Створення оригінальних ліків — це складний процес, неможливий без потужної фармпромисловості, проведення міждисциплінарних фундаментальних і прикладних досліджень високого рівня, який потребує величезних інвестицій, і не тільки грошових. Від моменту синтезу молекули до виведення на ринок нового препарату минає майже 15 років, для подолання цього тернистого шляху залучають більш ніж півтори сотні висококласних науковців і витрачають майже 1,5 мільярда доларів.
Володимир Маяковський, порівнюючи написання віршів з добуванням радію, писав, що заради одного поетичного слова витрачає тисячу тонн словесної руди. Дуже схоже створення синтетичного лікарського засобу: щоб розробити новий препарат, треба спочатку протестувати майже 100 тисяч різних молекул! Процес нагадує прецизійне сито, через яке відкидають гірші молекули, а на основі кращих роблять ще кращі. Упродовж відсіювання проводять тести на клітинах, потім тваринах, а потім залучають добровольців. І все це підпорядковано одній меті: одержанню найкращої молекули з високою ефективністю і максимальною безпекою для організму.
Зміна філософії як поштовх до пошуку
Але обставини склалися так, що створювати інноваційні препарати можуть здебільшого потужні фармацевтичні компанії, що входять до десятки так званої великої фарми. Це провідні світові виробники відомих фармацевтичних брендів Pfizer, Novartis, AstraZeneca, Merck та інші.
У 1990-х процес створення ліків зазнав революційних змін. По-перше, з’явилися нові технології, наприклад високоефективного біологічного скринінгу. Якщо раніше одержану молекулу було дуже важко протестувати зокрема через обмежені й дуже витратні методики визначення фармакологічного ефекту, то нині це роблять спеціальні роботи. Одну і ту саму сполуку можна протестувати на різні види активності і в дуже стислі терміни опрацювати сотні тисяч молекул.
По-друге, витратність і глобалізованість заходів щодо створення нових ліків та висока конкурентність середовищ, здатних продукувати інновації у фармації, спричинилися до того, що нині впровадити новий лікарський препарат не може ні окремий навіть найталановитіший науковець, ні невеликий науковий колектив, як це було, наприклад, коли Фелікс Гофман відкрив аспірин, Пауль Ерліх — «чарівну кулю» чи Олександр Флемінг — антибіотики.
Зміна філософії створення лікарських засобів у 1990-х роках боляче вдарила і по Україні. Відомі фармкомпанії й приватні фірми, які після розпаду СРСР множилися з неймовірною швидкістю, скуповували синтетичні зразки молекул, одержані хіміками на пострадянському просторі. У скрутні 1990-ті для науковців будь-які додаткові гроші були потрібні, щоб прогодувати сім’ї, а для фармкомпаній такі витрати були мізером.
Так поступово впродовж кількох років розроблений в Україні арсенал перспективних біологічно активних сполук перекочував за кордон. Проте згодом правила гри знову зазнали змін, і сучасні тенденції у створенні інноваційних ліків вимагають від науковців розроблення та впровадження оригінальних і високоефективних синтетичних підходів для якомога повнішого заповнення хімічного простору. Тому на перший план знову виходять інтелект та інтуїція науковця, й у цьому є перспектива для українських вчених залишатися затребуваними у процесі розроблення лікарських засобів. Це шанс повноцінно конкурувати, бути впізнаваними в академічному середовищі й видимими для потенційних інвесторів, мати власне обличчя у світі створення ліків. Тому що у наш швидкоплинний час дещо таки залишається незмінним, скажімо, новітня ідея, яку навіть з мінімумом ресурсів можна втілити.
Реалізації саме цієї парадигми присвячена багаторічна праця колективу українських хіміків-органіків і фармацевтів В.С. Броварця, М.В. Вовка, С.М. Десенка, Р.Б. Лесика, В.В. Ліпсон, М.О. Ляпунова, М.Д. Обушака та В.А. Чебанова, які систематизували свої дослідження у фундаментальну комплексну роботу «Високоселективні методи синтезу гетероциклічних сполук, компонентів функціональних матеріалів та створення нових лікарських засобів», що висунута на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки.
Автори запропонували дієві інструменти
Колектив науковців представляє провідні академічні та освітні осередки, розташовані у трьох наукових містах України Києві, Харкові та Львові, а саме Науково-технологічний комплекс «Інститут монокристалів» НАН України, Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, Інститут органічної хімії НАН України, Інститут проблем ендокринної патології імені В.Я. Данилевського НАМН України, Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького та Львівський національний університет імені Івана Франка.
Найвагоміше те, що автори роботи запропонували дієві інструменти реалізації концепції «від молекули до лікарського засобу та нового функціонального матеріалу». Це передовсім нові стратегії та підходи до синтезу структурно різноманітних біоактивних речовин та компонентів матеріалів із широким набором корисних властивостей, застосування новітніх реагентів і каталізаторів для органічного синтезу, а також створення оригінальних лікарських препаратів. Простіше кажучи, українським вченим вдалося досягти успіху фактично на кожному з етапів процесу розроблення оригінальних лікарських засобів.
Один із яскравих результатів роботи — відкриття 14(!) принципово нових органічних реакцій, придатних для конструювання складних молекул з лікоподібними властивостями. Уперше в Україні із застосуванням мікрохвильової та ультразвукової активації запропоновано ефективний інструментарій для органічного синтезу за рахунок гнучкого і широкого варіювання реакційних умов. Це дало змогу розробити шлях до формування сполук, подібних до природних алкалоїдів, який не має аналогів у світі.
