От гена до прототипа лекарства. Новые подходы к разработке лекарств в постгеномную эру

В настоящее время общий путь создания нового лекарства («от идеи до аптеки») включает семь основных этапов:

1) выбор болезни, для лечения которой создается лекарство;

2) выбор молекулярной мишени для действия лекарст­ва;

3) нахождение базовой структуры нового лекарст­ва

(поиск соединения - лидера);

4) оптимизация базовой структуры;

5) доклиничес­кие испытания;

6) клинические испытания;

7) произ­водство препарата.

В процессе работы на биологическую активность тестируется от 10 до 50 тысяч различных соединений, а общие затраты времени и денег на создание нового препарата могут достигать 12-15 лет и более 1 млрд. долларов. Примерное распределение времени и трудозатрат приведено в таблице 1. Сокращение времени и финансовых расходов на последних этапах (клиниче­ские испытания и производство препарата) фактиче­ски невозможно по причине строгих государственных стандартов и законов. Поэтому главные усилия разработчиков лекарств, направленные на повышение эф­фективности процесса создания новых препаратов, касаются его более ранних стадий.

Таблица 1.

В последнее десятилетие современные компьютер­ные технологии, геномика, протеомика, биоинформатика и новые экспери­ментальные методы в области медицинской химии и химического синтеза были объединены в общий подход, часто называемый «рациональное конструирование лекарств», обеспечи­вающий ускорение и оптимизацию процесса нахожде­ния новых биологически активных соединений - базовых структур новых лекарств. Интеграция перечисленных выше подхо­дов привела к созданию единой платформы «От гена до прототипа лекарства», которая охватывает первые 4 из 7 этапов создания новых лекарств. Многие из блоков этой платформы включают компьютерное моделирование, виртуальный скрининг и предсказа­ние свойств веществ, и эти подходы позволяют во много раз снизить затраты времени и денег. Методы виртуального компьютерного конструирования лекарств могут со­кратить на два порядка количество соединений, кото­рые необходимо синтезировать и проверить на нали­чие целевой биологической активности. Однако эти подходы не могут полностью заменить реальные экспериментов. Их целью является лишь генерация высоковероятных гипотез о новых биомишенях для действия лекарств и лигандах, взаимодействующих с мишенью (основа будущих лекарств), которые должны быть проверены позже в прямых экспериментах.