Главная | Обратная связь

От лабораторных исследований до таблетки

Лекарство – это молекула, которая оказывает какой-нибудь положительный эффект на определенный орган или систему человеческого организма.1 К счастью, недостатка в таких молекулах не испытывается. Некоторые из них можно найти в природе, а именно – выделить из растений, что вполне резонно, так наш молекулярный состав похож на структуру представителей флоры. Иногда медики просто выделяют нужную им молекулу из конкретных видов, но обычно к ним еще добавляют дополнительные элементы, или наоборот, удаляют некоторые из них в ходе сложного химического процесса в надежде на то, что удастся либо увеличить потенциал действия лекарства, либо уменьшить интенсивность его побочных эффектов.

Часто у ученых уже есть некоторое представление о механизмах функционирования человеческого организма, на которые нужно воздействовать, и в большинстве случаев речь идет о копировании принципа работы, который лежит в основе действия существующего лекарства. Например, в нашем организме есть энзим под названием циклооксигеназа, который участвует в выработке молекул, сигнализирующих о начале воспаления. Если блокировать действие этого энзима, то можно уменьшить боль. Есть много лекарств, действующих именно по этому принципу, включая аспирин, парацетамол, ибупрофен, кетопрофен, фенопрофен и так далее. Если вам удастся найти новую молекулу, блокирующую действие циклооксигеназы, и эта молекула будет работать в пробирке, то, скорее всего, она будет действовать точно так же и в организме животного, а если это так, то она, вероятно, поможет снизить боль и у человека. Если ничего опасного не произошло с животными или людьми за определенный период после того, как они приняли лекарство, блокирующее действие вышеупомянутого энзима, то ваш новый препарат, вероятнее всего (но не обязательно), будет безопасным.

Разработка нового лекарства, которое действует по совершенно другому принципу, гораздо более рискованное предприятие, так как такой препарат непредсказуем и с очень большей степенью вероятности может не оправдать себя на каком-либо этапе исследования из описанных выше. Однако создание такого нового лекарства может стать значительным рывком вперед в науке и медицине. Мы рассмотрим достоинства и недостатки копирования и изобретения лекарств позднее.

Один из способов разработки лекарств – процесс под названием «скрининг», одно из самых нудных занятий, которое только можно придумать для молодого сотрудника научной лаборатории. Сотни, может быть, даже тысячи молекул, незначительно отличающихся друг от друга формой и размерами, синтезируются в надежде, что они окажут какое-либо положительное воздействие на конкретный участок нашего организма. Затем нужно разработать лабораторный метод, который позволит понять, вызывает ли это лекарство изменения, которые вы ожидали увидеть – блокирование действия энзима, например, – после чего необходимо проверять все лекарства одно за другим, измеряя силу их действия, до тех пор, пока не найдется подходящее. В течение этого процесса генерируется много ценных данных, но потом они либо просто уничтожаются, либо запираются в архивах какой-нибудь фармацевтической компании.

Когда вы нашли какое-то вещество, которое действует в пробирке, вы даете его подопытному животному. На этом этапе нужно фиксировать много различных данных. Какое количество лекарства наблюдается в крови у подопытного животного после того, как оно попало к нему в организм? Если концентрация действующего вещества незначительная, то вашим пациентам придется проглотить лошадиную дозу препарата, чтобы он подействовал, что очень непрактично. Как долго лекарство остается в крови перед тем, как распадется в организме? Если этот период составляет 1 час, то пациентам придется принимать по таблетке каждый час, то есть 24 раза в сутки, что также не представляется возможным. Можно посмотреть, во что превращается молекула нового лекарства, после того как она расщепляется в организме, и проверить, не являются ли эти продукты распада опасными веществами.

В то же время нужно уделить внимание проверке токсичности лекарства – особенно важный аспект, из-за которого иногда лекарство нельзя использовать совсем. Вам также захочется узнать уже на ранних стадиях разработки, вызывает ли новое лекарство, например рак, чтобы отказаться от него, как можно раньше, если подтвердятся самые худшие опасения. И тем не менее, иногда все же можно создать и такое токсичное лекарство, если предполагается, что пациент будет принимать его лишь в течение нескольких дней. Также может быть создан препарат, который действует на репродуктивную систему, но если он предназначен, скажем, для лечения болезни Альцгеймера, то данное обстоятельство вызывает меньше опасений (я подчеркиваю, что опасений такие препараты вызывают меньше, хоть все же и вызывают их, так как пожилые люди тоже занимаются сексом).

