شناسایی و اعتبارسنجی «هیت» (Hit Identification and Validation)

«هیت» ترکیبی است که فعالیت مورد نظر را در یک غربالگری نشان می‌دهد؛ شناسایی و اعتبارسنجی هیت، کاری است که به منظور یافتن چنین ترکیباتی و سپس تأیید واقعی، قابل تکثیر و ناشی از تعامل حقیقی با هدف، به جای مصنوعات، انجام می‌شود. تنها هیت‌های معتبر با شیمی قابل پیگیری و معتبر به مرحله «لید» (Lead) پیش می‌روند، بنابراین این مرحله به عنوان یک فیلتر کیفی بین غربالگری و بهینه‌سازی عمل می‌کند.

Definition

شناسایی هیت، کشف ترکیباتی است که فعالیت مشخصی را در برابر یک هدف یا فنوتیپ در یک غربالگری نشان می‌دهند؛ اعتبارسنجی هیت، تأیید این است که این فعالیت قابل تکثیر، وابسته به غلظت، مرتبط با هدف، و عاری از مصنوعات است، تا نقاط شروع واقعی برای بهینه‌سازی انتخاب شوند.

Scope

این موضوع به بررسی این می‌پردازد که چه چیزی به عنوان یک هیت محسوب می‌شود، مسیرهای یافتن هیت‌ها (غربالگری با توان عملیاتی بالا، مبتنی بر قطعه، و محاسباتی)، و چگونگی تأیید و اولویت‌بندی هیت‌ها — تأیید دوز-پاسخ، حذف ترکیبات مداخله‌گر در سنجش یا ترکیبات چندکاره، و ارزیابی قابلیت پیگیری شیمیایی. یافتن هیت مبتنی بر قطعه، از جمله تشخیص بیوفیزیکی اتصال‌دهنده‌های ضعیف، به عنوان یک مسیر متمایز در نظر گرفته می‌شود. این یک مطلب مرجع است، نه راهنمای بالینی.

Core questions

• چه سطح و کیفیتی از فعالیت، یک ترکیب را به عنوان هیت واجد شرایط می‌کند؟
• چگونه یک هیت واقعی از یک مصنوع سنجش یا یک اتصال‌دهنده چندکاره و غیر اختصاصی متمایز می‌شود؟
• چگونه روش‌های مبتنی بر قطعه، اتصال‌دهنده‌های بسیار ضعیف اما با کیفیت بالا را که غربالگری‌های معمولی از دست می‌دهند، پیدا می‌کنند؟
• کدام هیت‌های معتبر به اندازه کافی قابل پیگیری هستند که بهینه‌سازی شیمیایی را توجیه کنند؟

Key concepts

• تعریف هیت و آستانه فعالیت
• تأیید هیت و دوز-پاسخ
• تداخل سنجش و مثبت‌های کاذب
• ترکیبات چندکاره (Frequent-hitter)
• غربالگری مبتنی بر قطعه
• کارایی لیگاند
• قابلیت پیگیری شیمیایی

Key theories

یافتن هیت مبتنی بر قطعه

قطعات کوچک و با پیچیدگی کم غربالگری می‌شوند تا حتی اتصال‌دهنده‌های ضعیف نیز قابل تشخیص باشند، اغلب با روش‌های بیوفیزیکی حساس؛ از آنجا که هر قطعه از اتم‌های خود به طور کارآمد استفاده می‌کند، هیت‌های قطعه‌ای معتبر، نقاط شروع با کیفیت بالا و قابل رشد را با وجود قدرت کم فراهم می‌کنند.

Mechanisms

پس از اینکه یک غربالگری اولیه چاهک‌های فعال را مشخص می‌کند، ترکیبات شناسایی شده مجدداً آزمایش می‌شوند تا فعالیت قابل تکثیر و وابسته به غلظت تأیید شود. سپس اعتبارسنجی، مصنوعات را حذف می‌کند: ترکیباتی که با خوانش سنجش تداخل دارند، که به طور غیر اختصاصی عمل می‌کنند (برای مثال از طریق تجمع)، یا که به اهداف نامرتبط زیادی متصل می‌شوند، از اولویت خارج می‌شوند. سنجش‌های متعامد و روش‌های بیوفیزیکی می‌توانند اتصال مستقیم به هدف را تأیید کنند. رویکردهای مبتنی بر قطعه، یافتن هیت را با غربالگری قطعات کوچک که اتصال ضعیف آن‌ها توسط تکنیک‌های بیوفیزیکی حساس تشخیص داده می‌شود، گسترش می‌دهند؛ استراتژی SAR-by-NMR نشان داد که چنین قطعاتی می‌توانند به لیگاند‌های قوی پیوند داده شوند یا رشد کنند، و یک دهه تجربه نحوه پیشبرد قطعات معتبر را اصلاح کرد. در تمام مسیرها، هدف مجموعه‌ای از هیت‌های تأیید شده و قابل پیگیری است که برای بهینه‌سازی مناسب باشند.

