Начало начал

Как создавались новые лекарства

Cамые первые шаги на пути создания новых лекарств могут быть разными. Из истории мы знаем, что новое лекарственное средство может быть обнаружено случайно. Хорошо известно, как был открыт первый антибиотик, пенициллин. В 1928 году британский микробиолог Александр Флеминг изучал рост бактерий, вызывающих ряд инфекционных заболеваний — золотистых стафилококков. Однажды он заметил, что несколько чашек для культивирования стафилококков заражены плесенью Penicillium rubens, а колонии стафилококков вокруг пятен плесени убиты. Он пришел к выводу, что плесень содержит вещество, убивающее бактерии. Флеминг выделил это активное вещество, получившее название пенициллин.

Случается, что у какого-то вещества при его изучении обнаруживается неожиданный эффект. Так, сильденафил разрабатывался компанией Pfizer для лечения гипертонии и стенокардии, но в ходе клинических испытаний выяснилось, что это средство помогает при эректильной дисфункции.

Но кроме счастливых случайностей, разумеется, есть и целенаправленный поиск новых лекарственных средств. Открытию новых лекарств способствует фундаментальная наука. Ученые, занимающиеся life sciences, науками о жизни, находят решения для лечения каких-то определенных болезней, изучая фундаментальные свойства природы.

Очень важный фактор — вызов времени. В восьмидесятые годы прошлого века подобным вызовом была эпидемия ВИЧ/СПИД. Шел активный поиск лекарств, которые можно было бы применить для лечения ВИЧ-инфекции и ее последствий. Первой находкой стал азидотимидин (зидовудин). Выяснилось, что этот препарат, разработанный в 1964 году как онкологический, но не доказавший свою эффективность при лечении раковых заболеваний, может подавлять репликацию вируса иммунодефицита человека, не нанося вреда здоровым клеткам организма. В дальнейшем методы терапии ВИЧ-инфекции продолжали совершенствоваться. Если в 1980-е годы средняя продолжительность жизни пациента с диагнозом «СПИД» составляла около одного года, то в наши дни при условии раннего начала лечения ВИЧ-инфекции пациент может рассчитывать на нормальную среднюю продолжительность жизни.

Яркие примеры ответа ученых на вызовы времени можно найти в истории советской фармакологии. Так, Великая Отечественная война стала стимулом для разработки в СССР собственных антибиотиков из-за недоступности пенициллина. В 1941 году в московском Институте малярии и медицинской паразитологии начался поиск таких средств. И уже в 1942 году сотрудники института Георгий Гаузе и Мария Бражникова получили первый отечественный антибиотик грамицидин С (буква «С» означает «советский» и указывает на отличие от американского грамицидина). В 1943 году препарат был запущен в производство. Также в 1942 году во Всесоюзном институте экспериментальной медицины (ВИЭМ) коллективом под руководством Зинаиды Ермольевой был создан второй советский антибиотик — пенициллин-крустозин ВИЭМ. Благодаря этим отечественным разработкам были спасены жизни многих тысяч советских бойцов, получивших ранения на поле боя.

Пандемия COVID-19 дала импульс дополнительного интереса к развитию как фармацевтики в целом, так и отдельных ее направлений — в первую очередь противовирусных лекарственных средств. России удалось быстро отреагировать на пандемию нового коронавируса, создать первую зарегистрированную вакцину против COVID-19 «Спутник V» — в частности, благодаря достижениям советской фармацевтической школы: тому, что было достигнуто в СССР в области разработки вакцин и вакцинации.

Серьезный вызов нашего времени — неинфекционные заболевания (сердечно-сосудистые заболевания, раковые заболевания, хронические респираторные болезни, диабет). На их долю, по данным Всемирной организации здравоохранения, приходится 71% всех случаев смерти в мире. Вполне возможно, что новые достижения науки в разработке онкологических препаратов в обозримом будущем приведут к тому, что рак повторит судьбу СПИДа — будет побежден.

И наука, и фармацевтический бизнес уделяют большое внимание проблеме старения. Идет активный поиск лекарств, помогающих при заболеваниях, возникающих в пожилом возрасте, лекарств, способных улучшить качество жизни пожилых людей, увеличить ее продолжительность.

В будущем наверняка будут появляться новые вызовы, на которые нужно будет искать и находить ответы.

Как создаются новые лекарства

В самом начале работы над будущим лекарством исследователям необходимо получить как можно больше информации: потенциальная польза и механизм действия; лучший способ его доставки в организм (таблетка, капсула, инъекция, мазь); оптимальная дозировка; наличие побочных эффектов; различие в воздействии на разные группы людей (в зависимости от пола, расы, возраста, состояния здоровья); взаимодействие с другими медикаментами; эффективность в сравнении с другими лекарственными средствами. Все это выясняется в результате исследований.

