Как разрабатываются новые препараты? Как проверяется их безопасность и эффективность? Что такое антибиотикорезистентность и чем опасно неправильное применение лекарств? Об этом поговорили с Ириной Баловой – доктором химических наук, директором Института химии Санкт-Петербургского государственного университета, преподавателем химических программ «Сириуса».
Публикуем интервью с ученым
Ирина Анатольевна, с чего начинается создание лекарства?
Это гигантская кухня, в которой задействованы большие компании, исследовательские центры, университеты. Есть лекарства, которые создаются на основе синтезируемых малых молекул, но большая часть до сих пор разрабатывается на основе природных соединений. Также есть биотехнологические компании, которые создают различные вакцины и сыворотки.
Раньше лекарственные вещества искали только в природных источниках. Например, нашим предкам удалось выяснить, что отвар коры ивы обладает жаропонижающими свойствами. И уже в середине XIX века было установлено, что противовоспалительные и жаропонижающие свойства обусловлены салициловой кислотой, а в 1853 году французский химик Шарль Фредерик Жерар синтезировал ее производное – ацетилсалициловую кислоту, более эффективно действующее вещество, которое фирма «Байер» начала производить и продавать под названием «Аспирин». Сейчас многие молекулы так же ищутся по аналогии с тем, что есть в природе. Мы уже знаем, какими свойствами они обладают, и ставим цель – усовершенствовать формулу. Только теперь это делается не интуитивно, как раньше. Существуют специальные компьютерные программы, которые позволяют на основе уже существующей базы данных смоделировать вещество. Таким образом, мы начинаем работу с компьютера, а не с колбы. Но прежде чем создавать лекарство, необходимо знать, какая биологическая мишень существует для него, то есть мы должны на молекулярном уровне понимать, в каком месте это будет работать.
Как проверяется эффективность и безопасность лекарства?
В соответствии с международными стандартами эффективности и безопасности. Проверка ведется путем проведения различных тестов. Все начинается с опытов на клетках. Ученые смотрят, насколько токсичным может быть это вещество. А если мы говорим о противораковом препарате, наоборот, ученые фиксируют, насколько эффективно он убивает раковые клетки и не вредит ли здоровым. Первый этап – это клеточные испытания, затем начинается проверка на животных. Они здесь очень сильно помогают, и, безусловно, заслуживают памятника за то, какую важную роль играют в исследованиях. Финальный этап – это уже клинические испытания, в которых принимают участие люди. Они проводятся, когда на предыдущих этапах препарат гарантированно показал свою безопасность. Тестируемое вещество после испытаний все равно может быть возвращено на доработку или оптимизацию. Только потом препарат выходит на рынок.
Можно услышать такое мнение: все, что натуральное, природное – это хорошо, а химия – это плохо и вредно. Это обоснованное предубеждение?
Синтетическая молекула (я ранее привела пример аспирина), создана на основе лекарства, которое взято из природы. Но ее химическая модификация позволила снизить многие побочные эффекты. Есть противораковый препарат «Паклитаксел» (таксол), получаемый из коры тихоокеанского тиса. Абсолютно точно такая же молекула была создана химиками в лаборатории, то есть это две абсолютно одинаковые молекулы. И как можно сказать, что одна лучше, чем другая? В целом нужно понимать, что в основе любого препарата, который вы принимаете, в том числе полученного из природного сырья, лежат те же химические молекулы. И сам человек – это ходячая химическая «фабрика».
Все ли разработки, над которыми работают химики в лабораториях, становятся лекарствами?
Нет, приблизительно 2% от всех разработок. Любая из них проходит многочисленные исследования на эффективность, безопасность, изучаются побочные эффекты. Также учитываются рентабельность производства и многие другие факторы.
Все таблетки разные по форме и цвету. Почему их создают такими?
