Каких сюрпризов можно ждать от хорошо известных лекарств
Дела с испытаниями нового сердечного препарата у исследователей никак не клеились. Время шло, а положительных изменений у принимающих лекарство пациентов обнаружить не удавалось. Но странное дело: участников эксперимента отсутствие практической пользы от препарата не смущало нисколько. По завершении исследования многие пациенты мужского пола не спешили расставаться с образовавшимся у них запасом таблеток, пользуясь для этого любыми предлогами. За спинами исследователей происходило что-то непонятное. Разговорить своих подопытных ученым оказалось непросто, но усилия того стоили. Новинка, упорно не желавшая лечить сердечные недуги, в целом оказалась не такой уж бесполезной. В результате случайно обнаруженного побочного эффекта на свет появилась виагра.
Вполне возможно, что эта история, ставшая уже чуть ли не хрестоматийной, была одним из источников вдохновения для сотрудника Европейской лаборатории молекулярной биологии Пера Борка и его коллег. Их недавнее исследование может помочь поставить подобные находки на поток*. В своей работе ученые показали, что даже у хорошо, казалось бы, известных медицинских препаратов можно найти новые полезные свойства.
НЕ ТОЧНО В ЦЕЛЬ
История с виагрой — далеко не единственный пример того, как лекарству, предназначенному для лечения одной болезни, удалось найти новое применение. Так, некоторые противомалярийные средства давно используются для лечения тяжелых нарушений иммунной системы, а самые обычные на первый взгляд антибиотики применяются для разрушения раковых опухолей.
Оценить, насколько частыми могут быть такие фармацевтические казусы, попытались сотрудник исследовательского подразделения Pfizer Эндрю Хопкинс и его коллеги**. Используя информацию из открытых академических источников и наработки своей компании, Хопкинс построил базу данных, содержащую сведения о внушительном количестве химических препаратов и о том, каким именно образом они действуют. Сведя все данные воедино, ученый получил прекрасную возможность не ограничиваться частными примерами, а попытаться составить общую картину того, насколько сложным может оказаться действие самых простых химических препаратов. Из более чем 250 000 лекарств, занесенных в базу данных исследователя, только 65% действовало строго избирательно, на одну-единственную, четко определенную мишень. Остальные лекарства связывали дополнительные молекулы-мишени, как правило, сильно напоминающие своим строением основную цель препарата. Действие лекарства сразу на большое количество похожих мишеней могло только усиливать основной эффект.
Среди содержащихся в базе Хопкинса препаратов попадались вещества, которые вели себя совершенно незапланированным образом и оказывали побочное действие на самые разные белки, никак не связанные друг с другом. Количество таких неприхотливых препаратов, описанных Хопкинсом, оказалось неожиданно большим — при том что база, созданная ученым, содержала далеко не все известные на тот момент мишени для лекарственных препаратов и тем более не могла учитывать будущих открытий. Обнаруженная Хопкинсом «неразборчивость» лекарств в отношении их мишеней сулила большие сюрпризы, о которых могли даже не догадываться сами разработчики препаратов.
ПОЛЬЗА ОТ ВРЕДА
Вместо того чтобы наблюдать за тем, как специалисты фармацевтических компаний проводят дорогостоящие испытания и методично пополняют свои базы данных новыми свойствами медицинских препаратов, Пер Борк и его коллеги решили сыграть на опережение и попробовать научиться эти свойства предсказывать. Для этого исследователи собрались использовать информацию о побочных эффектах лекарственных препаратов, в избытке содержащуюся в аннотациях к каждому из них.
«Методы предсказания возможных побочных эффектов медицинских препаратов с известными химическими свойствами существуют достаточно давно, — рассказывает Моника Кампильос, соавтор Борка. — Наша идея состояла в том, чтобы перевернуть этот принцип с ног на голову и научиться предугадывать особенности действия лекарств, исходя из побочных эффектов от их использования». Для медицины в таком подходе нет ничего необычного. «Врачи постоянно сравнивают симптомы, возникающие у разных больных, чтобы определить, не страдают ли пациенты от одной и той же болезни, — продолжает Кампильос. — Точно так же, сравнив побочные эффекты, вызванные применением двух различных препаратов, можно установить, что они на самом деле действуют на организм одинаковым образом».
