От вещества в лабораторной пробирке до готового препарата

Эксперт по доклиническим исследованиям компании «Ниармедик» Виктория Щербакова.

Жизненный цикл любого лекарственного средства, купленного в аптеке, это длительный и очень непростой процесс становления химического соединения, отобранного среди сотен или тысяч сходных веществ, в зарегистрированный лекарственный препарат, который обращается на фармацевтическом рынке.

Виктория, расскажите, пожалуйста, с чего начинается разработка новых лекарственных препаратов?

Строго говоря, разработка всегда начинается с информационного поиска. Есть два важных понятия: мишень и лекарственное средство. Мишень — это макромолекулярная биологическая структура, связанная с определенной функцией, нарушение которой приводит к заболеванию и на которую необходимо совершить определенное воздействие. А лекарственное средство - это химическое соединение, способное взаимодействовать с мишенью и тем или иным образом модифицировать клеточный ответ, создаваемый мишенью. Соответственно при разработке препарата необходимо выбрать правильную мишень, воздействуя на которую, можно регулировать одни биохимические процессы, по возможности не затрагивая другие.

Экспериментальная разработка любого нового лекарственного средства начинается со скрининга. Термин скрининг (от англ. screening-отбор, сортировка) - это стратегия научного исследования, направленная на выявление фармакологической активности у ряда веществ. При работе с абсолютно новыми рядами химических соединений и при отсутствии информации о фармакологическом действии данных веществ скрининг проводят с помощью широкого набора специфических тестов для выявления фармакологической активности любого вида. В случае, если речь идет о целенаправленном поиске активных веществ с заданной фармакологической активностью, то набор применяемых тестов сужается. Цель скрининговых исследований состоит в выявлении веществ с заданной фармакологической активностью. Отбор происходит из тысяч сходных по химической формуле и по терапевтическому действию веществ. В ходе первых поисковых исследований так называемого «скрининга» отбирают несколько наиболее перспективных кандидатов в будущее лекарственное средство. Подобные исследования проводят в условиях in vitro. Сразу подчеркну, что разработка лекарственного средства регулируется на законодательном уровне и попадает по действие закона 61-ФЗ.

Исследования in vitro – что это такое? Почему именно этот тип исследований используют при скрининге лекарственных препаратов?

Дословно переводя с латыни, термин in vitro означает «в стекле». Это исследования, которые проводят с использованием компонентов организма, которые были выделены из их обычного биологического окружения. Другими словами, это исследования, которые проводятся вне живых организмов, например, в культуре клеток. Если говорить применительно к скринингу лекарственных средств, то эксперименты in vitro позволяют за сравнительно небольшой отрезок времени из тысячи сходных молекул определить несколько наиболее перспективных кандидатов в лекарственные средства, причем не только по критериям эффективности, но и по показателям безопасности. При этом экономические затраты на проведение подобных исследований по сравнению с экспериментами на животных несопоставимо меньше. Необходимо отметить, что полностью уйти от использования животных пока невозможно.

Исследования в системе in vitro используют только на этапе отбора наиболее перспективного вещества? Как можно оценить эффективность препарата в подобных экспериментах и насколько такая оценка адекватна?

Использование экспериментов в системе in vitro не ограничивается скринингом новых соединений. Не обходятся без этих исследований и на более поздних этапах разработки лекарственного препарата. Безусловно, параметры, по которым оценивают лекарственный препарат, и экспериментальная модель зависят от патологии, против которой планируется использовать лекарственное средство. Например, при разработке препаратов для лечения гриппа и ОРВИ, есть особые значения. Однако прямой корреляции между противовирусной активностью вещества in vitro с клинической эффективностью ожидать не приходится, поскольку условия репликации вируса при взаимодействии вирус— хозяин во время болезни сильно отличаются от условий in vitro. Если говорить упрощенно, то в системе in vitro мы оцениваем, например, противовирусный эффект по подавлению репликации (размножению) вируса в культуре клеток, и тут результаты во многом зависят от самих используемых клеток, среды, применяемой для поддержания зараженной вирусом культуры, а также дозы и свойств вводимого вирусного материала. Но при этом мы не можем учитывать влияние, которое оказывает весь организм в целом на этот процесс. Именно поэтому исследования in vitro являются необходимыми, но не достаточными для окончательных выводов об эффективности того или иного препарата. Окончательную оценку эффективности, безопасности, рекомендации по схеме приема и режиму дозирования, диапазон безопасных и эффективных доз, прогноз безопасности для первого применения у людей в любом случае делают на основании результатов, полученных в исследованиях на животных, в так называемых экспериментах in vivo.

Исследования in vivo. В чем особенности исследований на животных, какие есть типы этих исследований и какие результаты они предоставляют?

Проведение доклинических исследований на животных является обязательными для всех лекарственных препаратов, что закреплено законодательно. Такие эксперименты нацелены на комплексную оценку эффективности, безопасности лекарственного препарата, поведения в организме (изучение фармакокинетики), включая такие процессы как всасывание, распределение, метаболизм и выведение. Именно на стадии доклинических исследований in vivo определяется начальная доза препарата для первого назначения человеку во время I фазы клинических исследований.