Clinical relevance

دقت اعتبارسنجی هیت بر پیشرفت سری‌های شیمیایی و به طور غیرمستقیم بر کیفیت داروهای حاصل تأثیر می‌گذارد، بنابراین درک آن به ارزیابی چگونگی منشأ داروها کمک می‌کند. این مدخل آموزشی است و یک مرحله کشف را توصیف می‌کند؛ مبنایی برای تشخیص یا درمان نیست.

Evidence & guidelines

ادبیات موجود روش‌شناختی است. بررسی‌های مربوط به تولید هیت و لید، معیارهایی را برای اولویت‌بندی هیت‌ها فراتر از قدرت خام تعیین می‌کنند، در حالی که گزارش SAR-by-NMR و یک بررسی گذشته‌نگر از طراحی مبتنی بر قطعه، چگونگی تبدیل هیت‌های قطعه‌ای ضعیف اما معتبر به لیدهای مفید را مستند می‌کنند.

History

با بلوغ غربالگری با توان عملیاتی بالا، مشخص شد که بسیاری از هیت‌های ظاهری، مصنوعات یا اتصال‌دهنده‌های غیر اختصاصی هستند و قدرت به تنهایی راهنمای ضعیفی برای انتخاب ترکیبات قابل پیگیری است. کار SAR-by-NMR در سال ۱۹۹۶، یافتن هیت مبتنی بر قطعه را معرفی کرد که اتصال‌دهنده‌های ضعیف را به صورت بیوفیزیکی تشخیص داده و آن‌ها را به لیگاند‌های قوی تبدیل می‌کرد؛ تا سال ۲۰۰۷ این رویکرد یک دهه درس آموخته شده داشت. به موازات آن، بررسی‌ها بر اولویت‌بندی منظم هیت به عنوان یک مرحله متمایز و ارزش‌افزا بین غربالگری و بهینه‌سازی لید تأکید کردند.

Debates

قدرت در مقابل کارایی در انتخاب هیت‌ها

انتخاب هیت‌ها صرفاً بر اساس قدرت می‌تواند به نفع مولکول‌های بزرگ و لیپوفیلیک با قابلیت توسعه‌پذیری ضعیف باشد؛ معیارهایی مانند کارایی لیگاند و استراتژی‌های مبتنی بر قطعه، بر ارزش‌گذاری کیفیت اتصال به ازای هر اتم تأکید دارند، اما بهترین راه برای سنجش این عوامل همچنان یک قضاوت عملی است.

Key figures

• Konrad Bleicher
• Stephen Fesik
• Philip Hajduk

Seminal works

• shuker-1996
• hajduk-greer-2007
• bleicher-2003

Frequently asked questions

تفاوت بین هیت و لید چیست؟

هیت یک ترکیب فعال تأیید شده از غربالگری است؛ لید یک ترکیب توسعه‌یافته‌تر است که معمولاً از بهینه‌سازی یک هیت معتبر حاصل می‌شود، دارای قدرت، گزینش‌پذیری و خواص شبه‌دارویی بهتری است و یک کاندید جدی برای توسعه بیشتر محسوب می‌شود.

چرا هیت‌ها باید اعتبارسنجی شوند و نه فقط شناسایی؟

بسیاری از فعال‌های غربالگری، مثبت‌های کاذب ناشی از تداخل سنجش، تجمع یا اتصال غیر اختصاصی هستند؛ اعتبارسنجی تأیید می‌کند که فعالیت قابل تکثیر، وابسته به غلظت و ناشی از تعامل حقیقی با هدف است، پیش از آنکه منابع به آن اختصاص یابد.