1

Создание лекарственных препаратов Шаги 3 и 4: Выбор молекулы или рабочего варианта

Введение

В среднем на все исследования и разработки, необходимые для того, чтобы новый лекарственный препарат был доступен для пациентов, уходит более 12 лет и более 1 миллиарда евро.

Разработка лекарственных препаратов — это рисковый бизнес. Большинство разрабатываемых соединений (около 98 %) так и не выходят на рынок. Так происходит потому, что при оценке преимуществ и рисков (негативных побочных эффектов), обнаруживаемых в ходе разработки, сложно сравнивать их с уже имеющимися на рынке препаратами.

Процесс разработки нового лекарственного препарата можно представить в 10 шагах. Следующая статья описывает 3-й и 4-й шаги. Поиск и оптимизация рабочих вариантов.

Шаг 3: Поиск рабочих вариантов.

На этом этапе происходит поиск молекулы, которая способна взаимодействовать с мишенью. Молекула может быть получена из естественного источника, например, растения, или может быть создана в химической лаборатории. Речь идет о «малых молекулах». Сотни тысяч молекул тестируются в поиске рабочих вариантов — молекул, способных взаимодействовать с мишенью. Поиск рабочих вариантов называется скринингом. Современные роботизированные технологии позволяют выполнять «высокопроизводительный» скрининг. Это означает, что можно быстро протестировать миллионы молекул. После того, как рабочие варианты найдены, можно переходить к следующему этапу.

Также обнаруживаются большие молекулы (белки), которые взаимодействуют с мишенью. Создать такие большие молекулы гораздо сложнее. Для этого необходимо применение биотехнологий, и поэтому речь идет о «биологиках». Биотехнологии позволяют получать большие молекулы с помощью живых организмов — бактерий, дрожжей или клеток животных — в больших ферментационных резервуарах. Затем белки отделяются и очищаются. Затем очищенные белки можно использовать для исследования их взаимодействия с мишенью.

Раньше фармацевтические компании обычно производили «малые молекулы», которые затем становились новыми препаратами. На сегодняшний день производятся также большие молекулы (белки) — «биологические препараты». И малые молекулы, и биологики играют важную роль в разработке препаратов.

Шаг 4: Оптимизация рабочих вариантов

Оптимизация рабочих вариантов происходит путем внесения в молекулы модификаций, позволяющих усилить их эффект. В ходе скрининга выявляются рабочие варианты — молекулы, которые взаимодействуют с мишенью. Однако, зачастую такие молекулы имеют слабое действие и сами по себе не подходят для дальнейших разработок. Химики изменяют молекулу, выбранную в качестве «рабочего варианта», присоединяя к ней элементы или удаляя их. Это создает спектр молекул, которые слегка различаются. Также может быть изменена молекула, лежащая в основе существующего препарата, с целью усиления или изменения действия препарата. Структура таких молекул может создаваться с использованием компьютерных технологий.

Эти измененные молекулы затем тестируются, чтобы определить, какая структура дает наилучший эффект и наибольшую переносимость (безопасность). Такие исследования помогают ученым понять фармакологию молекулы, т.е. как молекула действует в организме. Молекулы, которые проявляют наибольшую эффективность и являются наиболее безопасными, можно использовать в дальнейшем в качестве «исследуемого препарата». На этот момент научная и техническая информация об исследуемом веществе, например, его молекулярная структура и действие, регистрируется или патентуется с целью защиты авторских прав на интеллектуальную собственность.

Еще раз отметим, что на каждом этапе процесса разработки проводится анализ результатов серии экспериментов и принимается решение о необходимости продолжать исследование. Если принимается положительное решение, то делаются дальнейшие вложения для финансирования новой серии экспериментов. Если результаты, полученные в ходе экспериментов, демонстрируют, что в дальнейших исследованиях нет смысла, то принимается решение против их продолжения, и проект прекращается.

Резюме: Шаги 1-4:

Лекарственный препарат определяется в качестве исследуемого препарата только после того, как выбрана нужная мишень и установлен наиболее подходящий рабочий вариант молекулы. К этому моменту процесс разработки лекарственного препарата уже

  • продолжается в среднем 4,5 года,
  • включая тестирование большого количества молекул (от 5 до 10 тысяч и более — в случае малых молекул) и
  • его стоимость составляет в среднем 500 миллионов евро.

Исследуемым препаратом может быть как малая молекула, так и биологический препарат.

Справочная литература

  1. Edwards, L., Fox, A., & Stonier, P. (Eds.). (2010). Principles and practice of pharmaceutical medicine (3rd ed.). Oxford: Wiley-Blackwell.

Приложения

A2-1.02.3-V1.1