Лаборатория медицинской химии и биоинформатики

Лаборатория медицинской химии и биоинформатики была основана в МФТИ в конце 2014 года в рамках программы 5топ100 (ранее, с 2013 года, Лаборатория носила название «Лаборатория Биоинформатики»).

Заведующий Лабораторией Иваненков Ян Андреевич, к.б.н. Ян Андреевич Иваненков - старший преподаватель на кафедре Инновационная фармацевтика, медицинская техника и биотехнология (ИФМТБ) факультета ФБМФ, эксперт в области разработки инновационных лекарственных средств и агрохимических препаратов, автор более 100 научных публикаций в отечественных и зарубежных изданиях. С 2011 года Ян Андреевич читает лекции и ведет семинары для студентов МФТИ. Курсы лекций: медицинская химия/QSAR/QSPR анализ, молекулярная биохимия, основы компьютерного моделирования лекарственных молекул, медицинская химия, синтез лекарственных молекул (включая химию гетероциклических ароматических соединений), основы агрохимии, наукописание. Ян Андреевич принимает зачеты и государственные экзамены по направлению подготовки, является одним из основных членов комиссии по защите выпускных квалификационных работ на кафедре ИФМТБ. Для студентов смежных лабораторий Ян Андреевич оказывает посильную помощь и консультации в написании и подготовке дипломных работ, формировании темы, обсуждении результатов и т.д.

Подготовлен и регулярно читается кафедральный курс лекций. Лаборатория является исполнителем и соисполнителем ряда государственных контрактов (МинОбр, РФФИ, МинПромТорг и т.д.).

Область научных исследований

Основная цель Лаборатории — разработка новых малых лекарственных молекул с применением передовых методов хемо- и биоинформатики. Сотрудники Лаборатории решают различные задачи в области медицинской, органической, биологической химии, анализа мультипараметрических данных и агрохимии, QSAR/QSAR анализа, H2L и ADME/Tox оптимизации, а также оптимизации фармакокинетики и фармакодинамики лекарственных кандидатов. На сегодняшний день, усилиями Лаборатории совместно с крупными фармацевтическими компаниями и контрактными исследовательскими организациями на стадию клинических испытаний выведено несколько лекарственных кандидатов, включая ингибиторы нейраминидазы (AV5080, AV5027 и AV5075S, Фаза I клиники) и NS5A (AV4025, Фаза II клиники), антагонист андрогенового рецептора (ONC1-13B, Фаза I клиники) и серотонинового 5HT₆R рецептора (AVN-211 и AVN-322, Фаза I/II клиники), AVR-560 (терапия гепатита С, Фаза I); на стадии доклинических исследований находятся новые ингибиторы p53/MDM2/PPARg и COX-2, селективные лекарственные конъюгаты с селективными лигандами к ASGPR и PSMA (системы активной доставки).

В настоящий момент, несколько молекул проходят доклинические исследования, в частности, новые ингибиторы трансляции прокариот (антибактериальные лекарственные молекулы), разработанные совместно с Институтом Физико-Химической биологии имени А.Н. Белозерского, и DHMEQ. Указанные молекулы опубликованы в ряде научных статей и представлены на международных конференциях.

Отдельное направление в научно-исследовательской деятельности Лаборатории - разработка специализированных математических алгоритмов и компьютерных программ в области медицинской химии и хемоинформатики. На сегодняшний день в Лаборатории созданы 6 уникальных компьютерных программ, способных решать различные задачи в указанных областях.

Мы — одна из немногих российских лабораторий, которая принимает непосредственное, активное участие в разработке новых инновационных лекарственных молекул, некоторые соединения на данном этапе проходят клинические испытания, в том числе в США, о чем свидетельствуют соответствующие научные публикации. На регулярной основе Лаборатория выполняет контрактные работы по созданию фокусированных библиотек органических соединений, синтезу лекарственных молекул и биологическому скринингу in vitro и in vivo, оптимизации активности и фармакокинетических свойств молекул-хитов, in silico моделированию (CADD). Ряд крупных мировых фармацевтических компаний, включая ChemDiv, Novartis, Sanofi, Merck, Bayer, Pfizer и Takeda, являются заказчиками указанных работ и сопутствующих научных исследований. В связи с этим, Лаборатория является автономной (контрактной) и находится, в основном, на самообеспечении.

Лаборатория ведет ряд научно-исследовательских и коммерческих проектов с известными Российскими институтами и организациями, включая Химический и Биологический факультеты МГУ им. М.В.Ломоносова, Институт биохимии и генетики РАН (Уфа), Институт биоорганической химии РАН им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова и др. Лаборатория располагает уникальными, профессиональными базами данных, необходимыми для разработки новых малых лекарственных молекул, включая методы синтеза, патенты, фармакокинетические и фармакодинамические свойства, токсичность и побочные эффекты, результаты клинических испытаний и различных in vitro и in vivo тестов. В повседневной практике Лаборатория использует лицензированное программное обеспечение для осуществления типовых процедур in silico drug design & development, включая лучшие на сегодняшний день программные пакеты Schrödinger, ICM Pro, MOE и др.

Исследования: органический синтез, медицинская и биологическая химия, QSAR/QSPR анализ, ADME/Tox и H2L, агрохимия, алгоритмы анализа мультипараметрических данных (ИНС, алгоритмы нелинейного картирования и кластеризации, PCA, генетические алгоритмы и т.д.), биологический скрининг, комбинаторный синтез, in silico drug design, CADD, 3D-молекулярный докинг и фармакофорное моделирование, хемо- и биоинформатика, PPI.

Программирование: создание компьютерных программ и алгоритмов в области хемо- и биоинформатики

Тестирования: высокопроизводительный смарт скрининг in vitro, испытания in vivo

Подготовка: научных публикаций, отчетов, методических и учебных пособий, обучающих программ, курсов лекций и семинаров, в том числе видео-лекций и презентаций

Проведение работ по разработке новых лекарственных молекул и подготовке высококвалифицированных специалистов в указанной области в соответствии с международными требованиями.