Лекарства начинаются с молекул
Для целей этой статьи мы сосредоточимся на низкомолекулярных препаратах, поскольку они по-прежнему будут составлять большинство лекарств на рынке в 2022 году. Эти молекулы являются отправной точкой в программах разработки лекарств.
Фармацевтические компании и исследовательские институты поддерживают огромные базы данных молекул, которые потенциально могут стать лекарствами. Они регулярно проверяют эти базы данных на наличие ‘попаданий’, молекул, проявляющих активность по отношению к определенной цели.
Обычно эта мишень существует в наших клетках. Например, рецепторы, связанные сG-белком, часто являются физиологическими мишенями. Но наше тело состоит из более чем 40 триллионов клеток! Невозможно провести скрининг каждого соединения на активность по отношению ко всем мишеням. Как мы решаем, какие молекулы перспективны? Кстати, рекомендуем центр выкупа лекарств который выкупает остатки лекарств по всей России после лечения — подробнее на 89772640811.рф
Рациональный дизайн лекарств
В прошлом открытие лекарств было ограничено отсутствием методов выяснения структуры — многие лекарства были идентифицированы в результате чистой случайности. В настоящее время технологии визуализации, такие как рентгеновская кристаллография, атомно-силовая микроскопия и масс-спектрометрия, дают нам больше шансов на рациональный дизайн лекарств.
Рациональный дизайн лекарства предполагает рассмотрение взаимосвязи структура-активность. Видите ли, взаимодействия между молекулами определяются только их формой (это связано с электроотрицательностью и электронной плотностью).
Это означает, что если мы сможем установить взаимосвязь между структурой молекулы и ее воздействием на лекарственную мишень, мы сможем легко искать молекулы схожей формы! Эти взаимосвязи структура-активность помогают идентифицировать соединения для скрининга.
Скрининг включает в себя использование высокопроизводительных анализов и компьютерных программ для быстрого определения того, обладают ли выбранные соединения потенциалом для перехода к следующему этапу открытия лекарства. Как правило, на данном этапе измеряется только активность молекулы по отношению к мишени.
Одновременно можно проводить скрининг тысяч соединений, что дает множество результатов. На данном этапе количество важнее качества, поскольку скрининг является относительно недорогим процессом. Эти результаты дополнительно изучаются в рамках так называемой оптимизации «от попадания к лиду».
Оптимизация от попадания к лиду
Затем соединения hit тестируются на более сложных моделях животных или тканях человека. Это дает нам больше данных о каждом hit, таких как его токсичность, фармакокинетика и фармакодинамика.
С помощью этой информации мы можем вносить модификации в соединения для повышения их безопасности и эффективности. При каждой модификации ХИТЫ тестируются и отбрасываются, если считаются слишком токсичными или недостаточно эффективными, что сужает круг хитов до нескольких соединений свинца.
При оптимизации от попадания к лиду мы можем использовать существующие данные о взаимосвязи структуры и активности, чтобы помочь внести изменения в результаты.
Например, если на рынке есть лекарство от конкретного заболевания, мы можем внести в него небольшие модификации, чтобы улучшить его характеристики. Поскольку структура схожа, скорее всего, у него одна и та же лекарственная мишень. Это известный подход «я сам» к разработке лекарств.
Как правило, идентифицируется несколько соединений свинца, но в качестве лекарственного средства-кандидата выбирается только одно. Ученым необходимо тщательно выбирать препарат-кандидат из пула потенциальных клиентов, потому что следующий этап — разработка препарата—кандидата — чрезвычайно трудоемкий и дорогостоящий процесс.
Защита интеллектуальной собственности (ИС)
Существует два вида защиты интеллектуальной собственности (ИС), которые получают фармацевтические компании: патентная защита и эксклюзивность на рынке. Это действует как форма страхования, гарантирующая, что компании, инвестирующие в НИОКР, получат прибыль от любых потенциальных успехов.
Патентная защита действует в течение 20 лет с даты подачи заявки, и компании обычно подают заявки на патенты на ранних стадиях процесса открытия лекарственного средства. Это означает, что к моменту утверждения лекарственного средства срок действия патентов обычно близок к истечению.
Другой формой защиты интеллектуальной собственности является рыночная эксклюзивность, предоставляемая FDA после одобрения препарата. В течение этого периода эксклюзивности фармацевтическая компания, разработавшая лекарство, имеет исключительные права на его производство и продажу. Срок эксклюзивности на рынке по умолчанию составляет 5 лет, но может варьироваться от 0,5 года (дженерики) до 12,5 лет (биологические препараты).
По истечении срока действия патентной защиты и рыночной эксклюзивности другие производители могут производить ‘непатентованные’ копии лекарственного средства на основе общедоступной информации. Дженерики часто намного дешевле, чем их «фирменные» версии, но по сути являются тем же лекарством.