Великие лекарства. В борьбе за жизнь - Дарья Николаева

Поэтому необходимость найти препарат более удобный и эффективный для борьбы с инсультами в случае мерцательной аритмии, а также венозной тромбоэмболией стояла достаточно остро. И ученым в этом случае предстояло начать работу по разработке принципиально нового коагулянта. За решение этой задачи взялись ученые самой крупной немецкой частной фармацевтической компании Boehringer Ingelheim. Они понимали, что свои усилия они должны направить на основной фермент, участвующий в процессе коагуляции. Решением, по их мнению, должна была стать новая молекула, которая могла бы напрямую блокировать активную часть этого фермента – тромбина – и таким образом предотвращать чрезмерное образование сгустков крови. Что интересно, свою цель – определить, какими свойствами должен был обладать новый коагулянт – они представляли достаточно четко.

«Мы хотели получить вещество, которое обладало бы мощным действием, долгосрочным эффектом, которое можно было принимать перорально, хорошо переносилось пациентом, не взаимодействовало бы с пищевыми продуктами», – говорит химик, руководитель исследовательской группы Boehringer Ingelheim, доктор Норберт Хауэль. В 1992 году в научном мире появилась публикация, в которой весьма обоснованно показывалось, как ингибитор (вещество, подавляющее действие тромбина), должен связываться с его активным участком. «Для нас эта публикация оказалась очень важна – мы увидели, что это возможно, – поясняет доктор Хауэль. – Молекула, подавляющая активность тромбина, должна подходить к молекуле тромбина так же, как ключ подходит к замку. Наши исследователи уже видели, какой должна быть формула молекулы ингибитора тромбина, чтобы она плотно “прилегала” к активному участку подавляемой молекулы». То есть исследователи с самого начала понимали, какую структуру надо синтезировать. При этом вся команда знала, что в других компаниях исследовательские команды также начали искать ингибитор тромбина с соответствующими свойствами. Время работало против ученых. Главный вопрос был в том, кто первый найдет молекулу, которая впоследствии должна будет спасать миллионы человеческих жизней. В этом же, 1992 году, ученые буквально объявили охоту на эту молекулу.

Но знания того, что ищешь, недостаточно для подобных исследований. Ученые в команде доктора Хауэля представляли себе все физические силы между отдельными атомами в молекуле тромбина, какие идут реакции и какая структура требуемой молекулы должна быть. И создание такой молекулы поначалу продвигалось вполне динамично – активность молекулы росла, ее формула все больше походила на требуемую. Но в какой-то момент движение вдруг закончилось, активность искомой молекулы остановилась на уровне, который далеко не дотягивал до требуемого. Поиски продолжались, но отчаяние росло. «Мы дошли до точки и дальше не могли повышать активность молекулы. Мы готовы были уже бросить эту работу, – рассказывал потом доктор Хауэль. – И потом я понял, что добавление одной липофильной группы так искривляло форму молекулы, что она не могла приблизиться к активному участку молекулы тромбина. Для получения нужной формы требовалось очень много энергии».

И уже затем, осознав причину неудач, исследовательская команда нашла выход – закольцевать структуру синтезируемой молекулы, сделать ее замкнутой. Это сработало. В результате появилась молекула, которой присвоили порядковый номер 1235. Но до возгласов «Эврика!» было еще далеко. На данном этапе синтезированная молекула подходила к молекуле тромбина, как ключик к замку. Но это было только начало пути. Работа по оптимизации действия полученной молекулы, подгонке ее под самые строгие требования только начиналась.

После анализа нескольких сотен молекул ученые остановили свой выбор на одной наиболее перспективной – под рабочим названием «бибр-590». После ряда опытов оказалось, что в пробирке (in vitro) эта молекула делает то, чего от нее ожидают. Однако в крови (in vivo) такого эффекта почему-то нет. Эффекта не было даже при внутривенном введении вещества животному. После множества опытов эту молекулу пришлось сделать более гидрофильной, так что белки крови больше не удерживали ее столь крепко. И через восемь месяцев, попробовав еще около 50 вариантов рабочей молекулы, исследователи под руководством доктора Хауэля нашли наконец такое соединение, которое подавляло активность тромбина не только in vitro, но и в цельной крови (in vivo). Усовершенствованной молекуле дали название «бибр-642».

Но впереди был еще не один этап создания лекарственного препарата. Следующим шагом исследователей стало повышение активности молекулы настолько, чтобы она работала при более низких концентрациях. По словам доктора Хауэля, здесь было найдено очень «элегантное решение» – молекулу удлинили, и теперь она, синтезированная, могла связывать несколько участков молекулы тромбина.