На этом этапе применяют много стандартных методов. Например, чтобы ответить на вопрос, вызывает ли ваше лекарство рак у лабораторных животных, ученым придется потратить несколько лет, но даже если такую проверку необходимо провести для получения лицензии из государственного ведомства, сходные ранние тесты производятся сначала в пробирке. Один из примеров – тест Эймса, который позволяет очень быстро понять, вызывает ли лекарство мутации у бактерий, просто наблюдая, на какой питательной среде они чувствуют себя более комфортно.

Стоит заметить на этом этапе, что почти все лекарства, оказывающие нужный эффект, также обладают нежелательными токсичными свойствами при определенной, завышенной дозе. Это закон жизни. Структура человеческого организма очень сложна, однако его формируют лишь около 20 000 генов, поэтому множество строительных блоков, из которых состоит наше тело, используются многократно, и это означает, что вещество, воздействующее на определенный участок организма человека, может также в большей или меньшей степени воздействовать и на другой участок при приеме более значительных доз препарата.

Таким образом, сначала необходимо провести тесты на животных и лабораторные исследования, чтобы узнать, действует ли лекарство на другие параметры организма, такие как электрическая проводимость сердца, что сделает его неподходящим для людей. Придется также выполнить ряд различных отсеивающих тестов, чтобы узнать, оказывает ли препарат действие на основные рецепторы клеток, реагирующие на лекарственные средства, на почки и легкие грызунов, на сердце собаки, на ее поведение, и провести различные анализы крови. Нужно изучить продукты распада лекарства в клетках животных и человека, и если получатся разные результаты, можно попробовать испытать препарат на других видах животных.

Затем препарат дается все в более больших дозах животным, пока они не погибнут или пока у них не появятся ярко выраженные симптомы отравления. На основе этого можно узнать максимально допустимую дозу у различных видов (обычно это грызуны, например, крыса, мышь и пр., или другие животные, чаще собака), а также лучше понять, какой эффект производят дозы, близкие к летальным. Прошу прощения, если это звучит жестоко, но я считаю, что поскольку страдания зверей сведены к минимуму, то испытывать действие лекарств на них допустимо. Вы можете согласиться со мной или нет, но в любом случае просто постарайтесь не думать об этом.

Если пациенты будут принимать препарат в течение долгого промежутка времени, нужно особенно тщательно изучить действие, которое он оказывал на животных при длительном употреблении, поэтому его придется давать лабораторным крысам или собакам по крайней мере в течение месяца. Это важная часть исследования, ведь когда исследователь впервые начнет проводить испытания на людях, он не сможет давать своим пациентам лекарство дольше того срока, в течение которого его принимали подопытные животные.

Ученому может не повезти. Всегда есть вероятность, что создастся такая ситуация, когда лекарство не вызовет никаких побочных эффектов у животных, но будет токсично для людей. Такое явление не очень распространено, но иногда все же встречается. Так, практолол был лекарством, использовавшимся как бета-блокатор, очень действенный против многих болезней сердца, а его молекула выглядит почти точно так же, как и молекула пропранолола, который широко распространен и достаточно безопасен. Но неожиданно практолол стал вызывать так называемый слизисто-кожно-глазной синдром – ужасное расстройство. Поэтому нам нужно собрать много данных по всем лекарствам, чтобы отслеживать подобные случаи как можно раньше.

Как вы уже поняли, процесс создания и исследования лекарств очень долгий и дорогой, но даже после всех проверок вы не можете быть уверены в том, что принимаете эффективный и безопасный препарат, когда он попадает вам в руки, потому что он еще никогда не давался ни одному человеку. Принимая во внимание невероятность получения нужной комбинации свойств при разработке лекарств, я считаю чудом тот факт, что они вообще действуют. Еще большим чудом я считаю то, что мы смогли разработать безопасные лекарства и что такое создание лекарственных препаратов оказалось технически возможным.