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Towards predictive computational platform for drug solubilization in the gastrointestinal tract

Descrizione del progetto

Uno screening in silico della solubilità intestinale dei farmaci efficiente

Migliorare la biodisponibilità dei principi attivi farmaceutici rappresenta una sfida nello sviluppo dei farmaci, soprattutto quando si tratta di solubilizzare composti lipofili nell’intestino tenue, dove lipidi e sali biliari formano strutture colloidali. Il progetto ABSOLUTE, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, si propone di affrontare questo problema creando una piattaforma computazionale volta a simulare e prevedere la solubilizzazione dei farmaci in mezzi biologicamente rilevanti che riproducono i fluidi gastrointestinali. A tal fine, il progetto creerà modelli molecolari chiave Martini 3 per migliorare la parametrizzazione dei sali biliari, dei farmaci e dei composti farmaceutici, per poi simulare i fluidi gastrointestinali contenenti tutte le micelle, vescicole e goccioline osservate, il che renderà possibile monitorare la solubilizzazione dei farmaci in questi ambienti.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

UNIVERSIDADE NOVA DE LISBOA
Contributo netto dell'UE
€ 239 178,90
Indirizzo
CAMPUS DE CAMPOLIDE
1099-085 Lisboa
Portogallo
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (2)