Ключевые слова
эволюционный алгоритм
генетический алгоритм
вдохновленный природой алгоритм
фармакокинетика
камерная модель
разработка лекарственной продукции
Как цитировать
Аннотация
в последние годы заметно возросла популярность моделирования при создании медицинской продукции. Особое значение приобретает изучение фармакокинетики разрабатываемых лекарственных средств. Определение параметров таких моделей представляет собой задачу многомерной оптимизации, которую успешно решают эволюционные алгоритмы. В данном исследовании представлена новая открытая библиотека на языке Python, предназначенная для фармакокинетического моделирования и оптимизации параметров фармакокинетических моделей с использованием эволюционных алгоритмов.
Литература
Guideline on the Qualification and Reporting of Physiologically Based Pharmacokinetic (PBPK) Modelling and Simulation. Режим доступа: https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientific-guideline/guideline-reporting-physiologically-based-pharmacokinetic-pbpk-modelling-and-simulation_en.pdf.
Physiologically Based Pharmacokinetic Analyses – Format and Content Guidance for Industry. Режим доступа: https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/physiologically-based-pharmacokinetic-analyses-format-and-content-guidance-industry.
Ivy S. P., Siu L. L., Garrett-Mayer E., Rubinstein L. Approaches to Phase 1 Clinical Trial Design Focused on Safety, Efficiency, and Selected Patient Populations: a Report from the Clinical Trial Design Task Force of the National Cancer Institute Investigational Drug Steering Committee. Clin Cancer Res. 2010;16(6):1726–1736. DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-09-1961.
Hill-McManus D., Marshall S., Soto E., Hughes D. A. Integration of Pharmacometrics and Pharmacoeconomics to Quantify the Value of Improved Forgiveness to Nonadherence: A Case Study of Novel Xanthine Oxidase Inhibitors for Gout. Clin Pharmacol Ther. 2019;106(3):652-660. DOI: 10.1002/cpt.1454.
Hill-McManus D., Marshall S., Soto E., Lane S., Hughes D. Impact of Non-Adherence and Flare Resolution on the Cost-Effectiveness of Treatments for Gout: Application of a Linked Pharmacometric/Pharmacoeconomic Model. Value Health. 2018;21(12):1373–1381. DOI: 10.1016/j.jval.2018.06.002.
Singh N., Vayer P., Tanwar S., Poyet J.-L., Tsaioun K. and Villoutreix B. O. Drug Discovery and Development: Introduction to the General Public and Patient Groups. Frontiers in Drug Discovery. 2023; 3:1201419. DOI: 10.3389/fddsv.2023.1201419.
Mortensen S. B., Jonsd´ ottir A. H., Klim S. and Madsen H.´ Introduction to PK/PD Modelling - with Focus on PK and Stochastic Differential Equations. Lyngby: Technical University of Denmark, DTU Informatics; Building 321. Technical Report, No. 2008-16. Режим доступа: https://accio.github.io/AMIDD/assets/2019/08/2008-Mortensen-IntroductionToPKPDModelling.pdf.
Сергиенко В. И., Джеллифф Р., Бондарева И. Б., Прикладная фармакокинетика: основные положения и клиническое применение. М.: Изд-во РАМН; 2003. 208 с.
Bhavatharini P., Deepalakshmi M., Arun K. Pharmacometrics: The Science Applied from Bench to Bedside. J Appl Pharm Sci; 2022;12(1):55–64. DOI: 10.7324/JAPS.2021.120104.
Yoon E., Babar A., Choudhary M., Kutner M., Pyrsopoulos N. Acetaminophen-Induced Hepatotoxicity: a Comprehensive Update. J Clin Transl Hepatol. 2016;4(2):131-142. DOI: 10.14218/JCTH.2015.00052.
Ryu H.-J., Kang W.-H., Kim T., Kim J. K., Shin K.-H., Chae J.-W. and Yun H.-Y. A Compatibility Evaluation between the Physiologically Based Pharmacokinetic (PBPK) Model and the Compartmental PK Model Using the Lumping Method with Real Cases. Front. Pharmacol. 2022;13:1–12. DOI: 10.3389/fphar.2022.964049.
Talevi A., Bellera C. L. One-Compartment Pharmacokinetic Model. The ADME Encyclopedia. Springer, Cham. 2021:1–8. DOI: 10.1007/978-3-030-51519-5_58-1.
Talevi A., Bellera C. L. Compartmental Pharmacokinetic Models. ADME Processes in Pharmaceutical Sciences. Springer, Cham. 2024:173–192. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-50419-8_8.
Крашенинников Р. С., Митричев И. И. Применение алгоритма взаимодействующих стран для поиска констант фармакокинетической модели. Математические методы в технологиях и технике. 2023;4:12–15. DOI: 10.52348/2712-8873_MMTT_2023_2_12.
Самородов П. О. Особенности построения математической модели фармакокинетики при многократном введении препарата. Теоретико-методологические аспекты преподавания математики в современных условиях: материалы III Международной научно-практической конференции (1–7 июня 2020 г., г. Луганск). Луганск: Книта; 2020:78–83.
Jamei M., Dickinson G. L., Rostami-Hodjegan A. A Framework for Assessing Inter-Individual Variability in Pharmacokinetics Using Virtual Human Populations and Integrating General Knowledge of Physical Chemistry, Biology, Anatomy, Physiology and Genetics: a Tale of ‘bottom-up’ vs ‘top-down’ Recognition of Covariates. Drug Metabolism and Pharmacokinetics. 2009;24(1):53–75. DOI: 10.2133/dmpk.24.53.
Rowland M. Physiologically-Based Pharmacokinetic (PBPK) Modeling and Simulations Principles, Methods, and Applications in the Pharmaceutical Industry. CPT Pharmacometrics Syst Pharmacol. 2013;2(7):e55. DOI: 10.1038/psp.2013.29.
Rostami-Hodjegan A., Bois F. Y. Opening a Debate on Open-Source Modeling Tools: Pouring Fuel on Fire Versus Extinguishing the Flare of a Healthy Debate. CPT Pharmacometrics Syst Pharmacol. 2021;10(5):420–427. DOI: 10.1002/psp4.12615.
Крашенинников Р. C., Митричев И. И. Разработка библиотеки Python для решения задач фармакокинетики. Свободное программное обеспечение в высшей школе: материалы девятнадцатой конференции, Переславль-Залесский, 28–30 июня 2024 года. Москва: ООО «МАКС Пресс»; 2024:166–170.
Документация метода solve_ivp. Режим доступа: https://docs.scipy.org/doc/scipy/reference/generated/scipy.integrate.solve_ivp.html.
Крашенинников Р. С., Митричев И. И. Оптимизационный алгоритм взаимодействующих стран. Информационные технологии в моделировании и управлении: подходы, методы, решения: материалы VI Всероссийской научной конференции с международным участием, Тольятти, 18–20 апреля 2023 года. Тольятти: Тольяттинский государственный университет; 2023:184–191.
Крашенинников Р. С., Митричев И. И. Оптимизационный алгоритм взаимодействующих стран и его применение для решения задач фармакокинетики. Прикладная математика и вопросы управления. 2023;4:26–135. DOI: 10.15593/2499-9873/2023.4.08.
Фурсов В. В., Зинченко Д. И., Наместникова Д. Д., Кузнецов Д. А. In silico-моделирование в оптимизации алгоритмов фармакокинетических исследований [25Mg2+] порфирин-фуллереновых наночастиц. Вестник Российского государственного медицинского университета. 2022;4:65–71. DOI: 10.24075/vrgmu.2022.037.