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Towards predictive computational platform for drug solubilization in the gastrointestinal tract

Projektbeschreibung

Effizientes In-silico-Screening der Wirkstofflöslichkeit im Darm

Eine bessere Bioverfügbarkeit von pharmazeutischen Wirkstoffen stellt eine Herausforderung bei der Arzneimittelentwicklung dar, insbesondere dann, wenn es um die Auflösung lipophiler Verbindungen im Dünndarm geht, wo Lipide und Gallensalze kolloidale Strukturen bilden. Das Ziel des innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts ABSOLUTE besteht darin, dieses Problem durch die Schaffung einer rechnergestützten Plattform zu lösen, mit der die Löslichkeit von Arzneimitteln in biorelevanten Medien, die gastrointestinale Fluide nachahmen, simuliert und vorhergesagt werden kann. Dazu werden wichtige Martini-3-Molekülmodelle erstellt, um die Parametrisierung von Gallensalzen und Wirkstoffen sowie pharmazeutischen Verbindungen zu verbessern. Anschließend wird durch die Simulation gastrointestinaler Fluide, die alle beobachteten Mizellen, Vesikel und Tröpfchen enthalten, überwacht, wie Wirkstoffe in diesen Umgebungen gelöst werden.

Ziel

Improving the oral absorption of poorly water-soluble drug molecules remains one of the major challenges in the pharmaceutical industry. A key bottleneck in this process is the solubilization of administered lipophilic compounds in the small intestines, where bile salts (BS) and lipids assemble into colloidal particles. Therefore, understanding the mechanisms and controlling factors of this process is critical for drug development.
The advent of powerful supercomputers has enabled the integration of in silico techniques into the investigation of complex, realistic systems. However, no existing computational platform explicitly accounts for intermolecular interactions to predict drug solubilization in gastrointestinal fluids (GIF). In this project, I will employ coarse-grained (CG) molecular dynamics (MD) to characterize the particles in GIF, and develop a python based computational platform to predict drug solubilization. The time and size scales involved, and the complexity of multi-component systems, make CG MD the most appropriate modeling tool to my project.
An important initial step will be the development of required molecular models within the widely used and state-of-the-art Martini 3 framework. This task will leverage mine and the supervisor’s expertise to fill an important gap in CG MD bile salts and drug parameterization, and will expand on its own the applicability of CG MD to entire new areas. I will simulate GIF containing all scales of micelles/vesicles/droplets that are experimentally detected but not yet computationally studied in the entire range. Finally, I will be able to follow the solubilization mechanisms of drug molecules in the created GI environments, also leveraging a non-academic placement with an important pharmaceutical partner. Ultimately, this work will enable efficient in silico screening of intestinal drug solubility before in vitro and in vivo studies and guiding the identification of promising candidates for drug discovery.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Koordinator

UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA
Netto-EU-Beitrag
€ 239 178,90
Adresse
CAMPUS DE CAMPOLIDE
1099-085 Lisboa
Portugal
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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