У роботі сформульовано теоретичні основи для конструювання нових гетероциклічних сполук із заданими властивостями, для яких виявлено широкий спектр біологічної активності, що дало змогу ідентифікувати потенційні кандидати у лікарські засоби з антибактеріальною, протизапальною, протипухлинною, протитуберкульозною, противірусною, анальгетичною, антиоксидантною, антидіабетичною, гіпотензивною, протитрипаносомною, кардіостимуляційною, мембраностабілізаційною, гомолітичною і нейролептичною діями.
Цікава риса роботи — реалізація концепції «подвійних ліків»: одержання оригінальних молекул, що вміщують у структурі фрагменти природних сполук, наприклад омели звичайної, і одержані через синтез. Такі синтетично-природні гібриди проявляють високоспецифічну активність проти лейкемії й мають певну перспективу для подальшого впровадження в медичну практику. Важливо, що для сполук із протираковою дією встановлено механізм індукції апоптозу (природної смерті клітини). Це вагомий аргумент на користь подальшого створення препарату для лікування онкологічних захворювань.
Дуже важливе досягнення — побудова системи стандартизації фармацевтичної продукції та створення гармонізованих нормативних документів, які регулюють обіг лікарських засобів на різних етапах їх життєвого циклу. Безперечно, без такої роботи неможливо уявити ефективний розвиток фармацевтичного сектору України та його входження до світового ринку.
Ще один результат роботи, який вражає, — розроблення 75 лікарських препаратів, які зареєструвало Міністерство охорони здоров’я і впровадили у промислове виробництво фармацевтичні підприємства. Обсяг продажу цих препаратів на ринку України тільки в період з 2008-го по 2017 рік становив 123,67 мільйона упаковок на загальну суму 3,41 мільярда гривень. І це не випадково: ці препарати (гелі, спреї, піни, креми, мазі, супозиторії, аерозолі) можна знайти в будь-якій аптеці України, їх широко застосовують у схемах лікування хворих на дерматози, бронхіальну астму і для місцевого лікування ран.
Такого результату навряд чи можна було б досягти без створення фундаментального підґрунтя стосовно вибору компонентів для таких лікарських форм. Відомо, що ефективність препарату залежить не тільки від активного фармацевтичного інгредієнта, а й від додаткових компонентів, які забезпечують біодоступність останнього. І в цьому напрямі представники творчого колективу досягли дуже вагомих результатів, визнаних за межами країни.
Крім істотних здобутків, пов’язаних з фармацією і медициною, розробки українських хіміків мають й інші шляхи застосування. Одержані новітні гетероциклічні та синтетично-природні гібридні молекули виявились ефективними компонентами матеріалів для органічної електроніки, зокрема органічних світлодіодів (OLEDs). Їх використовують для створення енергоефективних дисплеїв.
Автори винайшли нові барвники та комплексоутворювачі для хімічного аналізу, стерилізатори експлантів сільськогосподарських культур, фунгіциди і гербіциди, матеріали для склеювання і герметизації деталей вимірювальної апаратури, мікросхем та напівпровідникових елементів, а також для одержання тонких покриттів із широким інтервалом робочих температур і поліпшеними фізико-механічними властивостями.
Наші науковці отримали схвалення іменитих колег
Підсумки наукових досліджень, які виконували впродовж 1991—2017 років, викладено в 51 монографії й колективній монографії, 873 статтях, 27 нормативних документах МОЗ та 159 патентах. Сумарний індекс Гірша авторів роботи на момент її подання становив 114. За цією тематикою захищено 15 докторських та 96 кандидатських дисертацій.
З огляду на все це не дивно, що досягнення українських науковців одержали схвальну оцінку авторитетних вчених. Так, професор Стефан Костантінеск, віцепрезидент Федерації європейських академій медицини з Католицького університету м. Левен, Бельгія, зазначив: «Внесок українських науковців у галузь класичної органічної хімії, а також медичної хімії видатний, надзвичайно важливий та визнаний на міжнародному рівні. Кількість цитувань їхніх статей вражає. Автори здатні взяти на себе завдання зі створення лікарських засобів та стати однією з найбільш конкурентних груп у цій галузі у всьому світі. Їхнє дослідження відповідає основним нерозв’язаним потребам сучасної медицини».
Професор Луціюш Запрутко з Познанського медичного університету, Польща, вважає: «Група українських науковців — провідна команда з величезним науковим доробком у галузі органічної та медичної хімії й фармації. Усі члени цієї команди мають надзвичайно серйозні наукові досягнення, підтримані численними науковими публікаціями міжнародного рівня».
Професор Мар’ян Гайдук, директор Інституту молекулярної та трансляційної медицини, Чехія, відзначив «новизну, патентоспроможність та синтетичні можливості», а також те, що «крім фундаментальної частини, проєкт має практичне значення для сучасної фармації та медицини. Його реалізація дала змогу досягти значного прогресу в розробленні нового покоління потенційних протиракових лікарських засобів».
На жаль, в українській науці дуже багато гострих проблем: кадровий голод, брак сучасного наукового обладнання й ефективних методів досліджень, мізерне фінансування, бюрократія та інші. Проте якщо є бажання їх вирішити і збирається колектив однодумців, усе стає можливим. І це підтверджують багаторічною працею і науковим патріотизмом автори проєкту «Високоселективні методи синтезу гетероциклічних сполук, компонентів функціональних матеріалів та створення нових лікарських засобів». Попри труднощі, творча співпраця українських хіміків і фармацевтів — яскравий приклад відданості своїй справі, наполегливості в досягненні поставленої мети і промоції України як наукової держави у світовому академічному просторі.
Володимир СЕМИНОЖЕНКО,
академік НАН України
Ми в Google+