Инновации для биофармы – со дна моря

1669

Когда речь идёт об инновационном развитии российской фармацевтики, нередко возникает вопрос о том, существуют ли в России ресурсы для создания оригинальных лекарств. На этот вопрос стоит ответить утвердительно, ведь природа нашей страны даёт учёным огромный материал для работы над новыми препаратами.

Природные соединения руками их исследователей внесли огромный вклад в создание новых медикаментов и развитие фармацевтической промышленности во всём мире. Перечень препаратов, созданных на основе биологических молекул или их производных и аналогов, включает около половины всех известных на сегодня медикаментов. Более 60 всех новых лекарственных средств, разрешённых за последние два десятка лет для клинического использования в странах Европы и в США, созданы с применением знаний, полученных при изучении природных соединений. Эта область медицинской химии стала весьма престижной в науке прошлого столетия. Её значение можно косвенно оценить по числу и регулярности присуждения Нобелевских премий в области химии.

Речь идёт о создании и применении новых лекарств на основе природных химических соединений, выделяемых прежде всего из растений, микроорганизмов и морских животных. Такие соединения, называемые вторичными метаболитами, имеют чрезвычайно высокую активность, например, в отношении раковых клеток или вирусов – такую, какой не обладают традиционные химиотерапевтические средства.

По химическому строению вторичные метаболиты очень разнообразны, в их числе – стероиды и терпеноиды, полифенолы, некоторые углеводы. По своей функции к ним относятся гормоны, антибиотики, токсины, феромоны и другие группы биологических соединений.

Долгое время основными биологическими источниками природных соединений были высшие наземные растения и почвенные микроорганизмы. Но после изобретения и широкого распространения легководолазной техники ситуация изменилась: теперь на авансцену новой биохимии «вышли» разнообразные морские организмы.

Изучение морских природных соединений (низкомолекулярных биорегуляторов) на сегодняшний день стало быстроразвивающейся научной областью на стыке биологии и химии. Достаточно сказать, что в результате исследований, направленных на поиск, выделение и установление строения таких оригинальных соединений, удалось открыть около 20 тысяч новых веществ, в том числе имеющих экстремально высокую физиологическую (в частности, противоопухолевую) активность.

Некоторые из них уже вышли в клиническую практику. К примеру, в конце 2007 года препарат «трабектидин» («джонделис») был разрешён к применению в странах Европейского союза для лечения сарком мягких тканей. А в процессе его клинических испытаний были получены замечательные результаты и при лечении некоторых других видов злокачественных опухолей.

Другой пример – первый обезболивающий препарат на основе морских природных соединений, получивший название «зиконотид» («приалт»). Он был создан на основе яда моллюска из рода Conus. Это вещество почти в тысячу раз сильнее морфина и вдобавок не вызывает привыкания. В конце 2004 года соединение под торговым названием «приалт» было разрешено к производству и клиническому применению в США, а несколькими месяцами позже – в Европе.

В России также проводятся работы по исследованию оригинальных природных соединений, хотя и не в таких масштабах, как за рубежом. В основном такие изыскания сосредоточены в Сибири и на Дальнем Востоке. Так, изучение биохимических соединений из растений ведётся, в частности, в Новосибирском институте органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН, а с веществами из морских организмов работают в Тихоокеанском институте биоорганической химии (ТИБОХ) ДВО РАН. Препараты, созданные в результате исследований наших учёных, уже вошли в оборот на внутреннем рынке.

На основе пигментов морских ежей, изученных в ТИБОХ, получены применяемые в настоящее время два новых лекарственных препарата: «Гистохром для офтальмологии» и «Гистохром для кардиологии». Первый показал довольно высокую эффективность при ряде заболеваний глаз, а также травмах и кровоизлияниях, возникающих в результате многих причин. Второй препарат – кардиопротектор, который способен почти вдвое уменьшать зону некроза при остром инфаркте миокарда. Кардиологический гистохром снижает также частоту осложнений при операциях на открытом сердце. Примечательно, что, как показала клиническая практика, препараты серии «Гистохром» имеют преимущества по сравнению с применяемыми ранее лекарствами аналогичного назначения.

Разнообразие морских природных соединений достаточно высоко. Причём каждый год количество известных морских природных соединений увеличивается (приблизительно на тысячу соединений в год). Это следствие большого биологического разнообразия в морях и океанах.

