В лабораториях крупнейших фармацевтических холдингов планеты отрабатывается методика создания "таблетки будущего". Два ее основных компонента - постгеномные технологии и привлечение "золотых голов" из самых разных научных школ - стоят компаниям миллиарды, но обещают появление суперлекарства от неизлечимых ныне болезней
Современные технологии позволяют проводить новую стратегию клинических испытаний лекарств, которая значительно сокращает время поступления медикаментов из лабораторий на аптечные прилавки
Компьютерный дизайнер лекарств Оливье склонился над кропотливой работой почти как часовщик над колесиками и шестеренками. Только вместо увеличительных бинокуляров на глазах у него специальные очки из поляризованного стекла, дающие возможность объемного видения. Картинка в формате 3D, которую он просматривает на дисплее компьютера в течение рабочего дня, связана с "живой" механикой. На экране - молекула белка, неправильно работающего в организме человека и вызывающего болезнь. Но Оливье, наверное, считает себя скорее охотником: разворачивая в виртуальном пространстве модель молекулы белка то так, то эдак, он стремится "обезвредить" ее, подводя к ней один за другим варианты разных химических соединений. Ученого интересует особый участок, приблизив к которому молекулу лекарства, можно "выключить" неправильную работу белка и остановить развитие заболевания. Примерно то же самое будет происходить в человеческом организме при поступлении в него препарата. Компьютер перебирает детали диковинного пазла до тех пор, пока пограничные участки обеих молекул не совпадают по принципу "ключ - замок". Если удастся попасть в яблочко, одним кандидатом на новое лекарство станет больше. Затем "нарисованное" в компьютере химическое соединение создадут в реальности. Это произойдет в соседней лаборатории, занимающейся синтезом. Если понадобится, образцы вещества загрузят в самолет и за несколько часов доставят в Китай, США, Японию - туда, где у компании, в которой трудится Оливье, тоже есть исследовательские центры. Препарату предстоят долгие годы доработок и испытаний. Даже если лекарству, "схему" которого мы разглядывали на дисплее компьютера, повезет успешно пройти через них, оно поступит к первому пациенту не раньше чем лет через десять. Не думайте, что занятная трехмерная головоломка, о которой идет речь, это просто рутинная работа отдельно взятого европейского исследователя. Только что мы нарисовали будущее фармакологии.
Белковая революция
Еще двадцать лет назад разработка новых лекарств велась зачастую методом проб и ошибок. Сначала химики синтезировали вещество, которое, по их предположениям, могло воздействовать на организм больного. Потом действие лекарств долго проверяли: в первой фазе на животных, во второй и третьей - на людях-добровольцах. При этом механизм воздействия препарата на организм человека или животного мог оставаться неизвестным: порой можно было только гадать, почему то или иное лекарство "работает" именно так. "Все изменилось с началом развития протеомики - науки о белках, - рассказывает директор НИИ биомедицинской химии имени В. Н. Ореховича РАМН академик РАМН Александр Арчаков. - Именно их работа, как известно, определяет все функции организма, его жизнедеятельность, в том числе и болезни. Приступив к разгадке белковой "механики" недугов, ученые нашли принципиально новый подход к их лечению". Для этого сначала следовало определить белок-мишень, нарушения в работе которого вызывают заболевание. Потом начинали поиск вещества, способного при взаимодействии с молекулой белка "выключить" или изменить ее работу. Так появилось новое направление в фармакологии, называемое сегодня модным словом "биотек". Новый подход сразу же признали революционным. Еще бы: с его помощью можно было избежать многих ошибок, действуя более прицельно. Сразу стала очевидна и коммерческая выгода: если в традиционной фармакологии из десяти готовых лекарств сложный процесс клинических испытаний выдерживало только одно, то при биотехнологических разработках до потребителя даже поначалу доходил каждый третий препарат. Правда, позже на "биотехнологическом пятачке" стало тесно. Из-за возросшей конкуренции "полезный выход" лекарств опять уменьшился и сейчас вновь составляет один к десяти. И все же работать в этой сфере по-прежнему перспективно: "выключив" белок-мишень, можно создать лекарство от болезни, устранить причину которой раньше не мог никто. В планах разработчиков биотека - препараты от рака, рассеянного склероза, ревматоидного артрита, астмы, депрессии, шизофрении, гепатита, ВИЧ...
