- Источник:
- Parilov/Shutterstock/Fotodom.ru
«Сердечные» препараты, возможно, будут лечить заболевания десен и аноректальные трещины, а средство от эндокринных проблем — ухаживать за кожей, подверженной атопическому дерматиту. Ученые Сеченовского Университета разрабатывают перспективное направление перепрофилирования лекарств: берут уже известные, проверенные на безопасность, молекулы и находят для них новые мишени. И вот как это работает.
«Например, выясняется, что лекарство, применяемое в кардиологии, активно и в отношении рецепторов, которые находятся в коже, а значит, оно может быть эффективно и в дерматологии», — пояснила старший научный сотрудник научно-исследовательского образовательного центра «Фарма-Премиум» Института фармации имени А. П. Нелюбина Сеченовского Университета Виктория Грих.
Но есть важное ограничение — применять лекарство по новым показаниям можно только после клинических испытаний, регистрации и других обязательных процедур.
В Институте фармации сейчас изучают три препарата. Первый уже используют в кардиологии, а планируют применять в колопроктологии — для лечения аноректальных трещин и заживления ран после удаления геморроя. Другое лекарство, тоже «сердечное», после изучения хотят задействовать как спазмолитическое средство для лечения десен. А третье, предназначенное для лечения эндокринных заболеваний, будут пробовать для лечения атопического дерматита.
Анализ рецепторов
Как же у лекарств ищут ранее неизвестные свойства? Сначала ученые анализируют рецепторы — текущие и потенциальные мишени лекарства. «Рецепторы — это белковая молекула в клетке или на ее поверхности», — пояснила стажер-исследователь кафедры аналитической, физической и коллоидной химии Института фармации им. А. П. Нелюбина Дарья Ткаченко.
«Рецептор улавливает сигналы из внешней среды — соединяется, например, с гормоном, вирусом или тем же действующим веществом лекарства, — и вследствие реакции запускает в клетке нужную работу, к примеру, рост, деление или выработку энергии».
Одно из лекарств, которое ученые выбрали для изучения, воздействует на белковые поры клеток сердца для нормализации сердцебиения. Но сердце — это не единственное место в организме, где есть подобные белковые структуры. Похожие поры находятся, например, в аноректальной области. Поэтому ученые предположили, что молекула сердечного препарата будет оказывать терапевтический эффект и в этой области.
«Получается, у нас есть две константы: лекарство, которое уже используется, и мишень, на которую оно воздействует с доказанной эффективностью. Мы ищем переменные — новые ткани или органы, где воздействие на эту мишень может дать терапевтический эффект», — сказала Дарья Ткаченко.
Молекулярный докинг
Имея гипотезу, ученые приступают к следующему этапу — проводят молекулярный докинг. Это метод компьютерного моделирования, который позволяет предсказать, смогут ли связаться молекула лекарства и рецептор, а также оценить вероятную прочность связывания.
«В специальном программном обеспечении мы моделируем картину взаимодействия. И у крупного белка-рецептора, и у сравнительно маленькой молекулы лекарства есть свои пространственные координаты. С учетом системы координат, электрических полей молекул, ионных взаимодействий и других факторов программа оценивает энергию и наиболее вероятный вариант связывания вещества с его мишенью. Если энергия связывания слишком низкая, лекарство вряд ли прочно свяжется с мишенью и окажет эффект. Если же энергия достаточно высокая, вероятность эффективного взаимодействия велика, и можно переходить к следующему этапу исследований», — рассказала ученый.
Одного математического расчета здесь недостаточно, иначе каждый день выпускались бы десятки новых препаратов. Поэтому исследователи учитывают множество дополнительных факторов: анализируют уже применяемые в нужной области медицины лекарства, изучают физические и химические свойства выбранного вещества, оценивают его потенциальную биодоступность и другие параметры.
Метод твердых дисперсий
А еще может понадобиться поменять форму выпуска — скажем, вместо таблеток и капсул сделать крем или гель. Так, сердечный препарат в виде таблетки удобен — действующее вещество сразу попадает в кровоток и начинает действовать. Но для аноректальной области такая форма не подходит. Поэтому исследователи создали гель с тем же действующим веществом, что и таблетки, но в более удобной форме.
На этом этапе могут возникнуть свои трудности. «Например, изначальная форма действующего вещества может быть плохо растворима в биологической среде, что затрудняет абсорбцию и биодоступность препарата в нужной области. Для повышения растворимости вещества мы используем метод твердых дисперсий», — пояснила ученый.
Тогда действующее вещество располагают в полимерной матрице.
«Полимер — это вещество, состоящее большого количества повторяющихся звеньев — мономеров. Мы растворяем кристаллическое действующее вещество (можно сказать, что это гость) и полимер (он выполняет роль хозяина) в общем растворителе, который потом удаляем из системы. Действующее вещество в коллоидном состоянии равномерно распределяется в упорядоченной структуре полимера — гость подстраивается под правила хозяина дома», — рассказала Виктория Грих.
«Малый размер действующего вещества и равномерность распределения в матрице полимера позволяет повышать растворимость вещества. После этого такое „прокачанное“ действующее вещество можно добавить в основу — гель или крем».
Так российские ученые сделали несколько вариантов основы для стоматологического геля. Благодаря полимерам за четыре часа из него высвобождалось в 1,5-2 раза больше лекарства, чем из обычного аптечного геля. «За счет этого для достижения того же лечебного эффекта было нужно меньше препарата, а значит, и риск побочного действия снижался», — пояснила ученый.
Главное же преимущество «переучивания» медикаментов в том, что действующее вещество уже зарегистрировано, а его безопасность доказана. Следующим этапом станут клинические исследования трех разработанных препаратов с участием добровольцев. Ну а после клинических исследований препарат нужно будет зарегистрировать, и только тогда его можно будет применять.
