Teaching of Biopharmaceutics in a Drug Design Course: Use of GastroPlus as Educational Software

Summary

Dans cette présentation, Rebecca M. Romero partage l'expérience de son équipe à l'Université de Californie du Sud (USC) dans l'intégration des logiciels Admit Predictor et GastroPlus dans leur cours de conception de médicaments. Elle explique comment ces outils aident les étudiants à comprendre les propriétés biopharmaceutiques, la biodisponibilité orale et les interactions médicamenteuses. Le cours évolue au fil des ans pour inclure davantage d'activités pratiques et d'analyse de données, avec des projets de groupe permettant aux étudiants de concevoir et d'améliorer des médicaments en utilisant des simulations et des calculs complexes.

Takeaways

• 📊 L'intégration de logiciels comme ADMET Predictor et GastroPlus aide à analyser les propriétés biopharmaceutiques dans les cours de conception de médicaments à l'USC.
• 📈 L'évolution des cours a permis d'incorporer progressivement plus de contenu clinique et biopharmaceutique, en particulier pour les étudiants de premier cycle et diplômés.
• 🖥️ Au départ, seul un temps limité était consacré à ADMET Predictor et GastroPlus, mais leur utilisation a augmenté avec la disponibilité de licences académiques.
• 👨‍🎓 Les étudiants utilisent des outils de conception structurelle et biopharmaceutique pour améliorer un médicament, en étudiant les cibles protéiques et les interactions des inhibiteurs.
• 🧪 Les calculs biopharmaceutiques incluent des prédictions des propriétés PK, LogP, LogD, solubilité et la biodisponibilité orale à l'aide d'ADMET Predictor.
• 🔬 Les étudiants doivent aussi faire du docking, modifier des médicaments pour améliorer l'affinité, et recalculer les propriétés ADMET après les modifications.
• 📉 GastroPlus permet de calculer des courbes de concentration plasmatique-temps et de modéliser l'absorption et la dissolution des médicaments dans le tractus gastro-intestinal.
• 📊 Les activités pratiques impliquent l'importation de structures chimiques, des simulations pharmacocinétiques et l'analyse de courbes de dissolution et d'absorption.
• 💡 Les étudiants bénéficient d'une introduction aux formats de fichiers chimiques comme les chaînes SMILES, et utilisent ADMET Predictor pour modifier et analyser les structures.
• 📋 Les résultats des enquêtes montrent que les étudiants trouvent ces logiciels faciles à utiliser et que leur compréhension des concepts biopharmaceutiques s'améliore.

Q & A

Quels logiciels ont été intégrés dans le cours de conception de médicaments à l'USC pour comprendre les propriétés biopharmaceutiques?

Les logiciels Admit Predictor et GastroPlus ont été intégrés dans le cours pour comprendre les propriétés biopharmaceutiques et leur relation avec la biodisponibilité orale des médicaments.

Pourquoi l'équipe était-elle initialement réticente à utiliser GastroPlus et Admit Predictor dans leur cours?

L'équipe était réticente à utiliser ces logiciels sophistiqués dans le cadre du cours, car ils les considéraient complexes. Cependant, avec l'expérience et la disponibilité de licences académiques, ils ont commencé à les intégrer progressivement.

Quel est l'objectif principal du projet de groupe dans ce cours?

L'objectif principal du projet de groupe est d'utiliser la conception basée sur la structure et les prédictions biopharmaceutiques pour développer ou améliorer un médicament en étudiant l'interaction d'une petite molécule avec sa cible protéique.

Comment les étudiants utilisent-ils Admit Predictor et GastroPlus dans leurs projets?

Les étudiants utilisent Admit Predictor pour prédire des propriétés biopharmaceutiques telles que le pKa, le logP, la solubilité, et GastroPlus pour effectuer des simulations de pharmacocinétique, telles que la courbe de concentration plasmatique dans le temps et l'absorption des médicaments dans le tractus gastro-intestinal.

Quels sont les principaux types de formats de fichiers que les étudiants doivent comprendre pour utiliser Admit Predictor?

Les étudiants doivent comprendre les formats de fichiers chimiques, notamment les chaînes SMILES, car elles sont polyvalentes et faciles à modifier. D'autres formats comme SDF ou MOL sont aussi utilisés.

Quels paramètres biopharmaceutiques les étudiants doivent-ils analyser dans les fichiers Excel exportés par Admit Predictor?

Les étudiants doivent analyser des paramètres tels que le pKa, le logP, le logD, la solubilité, les donneurs et accepteurs de liaisons hydrogène, les liaisons rotatives, et la surface moléculaire.

Quelle est la différence entre la courbe de concentration du médicament dans la veine porte et dans la circulation systémique selon GastroPlus?

La différence entre la courbe de concentration dans la veine porte et la circulation systémique est principalement due au métabolisme hépatique, qui affecte la quantité de médicament disponible systématiquement.

Quels défis l'équipe a-t-elle rencontrés lors de l'ajustement des simulations dans GastroPlus?

L'équipe a parfois dû ajuster la valeur de clairance pour obtenir une courbe de concentration plasmatique correcte, ce qui a représenté un défi dans l'utilisation de GastroPlus.

Quels retours les étudiants ont-ils donnés concernant l'utilisation de GastroPlus et Admit Predictor?

La majorité des étudiants ont trouvé que GastroPlus et Admit Predictor étaient faciles à utiliser, surtout lorsqu'ils étaient utilisés en mode par défaut, bien que le contenu des logiciels était nouveau pour eux.

Quels concepts pharmacocinétiques sont enseignés aux étudiants pour qu'ils puissent utiliser GastroPlus efficacement?

Les concepts enseignés incluent le pKa, la solubilité, la dissolution, le système de classification biopharmaceutique, ainsi que des paramètres pharmacocinétiques comme la Cmax, Tmax, la clairance, et la demi-vie.