大数据方法可以加速寻找新药

研究人员发现了一种新的抗癫痫药物靶点和一种全新的方法,有望加速未来药物的发现,以治疗包括癫痫在内的衰弱性疾病。

研究人员开发了一种先进的计算方法来预测新的药物靶点。作为概念验证,研究人员将计算方法应用于癫痫并发现了一种新的药物靶点,然后通过显示靶标的药理学阻断具有抗癫痫作用,他们通过实验证实了这一点。

伦敦帝国理工学院脑科学系教授迈克尔约翰逊解释说:“药物靶标的鉴定极具挑战性,特别是对于大脑疾病。” “通过我们的方法 - 我们将其命名为'目标发现的因果推理分析框架',或者CRAFT-我们在不到两年的时间内发现并验证了一种潜在的新型抗癫痫药物。”

获得CRAFTY

CRAFT利用基因组“大数据”,将系统级计算框架应用于药物靶标发现,将基因调控信息与因果推理相结合。从目标组织的基因表达数据开始,CRAFT的预测框架识别在疾病相关基因表达中起调节作用的细胞膜受体。这使研究人员能够了解疾病的作用机制,并计算预测潜在药物靶标的有效性。

癫痫是一种使人衰弱的脑部疾病。大约三分之一的癫痫患者对所有目前可用的抗癫痫药物具有抗性,并且目前的药物都没有改变疾病或治愈。研究人员表示,传统的药物开发方法,尤其是中枢神经系统疾病,由于在发现的早期阶段药物靶标验证不充分而导致高消耗率。

“与传统的药物发现管道相比,CRAFT提供了一种基于系统遗传学框架的高效数据驱动方法,该方法允许在创纪录的时间内识别驱动疾病的基因网络及其主控制点 - 我们在此实施的用于预测膜的策略受体作为有效的药物靶点,然后可以在药物发现过程的最早阶段通过实验验证,“Duke-NUS医学院计算生物学中心的助理教授Enrico Petretto说道,他也是那里的系统遗传学小组的负责人。

一种更快的方式

CRAFT的系统遗传学方法取代了一次仅检查复杂系统的一个组件的传统方法。

“我们首先根据其基因表达特征描述疾病,然后利用基因控制方式的知识,CRAFT确定预测会对疾病状态发挥调节作用的膜受体,”约翰逊解释说。

“我们特别选择开发一种将疾病状态与可药物膜受体联系起来的方法,因为超过一半的现有药物已经靶向膜受体,因此CRAFT为药物再利用和快速实验医学概念提供了最大的机会,以及新药开发,“ 他说。“在癫痫的情况下,这导致小胶质细胞膜受体Csf1R被鉴定为癫痫的潜在新治疗靶点。”

“我们从传统的药物筛选方法转向关键疾病驱动因素的计算识别,以便将它们与已经存在的具有所需作用模式的药物相匹配。这种新策略有可能大大加快药物开发过程,并为患者带来更快的治疗方法,“比利时制药公司UCB的Rafal Kaminski说。