一个潜在的药物。

“靶向性分析,一般来说,不太耗费时间来实现但有时挑战标准读数酶活性等“Sharlow教授指出。“还有更复杂的靶向性分析,如那些基于蛋白质相互作用,这在生理上更有趣,更复杂的实现。

最终,筛查策略都是有价值的和必要的化学探针和/或药物发现,她说,通常,一个特定的筛选策略依赖于可用的资源。

然而,从药物发现的角度来看,似乎有轻微的复兴表型筛选。

甜点——一个有针对性的表型方法相结合

“做细胞内药物发现屏幕背景已经回答的一些问题困扰的药物发现过程之后,如“我怎么让更多的可溶性?”,或“我怎么得到这个进入细胞?“说迈克·豪厄尔博士弗朗西斯·克里克研究所负责人筛选,伦敦,英国。药用化学家,“如果你是一个你可能正确的意见,你可以用你的魔法使事情不溶性或并不擅长进入细胞,更好地进入细胞。但是有一种感觉,如果你开始一个好的细胞化验就绕过这些障碍固有的设计。”

甜点,豪厄尔说,这两种方法的方式是越来越多的总和。“很多人会想要一个屏幕看蛋白质的活动或定位在细胞环境,所以它既是靶向性和表型在某种程度上。”

弗朗西斯·克里克研究所,豪厄尔解释说,他们对表型方法犯错,他们使用的主要细胞化验,这所有的细胞影响这一特定的甲烷排放过程,他们将主要研究只是这一过程的一个方面,如磷酸化的下游目标。“我们使用高含量图像细胞化验分析。这意味着你可以测量多个细胞家里量化主要目标响应和分类这些反应使用额外的表型数据的机会,其中的一些附加功能告诉你更多关于这个过程你是打算研究”

表型筛选——下一个级别

这个走向结合这两种方法已经通过技术进步,可以更巧妙地操纵细胞内分子的过程。“我们生活在一个时间,我们经历了推倒基因的一种方式使用核与CRISPR现在每个人都这么做。注意到一个有趣的现象是人们看到不同的结果。只是强调,没有一个完美的技术,因为他们每个人都问不同的问题用不同的方法,”豪厄尔说。

CRISPR出现了一系列的问题,不可能探索之前,豪厄尔说,如染色体丢失或实时mis-segregation之后。简单的表达屏幕,曾经是困难的,因为他们需要使转染的互补和overexpressing水平远高于必要,现在更容易控制。的可用性和使用的一系列小说CRISPR技术现在可以使细胞的生成模型服从传统大规模筛选但更加密切模型患病的细胞状态。我不是说这是一件容易的事,但是现在这些都是可能的。”

生物化验总是答案吗?

那么,将这些筛选方法更上一层楼?Sharlow引用更多生理上的使用相关分析系统,如诱导多能干细胞和瀑样刺激,以及愿意屏幕上规模较小(与筛选数百万是否会)。“这允许使用精密测定读数包括3 d配置和可能导致更高的技术翻译诊所。”

在癌症等疾病过程,融合的影响免疫系统屏幕将会非常重要,豪厄尔说。“下一代的表型筛选真的必须包括一些其他方面的多细胞环境中,3 d环境,其他组织的影响,其他系统的影响。”

但也有风险的屏幕太复杂不是必需的,豪厄尔警告称:“有这咒语的人想做最正宗的化验,或尽可能接近现实生活。总是值得质疑是否有证据支持的需要这样做,还是我们只是做事情感觉良性的困难。在某种程度上,这取决于你想要的信息。如果你想让一个人我认为药物更复杂的实验可能包含更多的信息,最终。如果你想了解一些关于你最喜欢的亚细胞系统,你做你的研究,那么它不是。”

答案是一个全面的筛选策略将把目标和表型分析,与一种格式指定主屏幕和其他二级或跟进分析。

“你总是可以认为,信息将更丰富的表型分析,“豪厄尔,但世界仍需要特定的分子绑定到特定的蛋白质。答案并不是使用一种或另一种,你需要两个。”

参考
1。Swinney特区(2013)。表型与First-in-Class药物靶向性药物发现。临床药理学和治疗,93 (4),299 - 301。doi: 10.1038 / clpt.2012.236