С помощью специально созданной компьютерной программы Борк и его коллеги обработали описания нежелательных эффектов, возникающих у больных при использовании более чем 750 существующих на рынке препаратов самого разного назначения. При составлении своего списка исследователи принимали во внимание то, что побочные эффекты нередко оказываются связанными между собой. К примеру, слова «тошнота» и «головокружение» программа Борка считала практически синонимами, в то время как какое-нибудь редкое изменение состава крови исследователи выделяли как самостоятельный признак. Предсказательную силу своего метода Борк со товарищи решили опробовать на наборе из 500 лекарств с заранее хорошо известными свойствами. Для сравнительно простого метода, предложенного Борком, результаты оказались просто замечательными. Общие побочные эффекты у исследованных препаратов с высокой вероятностью предсказывали наличие внутри организма общих мишеней, на которые эти лекарства действовали. Чтобы обнаружить у известного препарата скрытые возможности, свойственные посторонним веществам, ученым достаточно было обратить внимание на подозрительно хорошо совпадающие побочные эффекты. Большинство веществ, для которых Борк предсказал сходные механизмы действия, оказались похожими друг на друга и по своему химическому строению. В то же время среди лекарств, которыми занимались исследователи, также попадались препараты, совершенно не похожие друг на друга, но и для таких веществ Борку и его соавторам удавалось успешно предугадывать общие свойства.
НЕ ПО РЕЦЕПТУ
Опробовав свой подход на лекарствах с заранее известными общими мишенями, Борк и его коллеги принялись изучать препараты, связей между которыми ранее установлено не было. Попарно сопоставляя побочные эффекты от действия всех этих веществ, ученые предсказали наличие более 750 лекарств, обладающих до настоящего времени не известным действием. Все эти препараты отличались друг от друга химическим строением и относились к совершенно разным фармакологическим группам. Так, противоязвенный препарат рабепрозол, согласно прогнозам Борка, помимо своей основной активности с высокой вероятностью должен был обладать свойствами золмитриптана — лекарства от мигрени.
Такие курьезные совпадения, по словам ученых, всегда оказываются очень кстати. «Обнаруженные скрытые свойства хорошо известных препаратов можно успешно использовать в медицинских целях, — полагает Кампильос. — Учитывая то, что эти вещества уже прошли испытания и подтвердили свою безопасность, их можно сравнительно быстро и недорого перенацелить на новые нужды».
Борк и коллеги теорией ограничиваться не захотели. Отобрав наиболее яркие из предсказанных свойств лекарств, ученые подтвердили их наличие экспериментально, наблюдая, как препарат взаимодействует со своей мишенью в пробирке. Обнаруженные новые эффекты старых препаратов оказались достаточно сильными для того, чтобы попытаться использовать их в медицинских целях. Впрочем, несмотря на это, прописывать желудочное средство от головной боли ученые пока не спешат.
«Только дальнейшие исследования могут показать, будут ли достаточно полно проявляться новые свойства без значительного увеличения дозировки, — объясняет Кампильос. — Возможно, в структуру лекарств все же придется внести некоторые изменения». Если повезет, в ходе опытов с людьми удастся обнаружить еще какие-нибудь интересные побочные эффекты. Лишь бы подопытные сразу честно о них рассказали.
Вполне возможно, что эта история, ставшая уже чуть ли не хрестоматийной, была одним из источников вдохновения для сотрудника Европейской лаборатории молекулярной биологии Пера Борка и его коллег. Их недавнее исследование может помочь поставить подобные находки на поток*. В своей работе ученые показали, что даже у хорошо, казалось бы, известных медицинских препаратов можно найти новые полезные свойства.
НЕ ТОЧНО В ЦЕЛЬ
История с виагрой — далеко не единственный пример того, как лекарству, предназначенному для лечения одной болезни, удалось найти новое применение. Так, некоторые противомалярийные средства давно используются для лечения тяжелых нарушений иммунной системы, а самые обычные на первый взгляд антибиотики применяются для разрушения раковых опухолей.
Оценить, насколько частыми могут быть такие фармацевтические казусы, попытались сотрудник исследовательского подразделения Pfizer Эндрю Хопкинс и его коллеги**. Используя информацию из открытых академических источников и наработки своей компании, Хопкинс построил базу данных, содержащую сведения о внушительном количестве химических препаратов и о том, каким именно образом они действуют. Сведя все данные воедино, ученый получил прекрасную возможность не ограничиваться частными примерами, а попытаться составить общую картину того, насколько сложным может оказаться действие самых простых химических препаратов. Из более чем 250 000 лекарств, занесенных в базу данных исследователя, только 65% действовало строго избирательно, на одну-единственную, четко определенную мишень. Остальные лекарства связывали дополнительные молекулы-мишени, как правило, сильно напоминающие своим строением основную цель препарата. Действие лекарства сразу на большое количество похожих мишеней могло только усиливать основной эффект.
Среди содержащихся в базе Хопкинса препаратов попадались вещества, которые вели себя совершенно незапланированным образом и оказывали побочное действие на самые разные белки, никак не связанные друг с другом. Количество таких неприхотливых препаратов, описанных Хопкинсом, оказалось неожиданно большим — при том что база, созданная ученым, содержала далеко не все известные на тот момент мишени для лекарственных препаратов и тем более не могла учитывать будущих открытий. Обнаруженная Хопкинсом «неразборчивость» лекарств в отношении их мишеней сулила большие сюрпризы, о которых могли даже не догадываться сами разработчики препаратов.
