0,05. Доказательная медицина от магии до поисков бессмертия

Исследования, не предполагающие участия людей, называют доклиническими (или неклиническими). С них начинается разработка препарата. Ее первый этап – поиск биологической мишени. Так называют присутствующую в организме молекулу, на которую будет нацелено еще не созданное лекарство. Лекарство может влиять на течение болезни, связываясь с биологической мишенью или изменяя ее. Известно несколько сотен биологических мишеней, в большинстве случаев это белки. Например, зная, что фермент циклоксигеназа обеспечивает синтез необходимых для воспалительной реакции простагландинов, мы можем выбрать его в качестве мишени для будущего противовоспалительного препарата. Если мы найдем вещество, которое будет подавлять циклоксигеназу, то можем рассчитывать уменьшить выработку простагландинов, а значит, и воспаление.

Выбор мишени – решение важное и непростое. Оно основано на представлении о механизмах болезни, которое может быть ошибочным или неполным. И всегда есть риск, что разработчики узнают об этом лишь на самых поздних этапах. Нельзя также исключать, что выбранная мишень участвует не только в патологическом процессе, на который мы хотим повлиять, но и в реализации каких-либо важных функций. Тогда, влияя на нее, мы можем вызвать нежелательные эффекты, которые перевесят любую пользу.

Когда биологическая мишень выбрана, начинается поиск молекулы, способной на нее влиять. Молекулы лекарственных веществ делят на две основные группы. Большинство представленных на рынке лекарств относится к малым молекулам (или низкомолекулярным). Это молекулы небольшого размера, вес которых не превышает 900 дальтон[185]. Такая граница выбрана, поскольку молекулы с размерами в пределах этого порога могут легко проникать через клеточную мембрану и действовать на мишени не только снаружи, но и внутри клетки. Пример такого вещества – состоящий всего из 21 атома аспирин. Биологическими молекулами называют вещества, размер молекул которых превышает порог в 900 дальтон, большинство из них – белки. Они не могут проникать в клетку и действуют только на мишени вне ее или на ее поверхности, скажем, на клеточные рецепторы. Пример – состоящее из 25 тысяч атомов антитело. В процессах поиска малых и биологических молекул есть некоторые отличия.

Поиск малых молекул, способных влиять на биологическую мишень, ведут путем перебора огромного количества химических веществ. Сейчас этот процесс в значительной степени автоматизирован и компьютеризован. Те компании, которые могут себе это позволить, используют роботизированные системы высокопроизводительного скрининга, позволяющие тестировать целые библиотеки веществ, содержащие до сотен тысяч компонентов. Библиотеки создают как путем случайных модификаций, так и с помощью компьютерных систем, которые просчитывают, какие свойства вещества повысят вероятность его взаимодействия с мишенью. Для этого же в последнее время пытаются применять и трехмерное моделирование.

Поиск с помощью высокопроизводительных скрининговых систем представляет собой полноценный контролируемый эксперимент. Вещества из библиотеки находятся в растворе в ячейках микротитрационных планшетов – пластиковых контейнеров с нанесенными в виде сетки небольшими углублениями. Информацию о содержимом ячеек хранит компьютерная система. Часть ячеек играет роль контрольной группы. Роботизированная система вводит в ячейки биологическую мишень – белок или культуру клеток, оценивает реакцию и определяет, какие ячейки дают статистически значимые отличия от контроля. Сейчас существуют системы, позволяющие оценивать до десяти миллионов реакций в час. Предполагается, что системы высокопроизводительного скрининга со временем сократят время разработки лекарств по сравнению с перебором веществ по старинке, вручную.

Поиск биологических молекул предполагает перебор меньшего количества вариантов на начальном этапе, поскольку разработчик примерно знает, что хочет получить. Биологические молекулы, как правило, синтезируются живыми системами – микроорганизмами, клетками животных или растений. Для того чтобы клетки синтезировали нужные молекулы, часто используют технологию рекомбинантной ДНК. Это последовательность ДНК, искусственно созданная человеком путем объединения генетического материала из разных источников – как синтезированного химическим путем, так и скопированного из разных организмов. При поиске тоже могут быть использованы библиотеки биологических молекул, например антител.