Разработка новых лекарственных средств происходит на стыке наук. Ведь современная биология — совсем не та наука, что была 20–30 лет тому назад. В биологии есть свои разделы: есть биофизика, то есть смесь биологии с физикой, есть биохимия, есть физикохимия. В Москве существует Федеральный медицинский биофизический центр имени А. И. Бурназяна. По его названию видно, сколько направлений науки связаны между собой. Поэтому нельзя выделить какую-то одну область, какую-то одну специальность как главную. Над открытием новых лекарств работают представители разных специальностей.

В прошлом процесс поиска нового лекарства чем-то походил на колдовство — дать больному отвар травы, намазать рану мазью и получить определенный эффект. Со временем для лучшего понимания процесса болезни и процесса ее лечения ученым нужно было опуститься вначале на уровень клетки, потом на уровень молекулы. Уровень молекулы и взаимодействия молекул — это уже не только биология, хотя речь идет о живом организме, но и химия и физика. Для создания нового лекарства нужно понимание происходящих процессов на всех уровнях.

В настоящее время можно выделить три поколения лекарственных препаратов. Первое поколение — это малые молекулы: лекарства, созданные методом органического синтеза. Это большая часть тех препаратов, которые мы видим в аптеках, начиная с аспирина, таблетки, которые все мы принимаем в случае плохого самочувствия. Второе поколение — биопрепараты: новые биотехнологические препараты на основе рекомбинантной ДНК. Это белковые препараты, которые максимально близки к белкам, имеющимся в организме человека. ГК «Промомед» развивает это направление, и одним из первых таких продуктов является «Радамин Виро» — препарат на основе РНК. Несколько других биотехнологических препаратов сейчас находятся на разных этапах разработки. К этому (второму) поколению относятся моноклональные антитела, которые направлены на определенный таргет (мишень), на определенную цель в организме для лечения соответствующего заболевания. И, наконец, третье поколение — препараты, созданные на основе клеточных и генных технологий, которые в некоторых случаях могут быть персонифицированы. Когда появится следующее, четвертое, поколение лекарств, сказать сложно. Но оно обязательно появится, научный прогресс неостановим.

Стартом для любой разработки нового лекарственного средства являются фундаментальные исследования, проводимые в научных институтах. Именно эти открытия чаще всего служат основой для разработки новых лекарственных средств. Очень важным условием для возникновения новых лекарственных препаратов служит наличие взаимодействия науки и бизнеса. Представители науки могут проводить исследования в различных областях, но не знать, как вывести свои разработки на рынок (или могут не иметь достаточного финансирования для этого). Бизнесмены не могут и не будут заниматься финансированием изучения всего подряд, но способны вложить средства в конкретную фундаментальную разработку и довести ее до рынка. Этот подход очень хорошо применяется, например, в ГК «Промомед». Компания активно развивает взаимодействие с научными институтами, что способствует выпуску новых инновационных препаратов.

В наше время одним из распространенных подходов к разработкам препаратов является скрининг, когда путем подбора различные вариантов молекул определяется наилучшая по взаимодействию с изучаемой мишенью. Активно развивается такая мультидисциплинарная область как биоинформатика. Она объединяет молекулярную биологию, кибернетику, генетику, химию, компьютерные науки. Вначале молекула моделируется in silico, на компьютере, потом она производится в небольшом количестве и проверяется ее эффективность сначала in vitro, в пробирке, а затем in vivo, на животных. И только после всех проверок на безопасность и эффективность можно приступить к исследованиям на людях.

В биотехнологических компаниях работа над новым проектом обычно начинается с биосимилярного препарата. То есть с препарата, содержащего версию уже известного активного вещества — препарата, который кем-то уже разработан, выведен на рынок, про который уже известно, что он эффективен и безопасен. Такой подход минимизирует риски вывода нового продукта на рынок. Не нужно рисковать тем, что в итоге продукт окажется неработоспособным. Получив прибыль с такого препарата, можно вложить их в поиск и разработку нового, инновационного продукта. А биотехнологические продукты, к сожалению, могут показать свою неэффективность на самых разных стадиях разработки. Инновационный препарат может работать в пробирке, работать на животных, но потом может выясниться, что он не эффективен при исследовании на людях. Таким образом, компаниям выгодно начинать работу с уже известными продуктами, а уже потом переходить к новым разработкам.

До рынка доходит около одного процента, а то и меньше, разработок биотехнологических компаний.

Заказчиком новых лекарств может быть и государство, и бизнес, но в первую очередь заказчиком является общество. Цель бизнеса — зарабатывать деньги. Прибыль может принести препарат, помогающий от широко распространенного заболевания, как, например, в случае с новым коронавирусом. На подобные вызовы бизнес оперативно реагирует. Но есть заболевания, чаще всего связанные с наследственными генетическими отклонениями, которые встречаются очень редко. В этом случае заказчиком новых лекарственных средств выступает государство.

От создания нового лекарственного средства пользу получают и государство, и бизнес. Бизнес — в виде прибыли, государство — в виде здоровых, работоспособных членов общества, улучшения ситуации со здравоохранением в целом.