По разным оценкам, на Земле обитает несколько миллионов видов морских микроорганизмов, и около миллиона ещё не описаны. В связи с этим можно считать, что изучение биологически активных веществ из морских обитателей в настоящее время только начинается.

В последние годы возникло новое направление поиска и изучения природных соединений – метагеномика. В рамках этого направления предметом исследования становятся не отдельные геномы, а совокупность геномов организмов, объединённых определённым местом обитания. В чём ценность этих работ? Дело в том, что подавляющее большинство организмов (как правило, морских), из которых выделяются перспективные молекулы, очень трудно (а подчас и невозможно) культивировать в лабораторных условиях. Но с этой проблемой можно справиться: надо выделить из генома таких организмов набор (кластер) генов, отвечающих за синтез нужного соединения, и встроить их в геном бактерий или дрожжей. Тем самым удастся вырабатывать новые молекулы в количествах, достаточных для дальнейшей работы биохимиков.

Наконец, изучение биологически активных природных соединений стимулирует работы по органическому синтезу самих этих соединений, а также их производных и аналогов. Суть исследований в том, чтобы создавать большие наборы (библиотеки) новых соединений, в том числе имеющих более высокую активность, чем исходное вещество-прототип.

Ещё одна особенность оригинальных природных соединений из числа вторичных метаболитов в том, что они достаточно узко распространены – иногда их можно обнаружить лишь в одном биологическом виде. Поэтому нельзя исключать, что мощное соединение, эффективное, например, против рака груди, содержится в каком-нибудь растении, которое можно найти только в горах Алтая и нигде больше.

Логично полагать, что в России есть смысл проводить массовый поиск перспективных соединений, способных в итоге дать преимущество именно нашим разработчикам лекарств. И такая задумка не кажется утопической. Пример реализации подобного подхода на государственном уровне – Бразилия. Значительную долю биотехнологических работ в ней составляет поиск новых физиологически активных веществ, выделяемых из уникальных организмов, которые обитают на территории этой южноамериканской страны. В Бразилии действует специальная научная программа скрининга потенциально активных природных лекарственных субстанций (обладающих прежде всего противоопухолевым и антимикробным действием). Закономерный интерес биохимики и медики проявляют к бразильской флоре с целью поиска целебных растений и выделения из них новых лекарственных веществ. Ещё один многообещающий источник новых лекарственных средств – обитатели побережья Атлантического океана. В Университете Сан-Паулу действует мультидисциплинарная программа, предполагающая изучение морских биоресурсов Бразилии с целью поиска активных лекарственных компонентов. Благодаря применению высокотехнологичной аппаратуры удаётся проанализировать множество химических соединений за сравнительно малое время. В ходе этой программы уже выделены высокоактивные противоопухолевые алкалоиды и лактоны, сейчас проходящие клинические испытания. Неудивительно, что бразильские биотехнологии (прежде всего, медицинские) переживают в последние годы бурный рост.

Но таким способом можно оживить не только биотех.

Поскольку вторичные метаболиты находятся в составе живых организмов в очень малых, зачастую следовых, количествах (менее одной десятитысячной процента), то их выделение непосредственно из живых организмов влетит в копеечку. Единственный путь получить новые соединения в количествах, требуемых для клинических испытаний, – синтезировать их химически по методу так называемого асимметрического синтеза. В России специалистов по этому направлению осталось, к сожалению, не много. Тем самым крупный биотехнологический проект может поддержать целое направление в химической науке.

Вещества, полученные из морских организмов, обладают высокой активностью. В связи с этим медицина не нуждается в том, чтобы иметь их в больших количествах: потребности в них исчисляются граммами и килограммами. Соответственно, для получения подобных соединений не нужны большие мощности. Тем не менее и подобные, немасштабные, производства надо или строить, или совершенствовать уже существующие. Вдобавок следует создавать виварии, центры до- и клинических исследований и т. д. Причём нужно думать о появлении сети таких центров, прежде всего в районах с уникальной природой, таких как Дальний Восток, Алтай.

Не будем забывать и о необходимости развития смежных дисциплин, той же биоинформатики, одна из задач которой – внедрение программ для поиска новых потенциальных лекарств.

