成功和安全地递送治疗药物依赖于理解药物如何穿过保护细胞的生物屏障。药物渗透性测试对于确定药物能否到达其预期目标至关重要，但科学家们长期以来一直难以获得准确和可重复的数据。
有三种方法可以测量药物递送的成功率：在实验室中、在动物和人体中，以及使用高级计算机模拟。然而，匹配这三种测试领域的结果仍然是一个难题。
弥合差距
由朴茨茅斯大学（University of Portsmouth）领导并与南安普敦大学（University of Southampton）、伦敦国王学院（King's College London）和麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）合作的新研究，开发了一套通用指南，用于比较实验室实验、分子模拟和人工智能的结果。
朴茨茅斯大学医学院、药学和生物医学科学学院的Christian Jorgensen博士表示：“药物渗透性测试非常重要，因为如果药物无法穿过正确的屏障，无论它在纸上看起来多么好，都无法正常工作。我曾在一家美国医院工作，尝试将人体和动物中测得的渗透性数据与计算机模拟数据进行比较，这并不是一件容易的事。每种测试方法都有其优势，最终目的是确保最高质量的药物和治疗方法进入市场。”
当寻求药物批准时，提供的有效性证据越多，药物获得批准的可能性就越大。这就是为什么我们看到越来越多的三种测试领域的融合。
2000年至2015年间，进入临床试验的药物中只有14%在美国获得了FDA的批准。改进的渗透性测试可以通过确保药物有效到达目标并最大限度减少副作用来提高成功率。
测试最复杂的系统
该研究发表在《化学信息与建模杂志》上，强调了理解药物如何穿过所有生物屏障的重要性。这包括像血脑屏障这样复杂的系统，它是递送神经疾病治疗药物的重大障碍。
Jorgensen博士解释说：“这篇论文的强项在于我们不仅测试了简单屏障系统的指南，还使用了最复杂且与健康和治疗高度相关的系统。这项工作有可能加速救命药物的开发，特别是对于像脑部疾病这样药物递送极其困难的情况。”
新指南提供了一个全面的路线图，通过比较三种测试领域的差异来改善药物渗透性测试和建模：
- 计算机模拟（In Silico）：科学家使用计算机程序预测药物基于其化学性质在体内如何移动。
- 实验室测试（In Vitro）：他们在培养皿中的细胞上测试药物，观察其在受控环境中的行为。
- 活体测试（In Vivo）：有时，他们在活体中测试药物，观察其如何起作用。
一致性和协作
该工具包强调了确保实验一致性、解决数据变异性以及采用FAIR（可查找、可访问、可互操作、可重用）原则进行数据共享的关键因素。作者还强调了跨领域协作的重要性，以提高渗透性测试的准确性并揭示药物递送机制的新见解。
伦敦国王学院的Martin Ulmschneider教授表示：“通过提供明确的基准和建议，我们希望统一和改进渗透性测试实践，并提供一套标准化的指南。这不仅是关于改进单个实验，而是创建一个框架，使科学界能够可靠地比较他们的发现。”
这项研究由欧盟的“地平线2020”研究和创新计划资助，并得到国家神经疾病和中风研究所（NINDS）奖学金的支持。
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