Der Zweck der Assay-Entwicklung und des Screenings in der Wirkstoffforschung
Assays sind Untersuchungsverfahren, die eine Verbindung qualitativ bewerten oder die Auswirkungen einer Verbindung auf identifizierte molekulare, zelluläre oder biochemische Ziele untersuchen. Die ersten Schritte in der Arzneimittelentwicklung sind die Identifizierung und Validierung potenzieller Arzneimittelziele, die an menschlichen Krankheiten beteiligt sind. Diese Ziele sind typischerweise entweder eine Zellstruktur oder ein spezifisches Protein., Ziele sind:
- Rezeptoren
- Enzyme
- Hormone und Faktoren
- Kernrezeptoren
- DNA
- Ionenkanäle
In der folgenden Phase der Arzneimittelentwicklung werden biologische Assays und zusammengesetzte Screening-Assays erstellt. Diese Assays werden verwendet, um Verbindungen zu identifizieren, die eine gewünschte Aktivität am Arzneimittelziel aufweisen. Diese Verbindungen werden als „Hit“ – Moleküle bezeichnet., Während der Anfangsphase der Hit Compound Identification, dem sogenannten High Throughput Screening (HTS), wird eine Verbundbibliothek getestet, die viele potenzielle Hit-Moleküle enthält, um Verbindungen mit der gewünschten Aktivität gegenüber dem Ziel zu identifizieren. Weitere Assays sind erforderlich, um die Aktivität des Treffermoleküls am Ziel erneut zu testen. Schließlich werden zellbasierte Assays verwendet, um die Toxizität, das Sicherheitsprofil und die Wirksamkeit eines Arzneimittels zu untersuchen. Jedes Medikament, das entwickelt wird, durchläuft eine einzigartige Reihe von Assays, die speziell für das Arzneimittelziel und die betreffende Verbindung entwickelt und organisiert wurden., Dieser Prozess wird als Assay-Entwicklung bezeichnet.
Wichtige Faktoren in der Assayentwicklung
Die Entwicklung erstklassiger Assays ist von entscheidender Bedeutung für die Entdeckung und Entwicklung von Arzneimitteln. Je besser die entwickelten Assays sind, desto weniger potenzielle Probleme in den nachfolgenden Phasen des Forschungs-und Entwicklungsprozesses.Die richtige Assay-Entwicklung erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung mehrerer Faktoren, einschließlich Relevanz, Reproduzierbarkeit, Qualität, Interferenz und Kosten.,
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Factor |
Bedeutung in der Assayentwicklung |
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Forschung sollte durchgeführt werden, um die Fähigkeit des Assays zu untersuchen: 1. Vorhersage des spezifischen Krankheitszustands. 2. Identifizieren Sie Verbindungen, die einen geeigneten Wirkmechanismus und eine geeignete Festigkeit aufweisen., |
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Reproduzierbarkeit |
In einer Compound-Screening-Umgebung muss ein Assay reproduzierbar sein. Dies bedeutet, dass eine realisierbare Reproduzierbarkeit über Assayplatten, Siebtage und die gesamte Dauer des spezifischen Arzneimittelentdeckungsprogramms hinweg besteht. |
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Qualität |
Z‘-Faktor wird berechnet, um die Leistung oder Qualität eines HTS-Assays zu messen. Das Signalfenster und die Varianz negativer und positiver Signale werden bei dieser Berechnung verwendet., Der Z ‚- Faktor muss >0.4 sein, um für die Verwendung als akzeptabel angesehen zu werden, wobei einige Forscher einen Z‘-Faktor von >0.6 bevorzugen. |
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Es müssen Assays entwickelt werden, die die Auswirkungen von Verbindungen berücksichtigen, die im Assay enthalten sind, z. B. die verwendeten Lösungsmittel. |
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Kosten |
es sollten Maßnahmen ergriffen werden, um angemessen zu beschränken assay Kosten., |
Assay-Typen und-Technologien
– Assays in drug discovery fallen in zwei Hauptkategorien: biochemische assays und Zellbasierte assays.Biochemische assays sind oft die erste Art von assay verwendet. Biochemische Assays sind wertvoll, um das Zielprotein zu bewerten und zu untersuchen und die Verbindungen zu identifizieren, die die gewünschte Aktivität am Ziel besitzen., Diese Assays:
- Können auf Enzym-oder Rezeptorziele angewendet werden
- Sind konsistent und zuverlässig
- Sind einfacher als zellbasierte Assays
Zellbasierte Assays klären die Aktivität von Verbindungen über ein funktionelles Auslesen dieser Aktivität auf. Zellbasierte Assays folgen häufig biochemischen Assays., Diese Assays:
- Können auf Ionenkanäle, Kernrezeptoren oder Membranrezeptoren angewendet werden
- Bericht über die Toxizität, Wirksamkeit und andere Eigenschaften der Hit-Verbindung
- Sind komplexer als biochemische Assays
Die folgende Tabelle listet einige häufige Beispiele für biochemische und zellbasierte Assays auf.,scent Proximity Homogenous Assay (AlphaScreen Technology) for Protein-Protein Interaction
Viability Assays
Assay for Protease Cleavage Activity
Migration Assays
Reporter Gene Assays
G Protein-Coupled Receptor Assays