Оценку эффективности лекарственного препарата в экспериментах in vivo проводят, как правило, на стандартных моделях на животных с экспериментально созданной патологией. Параметры, по которым оценивают лекарственный препарат, зависят от экспериментальной модели и от патологии, против которой планируется использовать перспективное лекарственное средство.

Основным результатом доклинических исследований нового лекарственного препарата является прогноз его безопасности для человека. Для всесторонней оценки безопасности лекарственного средства проводятся эксперименты, нацеленные на выявления возможного негативного влияния лекарства на все системы организма, причем как на физиологическом уровне, так и морфологическом. Оценка безопасности любого лекарственного препарата состоит из комплекса исследований, в котором каждый эксперимент имеет совершенно четкие цели и решает определенные задачи. Так, например, в ходе изучения общетоксических свойств (оценка острой и хронической токсичностей) с одной стороны, выявляют токсические дозы, которые могут вызвать гибель животных, и тем самым определяют дозовые границы, за которые нельзя выходить. С другой стороны, оценивают безопасность терапевтических доз при длительном воздействии на организм животных. Для этого препарат вводят ежедневно в дозах как терапевтических, так и в десятки раз превышающих таковые. Длительность эксперимента зависит от продолжительности предполагаемого курса в клинической практике. В ходе эксперимента анализируют функциональное состояние всех систем организма, вес и поведение животных. После завершения курса проводят гистологическое исследование всех органов и тканей.

Также в рамках оценки безопасности на доклинической стадии проводятся эксперименты по так называемой специфической токсичности, например, мутагенности, канцерогенности, аллергенности, эмбриотоксичности и пр. То есть данные исследования позволяют оценить возможное влияние исследуемого препарата на иммунный статус организма, репродуктивную систему и потомство, генетический аппарат, а также возможность проявления аллергических реакций и провоцирования злокачественных образований.

Насколько важен этап клинических исследований в разработке лекарственного препарата?

Несмотря на большую значимость доклинических испытаний лекарственных препаратов, окончательные выводы об их эффективности и переносимости можно сделать только после проведения клинических исследований, а нередко и после определённого периода их широкого применения в клинической практике.

Тут стоит обратить внимание, что клинические исследования – это длительный процесс, которые делят на несколько фаз. При этом, обращаю внимание, что, например, первые испытание лекарственного препарата на людях проходит на здоровых добровольцах на относительно небольшом количестве людей и целью первых испытаний является определение и подтверждение безопасности и переносимости дозы, которая была определена на этапах доклинических исследований. Только после подтверждения безопасного приема препарата у здоровых добровольцев, препарат продолжают исследовать уже на предмет его эффективности в последующих фазах клинических исследований.

Важно подчеркнуть, что доклинические исследования являются одним из необходимых, но не достаточных, этапов на пути внедрения препарата в клиническую практику. Каждый препарат должен пройти полноценное, всестороннее исследование с использованием новейших методик и полученного опыта. При этом, стоит учитывать, что 100%-й корреляции между обнаруженными негативными фактами при изучении безопасности на доклиническом уровне и нежелательными явлениями, проявляющимися при клиническом применении, не существует. Наиболее высокая корреляционная связь между данными, полученными у животных, и результатами применения препарата у человека зарегистрированы в части нежелательных явлений по сердечно-сосудистой системе, минимальная корреляция наблюдается по костно-мышечной системе. Поэтому только при всестороннем изучении препаратов с применением у животных и последующим изучением у человека можно сделать заключение об их эффективности и безопасности.

Как препарат исследуют после регистрации? Проверка безопасности временем и пострегистрационные исследования.

Исследования лекарственного средства, в том числе испытания на животных, не завершаются в момент регистрации. Препарат продолжают изучать в течение всего его жизненного цикла. Это необходимо по нескольким причинам. С одной стороны, с появлением новых методов и приемов исследования появляется возможность изучения препарата уже с использованием более сложных дизайнов и критериев оценки, параметров, которые невозможно было бы определить ранее другими менее современными методами. Подобные исследования направлены на расширение знаний о препарате, которые не обязательны при регистрации. Это, как правило, уже научно-исследовательские работы, направленные, например, на выяснения каких-либо дополнительных аспектов механизма действия, либо на выявление новых свойств препарата, что обычно приводит к изменению в инструкции с внесением нового показания к применению. Для того, чтобы применять препарат у детей, требуются также дополнительные исследования, в том числе и доклинические, в которых доказывается безопасность и эффективность того или иного лекарственного средства, но уже на неполовозрелых животных. Так, в случае с противовирусным препаратом Кагоцел, который производится компанией «Ниармедик», были проведены дополнительные исследования, призванные еще раз убедительно показать его полную безопасность с учетом накопленных за прошедшие годы новых научных знаний, новых методических приемов, расширяющих знания о препарате. Особенности проведенных исследований заключались в схемах приема препарата и возрасте животных. Противовирусное средство вводили животным как самого раннего возраста, то есть малышам, так и особям, близким к половой зрелости, которые соответствовали по возрасту подростковому периоду людей. Препарат применяли в терапевтических дозах и дозах, превышающих норму в десятки раз. Пострегистрационные эксперименты в очередной раз подтвердили абсолютную безопасность препарата, отсутствие неблагоприятных воздействий на организм человека и на потомство.