Zāļu piegādes sistēmu šķīšanas profila pētīšana, lietojot hierarhisku modeļu ķēdi (ModelDrug)

Projekta nosaukums latviski: Zāļu piegādes sistēmu šķīšanas profila pētīšana, lietojot hierarhisku modeļu ķēdi (ModelDrug)

Projekta nosaukums angliski: Hierarchial model approach and experimental validation for typical drug discovery system dissolution profile predictions (ModelDrug)

Projekta numurs: lzp-2023/1-0078

Projekta īstenotājs: Rīgas Stradiņa universitāte (RSU)

Projekta vadītāja: Agnese Brangule

Projekta sadarbības partneri: Latvijas Universitāte (LU)

LU projekta vadītājs: Normunds Jēkabsons

LU zinātniskā grupa:

• vadošais pētnieks / galvenais izpildītājs Normunds Jēkabsons;
• viespētnieks / izpildītājs Sabīne Upnere;
• zinātniskais asistents / izpildītājs (studējošais) Artūrs Lācis.

Projekta īstenošanā vadošā iestāde LU ir Eksakto zinātņu un tehnoloģiju fakultāte.

Projekta īstenošanas periods: 01.01.2024. – 31.12.2026.

Projekta kopējais finansējums: 300 000,00 EUR, tajā skaitā LU projekta daļai piešķirtais finansējums: 137 055,00 EUR

Informācija par projektu:

• Projekta kopējais mērķis: izstrādāt efektīvu zāļu šķīšanas modelēšanas pieeju, kas balstīta uz hierarhisku modeļu ķēdi praktiskai lietošanai.
• Projekta zinātniskie mērķi:

1. Izstrādāt optimālus, skaitļošanas ziņā komplicētus modeļus, izmantojot references modeļus un modeļus minimālās plūsmas raksturošanai.
2. Pārbaudīt šķīšanas profila ievades parametrus (ģeometriskos, fiziskālos) dažādās vidēs samazinātās sarežģītības modeļiem.
3. Skaitliskajā hidrodinamikā balstītas šķīšanas apakšmodeļu ķēdes izstrāde ar labi definētām saskarnēm skaitliskās sarežģītības samazināšanai un lokālai formulēšanai.
4. Metamodeļu izstrāde, pamatojoties uz eksperimentiem un modelētiem apakšmodeļiem, lai prognozētu šķīšanas profilus.

ModelDrug projekta ietvaros mēs piedāvājam jaunus, uz hierarhiskiem modeļiem balstītus pētījumus zāļu šķīšanas procesa prognozēšanai, izmantojot in silico pieeju. Hierarhisku modeļu ķēdes ieviešana palīdz samazināt laiku (no nedēļām līdz gandrīz reālam laikam) un krasi samazināt izmaksas, kas nepieciešamas šķīšanas procesa parametriskiem pētījumiem. Komplicētas šķīšanas procesa skaitliskās simulācijas ir nepieciešamas tikai ierobežotā skaitā gadījumu, lielākā daļa analīzes darbu varēs veikt, izmantojot samazinātas sarežģītības modeļus un metamodeļus.

• Sasniedzamie rezultāti: Četri oriģināli zinātniskie raksti WoS/ SCOPUS datubāzēs iekļautos žurnālos; dalība vismaz sešās starptautiskās zinātniskās konferencēs; izstrādāta viena datu kopa; sagatavots un iesniegts pieteikums starptautiskā vai nacionālā pētniecības un attīstības projektu konkursā; sekmīgi aizstāvēti divi maģistra darbi projekta tematikā.

LU projektā plānotās aktivitātes:

WP1: Kompleksu skaitļošanas modeļu izstrāde. References modeļu izveidošana (RFM). Pilna mēroga skaitliskās hidrodinamikas simulācijas atlasīto zāļu formulējumu šķīšanai un difūzai/konvektīvai transportēšanai USP tipa aparātā 3-4 gadījumiem vienā sistēmā. Skaitliskās hidrodinamikas modeļu izveidošana minimālai plūsmas raksturošanai, kas ir mazāk detalizēti kā RFM.

WP2: Eksperimenti un validācija. Tehnisku uzlabojumu ieviešana šķīšanas eksperimentu veikšanā.

WP3: Inženiertehniskie un metamodeļi, interfeisi. Optimālas datu kopas atrašana dažādu mērogu un sarežģītības skaitlisko modeļu savienošanai. Minimālā lokālās plūsmas specifikācija samazinātas sarežģītības modeļiem. Samazinātas sarežģītības modeļu izstrāde, izmantojot datu kopu no skaitliskiem aprēķiniem, teorētiskiem vai empīriskiem modeļiem (piemēram, šķīšanas kinētikas) un eksperimentiem. Metamodeļa izstrāde, pamatojoties uz samazinātas sarežģītības modeļiem un eksperimentāliem novērojumiem. Samazinātas sarežģītības modeļu izstrāde ar modificētu izšķīšanas/sairšanas apraksta mehānismu, izmantojot reālistiskākus šķīšanas scenārijus (piemēram, micellu veidošanos).

WP4: Rezultātu izplatīšana un ilgtspējība. Dalība zinātniskajās konferencēs un zinātnisko datu publicēšana. Zināšanu nodošana studentiem. Līdzdalība jauna projekta pieteikuma sagatavošanā.

Papildus informācija par projektu: https://www.rsu.lv/projekts/zalu-piegades-sistemu-skisanas-profila-petisana-lietojot-hierarhisku-modelu-kedi-modeldrug