(Фото: Владимир Новиков)
Интерес исследователей к неизлечимым заболеваниям понятен: создатель революционного лекарства хотя бы в одной из этих областей "снимет сливки" на фармацевтических рынках всего мира. Поэтому в эту область идут и идут инвестиции, увеличивающие могущество фармацевтических компаний. Фирма, в которой работает Оливье, например, ежегодно вкладывает в научные разработки не менее 6 миллиардов евро. Для сравнения: государства Евросоюза недавно выделили сообща на медицинские исследования в ближайшие 7 лет гораздо меньшую сумму. Стоит ли удивляться, что в фармакологию сегодня перетекают все новейшие биотехнологические разработки? Причем крупные компании часто не делают секрета из своих ноу-хау. Справедливо полагая, что шила в мешке не утаишь, они патентуют только важнейшие из научных находок. Остальное аккуратно доводят до сведения всех сотрудников компании. Ведь то, что не является секретом, перестает быть объектом промышленного шпионажа.
Идем на прорыв
Однако самые главные открытия, ожидаемые фармацевтическими компаниями, лежат в совершенно иной плоскости - в ней достижения возможны на стыке технологий и разных типов мышления. Проще говоря, чтобы добиться прорыва, нужно прежде всего суметь по-иному взглянуть на привычный материал, с которым биотехнологи имеют дело. "Инновация - вещь неочевидная, - говорит глава международных научных исследований фармацевтической компании "Рош" Джонатан Ноулс. - Часто она возникает там, где большинство специалистов в данной области скажут: нет, это не будет работать. Но найдется тот, кто попытается это сделать, и добьется успеха. Поэтому очень важно обеспечить разнообразие мнений".
Безопасность лекарств для человека в скором времени возможно будет предсказывать еще на уровне компьютерных моделей
(Фото: Борис Кавашкин/ИТАР-ТАСС)
Один из ярких примеров инновационного подхода, основанного на попытке изменить привычную точку зрения, связан в фармакологии с поиском препаратов, "выключающих" работу белков-мишеней. Традиционно исследователи рассматривали два класса соединений, подходящих для этой цели: молекулы маленького размера, до сих пор составляющие основу большинства лекарств, и объемные белки. После долгих экспериментов многие специалисты решили забраковать белки, крупные молекулы которых не проникают через тканевые и клеточные барьеры. Создавать на их основе лекарства считалось бесперспективным. Однако именно этот недостаток был использован для инновационного решения. Есть заболевания, поражающие отдельные органы или ткани, а с помощью белков можно "доставить" лекарство в них и только в них. "Сейчас мы понимаем, что на разные болезни лучше воздействуют те или иные молекулы, - говорит Джонатан Ноулс. - Например, для лечения рака и диабета подходят белки с их большими молекулами. А вот молекулы маленького размера проникают куда угодно. Поэтому их удобно использовать для лечения заболеваний головного мозга, в который вообще очень трудно "доставить" какой-либо лекарственный препарат".
(Фото: Григорий Сысоев/ИТАР-ТАСС)
Еще одна история связана с "соревнованием" двух научных групп из США и Японии, работавших над лекарством против одного и того же вируса. Его организаторы поставили интересный эксперимент, связанный с мышлением ученых, принадлежащих к различным типам культур. "Восточный взгляд на мир - более целостный, а западные люди любят разделять проблему на части. Это очень важно, ведь различны и научные вопросы, которые ученые задают в процессе исследования, - рассказывает Ноулс. - Получилось так, что американцы стали работать с отдельным энзимом вируса и смоделировали дизайнерскую молекулярную структуру, чтобы его блокировать. Японцы же рассматривали целую клетку организма и нашли белок, блокирующий в ней вирус. Так они открыли совершенно новый механизм и создали лекарство, оказавшееся более эффективным".
