بیوانفورماتیک و نقش آن در داروسازی

بیوانفورماتیک چیست؟

بیوانفورماتیک به زبان ساده، استفاده از دانش کامپیوتر، شبیه‌سازی، هوش مصنوعی، مدل‌سازی‌های کامپیوتری و … برای افزایش شناخت و کارکرد ساختارهای زنده در علوم زیستی. به‌عنوان مثال در بررسی ساختار یک ویروس یا باکتری می‌توان از شبیه‌سازی کامپیوتری کمک گرفت و به نتایج دقیق‌تری دست یافت. همچنین می‌توان نحوه عملکرد ویروس یا باکتری را در مواجهه با موقعیت‌ها و پدیده‌های مختلف شبیه‌سازی کرد و به شناخت بهتری از بیماری‌ و نحوه برخورد بدن با بیماری‌ رسید.

در حقیقت می‌توان گفت، بیوانفورماتیک یک دانش بین‌رشته‌ای است که شامل روش‌ها و نرم‌افزارهایی برای فهم اطلاعات زیستی است. بیوانفورماتیک به عنوان یک دانش بین‌رشته‌ای، از ترکیب علوم کامپیوتر، آمار، ریاضی و مهندسی استفاده می‌کند تا به تجزیه و تحلیل و تفسیر اطلاعات زیست‌شناسی، که معمولاً در سطح مولکولی هستند، دست یابد.

 

تلاش‌های اصلی بیوانفورماتیک در چه زمینه‌هایی است؟

گسترش روزافزون حجم عظیم داده‌های ژنومی و نیاز به ذخیره، بازیابی و تحلیل مناسب این داده‌ها، علم بیوانفورماتیک را پدید آورده است. تلاش‌های پژوهشی اصلی در این دانش نوظهور عبارتند از: تطابق توالی، کشف ژن، گردآوری ژنوم، تنظیم ساختار پروتئینی، پیش‌بینی ساختارهای دوم و سوم پروتئین، پیش‌بینی بیان ژن و تعاملات پروتئین- پروتئین و مدل‌سازی تکامل.

امروزه توالی ژنوم بسیاری از موجودات ساده مانند باکتری‌ها تا موجودات بسیار پیشرفته چون یوکاریوت‌های پیچیده شناسایی شده ‌است. پروژه شناسایی ژنوم انسان در سال ۱۹۹۰ آغاز شد و در سال ۲۰۰۳ پایان یافت و اکنون اطلاعات کامل مربوط به توالی هر ۲۴ کروموزوم انسان موجود است.

اهمیت بیوانفورماتیک امروزه تا آن‌جایی است که به گفته متخصصان اگر کسی بخواهد در حوزه‌های زیست‌شناسی، پزشکی و داروسازی کار کند ناچار به استفاده از این علم است.

 

نقش بیوانفورماتیک در داروسازی چیست؟

شهریار عرب، نایب رئیس انجمن علمی بیوانفورماتیک ایران در گفتگو با پایگاه خبری تحلیلی دارو و سلامت درخصوص نقش بیوانفورماتیک در زمینه طراحی و کشف محاسبات دارویی توضیحاتی داده است.

عرب می‌گوید: «برای ساخت یک داروی جدید اگر قرار باشد از طریق روش سنتی و صرفاً بر پایه روش‌های آزمایشگاهی عمل شود، فرآیندی بسیار زمانبر است. ابزار بیوانفورماتیک کمک می‌کند که به جای آزمایش همه ترکیبات احتمالی در آزمایشگاه، بخشی از ترکیبات را در فضای مجازی و کامپیوتر و با استفاده از ابزارهای بیوانفورماتیک انجام دهیم. به عنوان مثال می‌توان گفت اگر بخواهیم برای یک پروتئین هدفی را تعیین کنیم و دارویی را طراحی کنیم، به جای این‌که همه داروهای موجود را روی آن تاثیر بدهیم، می‌توانیم به صورت مجازی یک غربالگری از آن ترکیبات انجام دهیم و یک فهرست کاندیدا به‌دست آوریم که می‌توانند تاثیرگذار باشند که این فهرست طبیعتاً کوتاه‌تر خواهد بود و امکان تست کاندیداهای موجود در این فهرست در آزمایشگاه وجود دارد. بنابراین یکی از ابزارهای بیوانفورماتیکی برای محاسبات دارویی، غربالگری مجازی است که می‌تواند کمک موثری در این زمینه باشد.»

نایب رئیس انجمن علمی بیوانفورماتیک ایران همچنین به نقش دیگر بیوانفورماتیک در حوزه داروسازی، به غیر از بحث غربالگری مجازی اشاره می‌کند و می‌گوید: «ابزارهایی هستند که به طراحی پپتید کمک می‌کنند. به خاطر عوارض جانبی که ممکن است یک دارو داشته باشد، بعضاً ترجیح می‌دهیم از ترکیبات دیگری استفاده کنیم که عوارض جانبی کمتری داشته باشد و یکی از این گزینه‌ها می‌تواند پپتیدها باشند. به جای داروهای خاص، پپتیدهایی که همان اثر را دارند، طراحی کنیم و ابزارهای بیوانفورماتیکی به ما کمک می‌کنند که پپتیدها را نیز طراحی کنیم.»

به‌طور کلی می‌توان گفت، مطالعه انفورماتیکی در تمام زمینه‌های مرتبط با دارو ضروری است. این ضرورت چه در فرآیند کشف و چه در فرآیند تولید دارو موجود است. همچنین برای روشن کردن و فهم عملکرد داروها (داروشناسی) و برای بهبود ایمنی و استفاده در درمان لازم است که یک فضای گفتگوی بین رشته‌ای وجود داشته باشد تا پیشرفت‌ها، کاربردها، آموزش‌ها و تبادلات به اشتراک گذاشته شوند. هرچند که افراد، خودشان هم می‌توانند تا حدودی این کار را انجام دهند، اما بیوانفورماتیک دارویی به‌عنوان یک پلتفرم قطعاً روشی بهینه است.

 

No tags for this post.