ПОЛЬЗА ОТ ВРЕДА
Вместо того чтобы наблюдать за тем, как специалисты фармацевтических компаний проводят дорогостоящие испытания и методично пополняют свои базы данных новыми свойствами медицинских препаратов, Пер Борк и его коллеги решили сыграть на опережение и попробовать научиться эти свойства предсказывать. Для этого исследователи собрались использовать информацию о побочных эффектах лекарственных препаратов, в избытке содержащуюся в аннотациях к каждому из них.
«Методы предсказания возможных побочных эффектов медицинских препаратов с известными химическими свойствами существуют достаточно давно, — рассказывает Моника Кампильос, соавтор Борка. — Наша идея состояла в том, чтобы перевернуть этот принцип с ног на голову и научиться предугадывать особенности действия лекарств, исходя из побочных эффектов от их использования». Для медицины в таком подходе нет ничего необычного. «Врачи постоянно сравнивают симптомы, возникающие у разных больных, чтобы определить, не страдают ли пациенты от одной и той же болезни, — продолжает Кампильос. — Точно так же, сравнив побочные эффекты, вызванные применением двух различных препаратов, можно установить, что они на самом деле действуют на организм одинаковым образом».
С помощью специально созданной компьютерной программы Борк и его коллеги обработали описания нежелательных эффектов, возникающих у больных при использовании более чем 750 существующих на рынке препаратов самого разного назначения. При составлении своего списка исследователи принимали во внимание то, что побочные эффекты нередко оказываются связанными между собой. К примеру, слова «тошнота» и «головокружение» программа Борка считала практически синонимами, в то время как какое-нибудь редкое изменение состава крови исследователи выделяли как самостоятельный признак. Предсказательную силу своего метода Борк со товарищи решили опробовать на наборе из 500 лекарств с заранее хорошо известными свойствами. Для сравнительно простого метода, предложенного Борком, результаты оказались просто замечательными. Общие побочные эффекты у исследованных препаратов с высокой вероятностью предсказывали наличие внутри организма общих мишеней, на которые эти лекарства действовали. Чтобы обнаружить у известного препарата скрытые возможности, свойственные посторонним веществам, ученым достаточно было обратить внимание на подозрительно хорошо совпадающие побочные эффекты. Большинство веществ, для которых Борк предсказал сходные механизмы действия, оказались похожими друг на друга и по своему химическому строению. В то же время среди лекарств, которыми занимались исследователи, также попадались препараты, совершенно не похожие друг на друга, но и для таких веществ Борку и его соавторам удавалось успешно предугадывать общие свойства.
НЕ ПО РЕЦЕПТУ
Опробовав свой подход на лекарствах с заранее известными общими мишенями, Борк и его коллеги принялись изучать препараты, связей между которыми ранее установлено не было. Попарно сопоставляя побочные эффекты от действия всех этих веществ, ученые предсказали наличие более 750 лекарств, обладающих до настоящего времени не известным действием. Все эти препараты отличались друг от друга химическим строением и относились к совершенно разным фармакологическим группам. Так, противоязвенный препарат рабепрозол, согласно прогнозам Борка, помимо своей основной активности с высокой вероятностью должен был обладать свойствами золмитриптана — лекарства от мигрени.
Такие курьезные совпадения, по словам ученых, всегда оказываются очень кстати. «Обнаруженные скрытые свойства хорошо известных препаратов можно успешно использовать в медицинских целях, — полагает Кампильос. — Учитывая то, что эти вещества уже прошли испытания и подтвердили свою безопасность, их можно сравнительно быстро и недорого перенацелить на новые нужды».
Борк и коллеги теорией ограничиваться не захотели. Отобрав наиболее яркие из предсказанных свойств лекарств, ученые подтвердили их наличие экспериментально, наблюдая, как препарат взаимодействует со своей мишенью в пробирке. Обнаруженные новые эффекты старых препаратов оказались достаточно сильными для того, чтобы попытаться использовать их в медицинских целях. Впрочем, несмотря на это, прописывать желудочное средство от головной боли ученые пока не спешат.
«Только дальнейшие исследования могут показать, будут ли достаточно полно проявляться новые свойства без значительного увеличения дозировки, — объясняет Кампильос. — Возможно, в структуру лекарств все же придется внести некоторые изменения». Если повезет, в ходе опытов с людьми удастся обнаружить еще какие-нибудь интересные побочные эффекты. Лишь бы подопытные сразу честно о них рассказали.
Иллюстрация к статье:
Самые свежие новости медицины на нашей странице в Вконтакте
http://www.smoney.ru - Добавил ignat в категорию Фармакология
Читайте также
Добавить комментарий