Establishment of a virtual clinical trial system considering variations in factors governing drug tissue distribution, efficacy, and side effects.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03392
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
• Research Institution: Josai International University (2021-2022); Institute of Physical and Chemical Research (2019-2020)
• Principal Investigator: Sugiyama Yuichi 城西国際大学, イノベーションベース, 特別栄誉教授 (80090471)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉門 崇 横浜薬科大学, 薬学部, 准教授 (70535096) ; 速水 謙 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (20251358) ; 小山 智志 国立研究開発法人理化学研究所, 科技ハブ産連本部, 研究員 (60805761) ; 年本 広太 国立研究開発法人理化学研究所, 科技ハブ産連本部, 特別研究員 (70740504)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 生理学的薬物速度論（PBPKモデル） / 薬物間相互作用 （DDI） / In vitroからin vivoへの予測

Outline of Final Research Achievements

It is divided into three achievements:
1)The use of Virtual Clinical Study (VCS) enabled the prediction of changes in pharmacokinetics, pharmacodynamics, and side effects caused by drug-drug interactions (DDIs) involving statins.2)For compounds with strong binding to plasma albumin, we presented a method to predict hepatic uptake clearance from in vitro experiments by considering the binding between the cell surface and albumin, as well as the induction by rifampicin.3)By incorporating the Cluster Gaussian Newton Method (CGNM) into computational calculations based on a mathematical model, we made it possible to utilize "endogenous biomarkers for precise prediction of DDIs."

Free Research Field

分子薬物動態学、システム薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

VCS のアウトプットは、ある患者集団における薬物の薬効・副作用の強度分布であり、体内動態のみに留まらず、薬効、副作用の予測も可能にする。薬物の臓器内濃度と薬効・副作用発現を関連付ける適切な数理モデルを構築し、それをVCS システム に組み込むことにより薬効、副作用の程度を予測する精度があがる。 製薬企業が各自の創薬化合物のデータを用いて汎用性の高いシステムであるVCS を運用できる環境を提供することで、広く創薬業界で標準化される予測パッケージとして利用されることを期待しており、創薬産業への波及効果は大であると考えている。