Biodizine as a civilizational challenge of modern pharmaceuticals

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The review discusses the role of pharmaceutical and drug design methodology in the development of the high-tech segment of the development and production of original drugs for personalized and precision medicine (PPM). Topical issues of using predictively personalized tools for precision medicine in pharmaceuticals are highlighted. New opportunities and prospects for increasing the effectiveness of drugs in various fields of medicine created on the basis of pharmaceutical design are shown. Discussed are original approaches to standardization and reproducibility of the effects of new drugs at the preclinical stage using microfluidic bioconstructs – organ-on-a-chip systems. The relevance of improving university curricula for training specialists in the field of molecular drug design (drug design), harmonized with dynamically developing biotechnologies in pharmaceuticals, as well as the needs of domestic healthcare in original medicines for PPM, is shown.

About the authors

Alexander I. Tyukavin

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: alexander.tukavin@pharminnotech.com
SPIN-code: 8476-5366

Doctor of Medicine (MD), Professor, Head of the Department to Physiology and Pathology

Russian Federation, Saint Petersburg

Nikolay А. Arseniev

Saint Petersburg State Chemical and Pharmaceutical University

Email: nikolay.arseniev@pharminnotech.com
SPIN-code: 9038-7623

Ph.D in Biology, Associate Professor of the Department to Physiology and Pathology

Russian Federation, Saint Petersburg

Maria A. Studneva

Moscow State University of Food Production; European Association for Predictive, Preventive and Personalized Medicine, EU

Email: maria.studneva@gmail.com

Assistant of the Department to Personalized Medicine, Precision Nutrition and Biodesign

Russian Federation, Moscow; Brussels

Veronika S. Medvedeva

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: med_nika2000@mail.ru

Student

Russian Federation, Moscow

Sergey V. Suchkov

Moscow State University of Food Production; A. I. Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry; European Association for Predictive, Preventive and Personalized Medicine, EU

Author for correspondence.
Email: ssuchkov57@gmail.com
SPIN-code: 7052-7335

Doctor of Medicine (MD), Professor, Head of the Department to Personalized Medicine, Professor of the Department of Clinical Allergology and Immunology

Russian Federation, Moscow; Moscow; Brussels

References

  1. Suchkova S. V., ed. Osnovy personalizirovannoj i precizionnoj mediciny. Uchebnik dlja medicinskih vuzov i fakul’tetov Kazan: ID MedDok; 2021. 628 p. (In Russ.).
  2. Tyukavin A. I., ed. Patologija: uchebnik. Moscow: INFRA-M; 2021. 844 p. (In Russ.).
  3. Chaplenko A. A., Vlasov V. V., Gildeeva G. N. Innovative medicines on the Russian pharmaceutical market: key players and main directions of development. Remedium. 2020;(10):4–9. https://doi.org/10.21518/1561-5936-2020-10-4-9 (In Russ.).
  4. The Pharma Media: BioMedTracker and Cortellis databases.
  5. Okminyan G. F., Latyshev O. Yu., Kiseleva E. V., et al. Basal insulin evolution: from simple to more complex. Endokrinologiya: novosti, mneniya, obuchenie = Endocrinology: News, Opinions, Training. 2021;10(1):18–25. https://doi.org/10.33029/2304-9529-2021-10-1-18-25 (In Russ.).
  6. Dedov I. I., Peterkova V. A., Kuraeva T. L., et al. Insulinovaja pompa (pomoshh’ vrachu dlja jeffektivnogo upravlenija diabetom. Moscow; 2014. 126 p.
  7. Green A., Silver P., Collins J., et al. Toehold Switches: De-Novo-Designed Regulators of Gene Expression. Cell. 2014;159(4):925–939. http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2014.10.002
  8. Belousov K. I., Evtrapov A. A., Kuhtevich I. V., et al. Osnovy nanotehnologij. Chast’ 2. Kapel’naja mikrofljuidika. Uchebnoe posobie. Saint Petersburg: ITMO University; 2015. 56 p.
  9. Afonicheva P. K., Bulyanitsa A. L., Evstrapov A. A. «Organ-on-a-chip» – materials and methods of creation. Nauchnoe priborostroenie = Scientific Instrumentation. 2019;29(4):3–18.
  10. Gijzen L., Marescotti D., Raineri E., et. al. An Intestine-on-a-Chip Model of Plug-and-Play Modularity to Study Inflammatory Processe. SLAS TECHNOLOGY: Translating Life Sciences Innovation. 2020;25(6):585–597. https://doi.org/10.1177/2472630320924999

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Various concepts at the intersection of sciences

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The share of original drugs in the total number of drugs registered in the Russian Federation in the period from 2010 to 2019 [3]

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The number of drugs with a new active ingredient, registered in the Russian Federation, developed by domestic researchers [3]

Download (889KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Normal physiological insulin secretion

Download (1001KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Insulin pump (electronic syringe). On the left is a diagram of the insulin injector device. On the right is the location of the device on the human body. 1 – pump with reservoir; 2 – infusion system; 3 – cannula / catheter [6]

Download (1MB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Dynamics of the average annual growth rates of design translational developments in the bioindustry

Download (973KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Scheme of the effect of the targeted effect of eToeholds. 5 – viral protein of the pathogen [7]

Download (1MB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. «Backpacks» of nanoparticles (pink - left; purple - right) attached to the macrophage cell release a steady stream of cytokines to keep the cell activated against cancerous tumors. Source: Wyss Institute at Harvard University

Download (1MB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. System for obtaining nanosized vesicles for transportation of biological products in the human body with parenteral and minimally invasive methods of administration. Source: Wyss Institute and John A. Paulson Harvard School of Engineering and Applied Sciences

Download (1MB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Microfluidic drug testing devices

Download (1MB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. The Man-on-Chip Model

Download (1MB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Modeling of cystic fibrosis. Left - light-on-a-chip system; on the right is a cystic fibrosis-on-a-chip model. Source: Wyss Institute at Harvard University

Download (1MB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Diagram of the intestine-on-a-chip construction. Source: Wyss Institute at Harvard University

Download (1MB)
Indexing metadata
15. Fig. 14. Micro device for monitoring hemostasis. Source: Wyss Institute at Harvard University

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2021 Tyukavin A.I., Arseniev N.А., Studneva M.A., Medvedeva V.S., Suchkov S.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».