新薬開発は、消去法によるプロセスです。まず、疾患に関わるタンパク質や経路といった生物学的標的を特定します。次に、何千、何百万もの化合物をスクリーニングし、標的と相互作用する化合物を探します。そのほとんどは失敗に終わります。スクリーニングを通過した化合物がリード化合物となり、その後の長年にわたる最適化を経て、有望な分子がヒトでの臨床試験が可能な候補化合物へと進化します。

歴史的に見ると、創薬は天然物や偶然の発見に頼ってきました。ペニシリンはカビから、アスピリンはヤナギの樹皮から得られました。今日では、研究者はハイスループットスクリーニング、計算モデリング、合理的な創薬設計を利用しています。標的タンパク質の構造から出発してそれに適合する分子を設計したり、膨大な化合物ライブラリーを数日でスクリーニングしたりすることができます。フラグメントベースの創薬では、創薬を断片的に構築します。バイオ医薬品の創薬では、細胞を用いて抗体やタンパク質を生成し、小さな分子では到達できない標的に作用させます。

発見の段階：

• 標的の特定。 病気に関与する生物学的分子の発見。
• アッセイ開発。 活性を測定するためのテストの構築。
• スクリーニング。 大規模なライブラリをテストしてヒットを探します。
• リード最適化。効力、選択性、安全性の向上。
• 前臨床試験。 ヒト臨床試験の前に細胞や動物で評価します。

ほとんどの創薬プログラムは失敗に終わる。試験管内で効果を発揮する化合物が細胞内では効果を発揮しない場合もあれば、細胞内で効果を発揮する化合物が動物内では効果を発揮しない場合もある。