Испытания продолжались. Было опробовано еще более 120 структур полученной молекулы, прежде чем одна из них показала результаты, удовлетворившие ученых. Тесты in vitro и in vivo проходили ровно и демонстрировали стабильный эффект. Выявленная молекула с рабочим номером 953 уже удостоилась отдельного названия – исследователи назвалии ее «дабигатран».

Тесты становились все более сложными. В лабораторных условиях был разработан метод, помогающий моделировать условия тромбоза в человеческом организме. Новое вещество связывалось с молекулой тромбина быстро и обратимо, что также было очень важным условием. По сравнению с другими препаратами дабигатран показывал лучший эффект при более низких дозах.

Тестирование препарата на мышах, кроликах, а затем и на приматах показало обнадеживающие результаты – хороший коагулирующий эффект длился около восьми часов. Активность дабигатрана оказалась высокой как при венозном тромбозе, так и при артериальном.

К концу 1996 года у команды исследователей было достаточно результатов проведенных экспериментов, чтобы убедить руководство продолжать разработку и финансировать дальнейшую работу. Пока все было на стороне «охотников за молекулой» – вещество обладало всеми необходимыми для лекарства свойствами: очень хорошей переносимостью, активностью после приема внутрь, достаточно длительным действием, стабильностью. И руководство приняло непростое решение – продолжать работу и инвестировать в разработку препарата миллионы евро. Непростым решение было потому, что успешным результат можно будет назвать только после клинических испытаний. А работы впереди оставалось еще немало: наладить технологический процесс для производства вещества в достаточных количествах, найти оптимальную форму выпуска лекарственного препарата и провести масштабные испытания на людях. Пока у исследователей было всего 430 кг дабигатрана, который произвели неподалеку в городке Биберахе в период с 1998 по 2001 год. На тот момент его было достаточно, однако в плане оптимизации препарата сделать предстояло еще очень немало.

На вид дабигатран выглядел, как и 90 % других веществ в фармацевтике, – как белый порошок. Теперь перед учеными стояла задача придумать такую форму лекарства, чтобы этот порошок доставлялся в желудок и выполнял свои функции. Однако, когда были проведены первые тесты, их результаты оказались отрезвляющими.

Дело в том, что для дабигатрана нужна кислая среда. При низких значениях рН у него была высокая растворимость, но в менее кислых условиях он растворялся уже не так хорошо. А у большинства пожилых людей как раз пониженная кислотность, кроме того, многие пациенты принимают средства против изжоги. В итоге по результатам многих тестов оказывалось, что препарата в крови как будто и не было. То есть эффект от его приема был нулевой. Конечно, перед употреблением его можно было смешивать с винной кислотой, но такой раствор мог храниться всего несколько минут, что для такого препарата было совершенно недопустимым. Вокруг дабигатрана требовалось создать своего рода кислотный кокон, который бы сохранял необходимую кислотность до того, как вещество попадет в кровоток.

Когда пациент глотал капсулу, ультратонкий слой растворялся, и основное вещество – дабигатран – начинало взаимодействовать с кислотой. Этим обеспечивалась хорошая всасываемость лекарства, даже несмотря на низкую кислотность желудочного сока. В производство такая инновационная капсула была запущена в 2002 году.

И только в ноябре 2001 года ученые нашли решение. Оказалось, что оно так или иначе было связано с историческими корнями Boehringer Ingelheim, поскольку деятельность компании начиналась 125 лет назад как раз с производства винной кислоты, продукта виноделия, в регионе, где издавна выращивался виноград. Именно винная кислота обеспечивала дабигатрану наилучшую растворимость. Но проблема была в том, что, если добавить этот винный компонент непосредственно к дабигатрану, он начнет распадаться еще до того, как попадет в желудок. С одной стороны, нужна кислая среда. С другой – она должна начинать действовать только после того, как препарат окажется внутри организма. Решение было найдено: на препарат методом распыления наносили ультратонкий изолирующий слой растворимого в воде полимера, а сверху – слой винной кислоты. Когда пациент глотал капсулу, ультратонкий слой растворялся, и основное вещество – дабигатран – начинало взаимодействовать с кислотой. Этим обеспечивалась хорошая всасываемость лекарства, даже несмотря на низкую кислотность желудочного сока. В производство такая инновационная капсула была запущена в 2002 году.