Молекулы Оливье
Научный прогресс наделил фармацевтов столь совершенными средствами и методами работы, что одними технологическими ухищрениями конкурентов уже не удивишь. Разве можно было, например, помыслить себе десяток лет назад, когда весь научный мир со скрипом расшифровывал человеческий геном, что наступит пора, когда прочтение индивидуального генома станет обходиться в сумму около тысячи евро? "Современные постгеномные технологии позволяют компаниям проводить новую стратегию клинических испытаний лекарств, при которой с самого начала учитываются индивидуальные генетические отличия пациентов", - говорит изобретатель методики "отпечатков ДНК" известный российской генетик Евгений Рогаев. В результате сроки испытаний можно сократить на год-полтора. Фармацевты предполагают, что токсичность лекарств вскоре вообще можно будет предсказывать еще на уровне компьютерных моделей - для этого необходимо обобщить знания о работе 20 тысяч генов человека. А это значит, что новые лекарства поступят к нам быстрее, чем раньше.
(Фото: Сергей Флорентийский/PhotoXPress.RU )
...Оливье встает из-за компьютера и протягивает мне свои волшебные очки, чтобы я могла полюбоваться объемной картинкой молекулы. "Наверное, стоит дорого?" - спрашиваю я, указывая на очки и вспоминая, что в одной российской лаборатории видела таких всего пару или две. "Дорого, - соглашается он. - Пятьсот евро". На полочке у него штук десять этих очков, но в остальном оборудование в лаборатории такое же, как в России. Напоследок я спрашиваю, работает ли у них тут кто-нибудь из наших. Он только пожимает плечами: нет, пока не встречал.
Базель - Москва
ВРЕЗ: ПОТЕНЦИАЛ
Идея по сходной цене
Потенциал наших ученых в фармацевтике ценится очень высоко. Однако, чтобы раскрыть его, считают эксперты, россияне не должны работать исключительно за границей в качестве наемных сотрудников, как это происходит сейчас. Гораздо больше шансов на успех имели бы небольшие биотехнологические компании, созданные в самой России. Например, в Швейцарии сегодня такие компании растут как грибы. Их создатели доводят собственные инновационные идеи до стадии коммерческой привлекательности, а затем продают разработки крупным фармацевтическим фирмам, способным на большие затраты, связанные с клиническими испытаниями и выводом препарата на рынок. Бума по созданию у нас в стране таких небольших венчурных компаний пока не наблюдается. Может, говорить об этом в России рановато, а точнее, слишком поздно, потому что прогресс ушел далеко вперед? Татьяна Гремякова, главный научный координатор по биотехнологии Международного научно-технического центра (МНТЦ), межправительственной организации, специально созданной для того, чтобы помогать российским ученым выходить со своими идеями на рынок, считает: "Конечно, в крупных фармацевтических компаниях могут быть десятки лабораторий, занимающихся компьютерным дизайном лекарств. Сейчас их в России единицы, но могу заверить: в некоторых наших институтах неплохо налажен химический синтез препаратов, на должном уровне можно проводить их первичный скрининг". Так в чем же дело? Проблема, по мнению специалистов, в самой системе организации научных исследований, например, в устаревшей инфраструктуре, которая не в состоянии переварить ни поток инвестиций, связанных с коммерческими разработками, ни требования по коммерческой доводке идей. "Трудности возникают постоянно, - рассказывает куратор партнерских проектов МНТЦ Наталья Савинова. - Вся наука у нас до сих пор сосредоточена в государственных учреждениях. Инвесторы вкладывают деньги в такие структуры неохотно: нет гарантий, что они их хотя бы вернут. Отделиться и создать коммерческие структуры не хотят уже сами ученые - это связано с существенными рисками". Предприимчивости тоже надо учить. Но, к сожалению, большинство российских ученых, привыкших к отсутствию конкурентной среды, к этому пока не готово. Потому что продать можно не идеи, а уже готовые разработки. В результате возник парадокс: обладая отличными идеями, российские биотехнологи часто не могут выйти с ними на мировой фармацевтический рынок, хотя их там ждут.