По существу, речь идёт о создании технологических платформ – междисциплинарных консорциумов учёных самой разной специализации. Конечно, это амбициозная и трудоёмкая задача. Но зато её решение позволит сформировать базу для разработки истинно инновационных лекарств – тех, в которых действующим веществом служит новая молекула. И это может дать серьёзное преимущество российской фарме, нуждающейся в новых идеях и продуктах.



Ваша персональная подборка

    Подписка на статьи

    Чтобы не пропустить ни одной важной или интересной статьи, подпишитесь на рассылку. Это бесплатно.

    Рекомендации по теме

    Мероприятия

    Мероприятия

    Повышаем квалификацию

    Посмотреть

    Самое выгодное предложение

    Самое выгодное предложение

    Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

    Живое общение с редакцией

    А еще...








    Наши продукты






















    © МЦФЭР, 2006 – 2017. Все права защищены.

    Портал zdrav.ru - медицинский портал для медицинских работников. Новости и статьи для главных врачей, медицинских сестер, заместителей главного врача, специалистов по качеству медицинской помощи, заведующих КДЛ, медицинских юристов, экономистов ЛПУ, провизоров и руководителей аптек.

    Информация на данном сайте предназначена только для медицинских работников. Ознакомьтесь с соглашением об использовании.
    Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-64203 от 31.12.2015.

    Политика обработки персональных данных

    
    • Мы в соцсетях
    Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.
    Сайт предназначен для медицинских работников!

    Чтобы продолжить чтение статей на портале ZDRAV.RU, пожалуйста, зарегистрируйтесь.
    Это займет всего 57 секунд. Для вас будут доступны:

    — 9400 статей
    — 4000 ответов на вопросы
    — 80 видеосеминаров
    — множество форм и образцов документов
    — бесплатная правовая база
    — полезные калькуляторы

    Вы также получите подарок — журнал в формате pdf

    У меня есть пароль
    напомнить
    Пароль отправлен на почту
    Ввести
    Я тут впервые
    И получить доступ на сайт Займет минуту!
    Введите эл. почту или логин
    Неверный логин или пароль
    Неверный пароль
    Введите пароль
    Сайт предназначен для медицинских работников!

    Чтобы продолжить чтение статей на портале ZDRAV.RU, пожалуйста, зарегистрируйтесь.
    Это займет всего 57 секунд. Для вас будут доступны:

    — 9400 статей
    — 4000 ответов на вопросы
    — 80 видеосеминаров
    — множество форм и образцов документов
    — бесплатная правовая база
    — полезные калькуляторы

    Вы также получите подарок — pdf- журнал «Здравоохранение»

    У меня есть пароль
    напомнить
    Пароль отправлен на почту
    Ввести
    Я тут впервые
    И получить доступ на сайт Займет минуту!
    Введите эл. почту или логин
    Неверный логин или пароль
    Неверный пароль
    Введите пароль
    ×
    Сайт предназначен для медицинских работников!

    Чтобы скачать файл на портале ZDRAV.RU, пожалуйста, зарегистрируйтесь.
    Это займет всего 57 секунд. Для вас будут доступны:

    — 9400 статей
    — 4000 ответов на вопросы
    — 80 видеосеминаров
    — множество форм и образцов документов
    — бесплатная правовая база
    — полезные калькуляторы

    Вы также получите подарок — pdf- журнал «Здравоохранение»

    У меня есть пароль
    напомнить
    Пароль отправлен на почту
    Ввести
    Я тут впервые
    И получить доступ на сайт Займет минуту!
    Введите эл. почту или логин
    Неверный логин или пароль
    Неверный пароль
    Введите пароль
    ×
    Сайт предназначен для медицинских работников!

    Чтобы скачать файл на портале ZDRAV.RU, пожалуйста, зарегистрируйтесь.
    Это займет всего 57 секунд. Для вас будут доступны:

    — 9400 статей
    — 4000 ответов на вопросы
    — 80 видеосеминаров
    — множество форм и образцов документов
    — бесплатная правовая база
    — полезные калькуляторы

    Вы также получите подарок — pdf- журнал «Здравоохранение»

    У меня есть пароль
    напомнить
    Пароль отправлен на почту
    Ввести
    Я тут впервые
    И получить доступ на сайт Займет минуту!
    Введите эл. почту или логин
    Неверный логин или пароль
    Неверный пароль
    Введите пароль
    ×