Есть даже такое направление работы, как дизайн лекарств. Этим занимаются фармацевты. Помимо действующего вещества, в каждой таблетке есть сопутствующие компоненты. Они добавляются для придания таблетке определенной, в том числе привлекательной для глаз, формы, чтобы ее было удобно проглотить. Есть всевозможные стабилизирующие вещества, чтобы таблетка «добралась» до цели без изменений и подействовала так, как это нужно. Поэтому все препараты разные по форме и размеру.
Сейчас много говорят о резистентности к антибиотикам. Может ли случиться так, что существующие лекарства перестанут работать?
Эта ситуация уже сложилась. И здесь мы соревнуемся с миром бактерий, вирусов, грибков, микроорганизмов, которые размножаются стремительно, поэтому все мутации в их популяции происходят значительно быстрее, чем это происходит у людей или животных. Резистентность к лекарствам против туберкулеза – уже факт. Найти для некоторых больных препарат, который будет эффективен и будет помогать вылечиться, уже бывает сложно. Точно так и с антибиотиками: многие бактерии становятся резистентными к их существующим видам. Это своего рода соревнование, в котором мы вынуждены участвовать, чтобы найти лекарства, которые позволят лечить заболевания, вызванные уже мутировавшими и приспособившимися к предыдущему поколению антибиотиков бактериями.
А есть ли здесь влияние человеческого фактора?
Безусловно, это так. Проблема в том, что человек начинает принимать антибиотик по любому поводу или не проходит полный цикл, который позволяет полностью вылечиться. Сложность и в том, что многие занимаются самолечением. Ни в коем случае нельзя принимать препараты по чьей-то рекомендации или просто прочитав инструкцию. Лечиться антибиотиком нужно только строго по показаниям. Лекарство должен назначить специалист. В противном случае неизбежно будут формироваться новые устойчивые к препаратам штаммы. Каждый раз бороться с ними будет все сложнее. И еще раз хочу напомнить, что вирусные заболевания не лечатся антибиотиками. Их могут использовать для лечения сопутствующих заболеваний, например, если присоединяется пневмония бактериального характера.
А сейчас ведется работа по созданию новых антибиотиков?
Безусловно. Это задача и химиков в том числе. Это очень масштабная работа. Опять же, не все препараты станут лекарствами. Но поиск идет, чтобы понять, какие структуры будут эффективны, чтобы пополнить запас, ресурс новыми молекулами, на базе которых такие антибиотики могут быть созданы. Например, моя научная группа, которая работает в Санкт-Петербургском государственном университете, также занимается поиском таких веществ.
Много говорят о вакцинах от коронавируса, а известно ли об эффективных лекарствах от COVID-19 или исследования еще ведутся?
Я пока не знаю о таком лекарстве. Действительно, вакцина пока остается единственным доказанным средством защиты от коронавируса. Я сама переболела им, к сожалению, не успела вакцинироваться раньше. На себе ощутила всю тяжесть заболевания. Как только прошло необходимое количество времени после болезни, я сделала прививку и уверена, что ее нужно делать обязательно. Но поиск лекарства ведется. Например, две группы датских и немецких ученых совместно изучают возможность применения препаратов против малярии, которые были разработаны еще в 70-е годы. Пока были проведены исследования только на клетках. И они показали, что препарат действительно может подавлять вирус. Но подчеркну, пока это только эксперименты на клетках. Исследований проводится много. Это достаточно длительный путь.
Почему вакцина от коронавируса появилась так быстро? Многие по этой причине боятся вакцинироваться.
Если мы говорим о «Спутнике» – вакцине, созданной Центром имени Н. Ф. Гамалеи, – то это стало возможным благодаря наличию разработок в этой области. Созданная против вируса Эбола, она стала платформой для вакцины от коронавируса. Подход, когда старый уже известный препарат или вещество используется для лечения или профилактики новой болезни, существенно сокращает весь цикл исследований и испытаний. В этом плане это помогает сэкономить драгоценное время, особенно, если мы говорим об эпидемии, когда действовать нужно оперативно. Вообще, Россия – сильная страна в плане разработки препаратов, используемых для лечения тяжелых инфекционных заболеваний, в том числе вирусных.
Фото: spbu.ru
