25 сентября 2012

Предметы ретроспективного анализа

Другим предметом ретроспективного анализа явились для нас работы в области медицины, физиологии и химии, относящиеся в конечном итоге к созданию новых биологически активных веществ и отмеченные Нобелевскими премиями1.

Все работы можно разделить на две группы:

Первая — открытия, непосредственно связанные с новыми лекарственными препаратами.

Вторая
— открытия, связанные с обнаружением или изучением механизма действия эндогенных веществ (ферменты, нуклеиновые кислоты и т. д.), которые либо дают в руки исследователей целебные препараты, либо могут служить для понимания физиологических и патологических процессов.

Так, например, ДНК пока еще не средство фармакологии, однако развитие генной инженерии непрерывно приближает этот момент. Планируемое современной наукой внедрение в клетки человека, больного диабетом, фрагмента генома, отвечающего за синтез инсулина, будет означать, что ДНК, вводимая извне, превратится в фармакологическое средство. Рассмотрим те принципы, по которым создавались работы, отмеченные Нобелевскими наградами.

В ряде открытий изначальным событием был неожиданный случай, например при открытии пенициллина, некоторых витаминов, стрептомицина. Другим открытиям предшествовал скрининг, рассчитанный на торжество определенной идеи: например, открытию пронтозила предшествовали и скрининг сульфосоединений, и удача.

Во многих открытиях на пути к успеху лежала научная концепция, как, например, в случае открытия инсулина, кортизона, рилизинг-гормонов гипоталамуса. В основе некоторых открытий лежит стремление к улучшению и повышению специфичности существующего препарата. Так, очевидно, что рифомицин — «ветка» на могучем «дереве» антибиотиков, выросшем из «семени» пенициллина, послужившего прототипом всего класса антибиотиков.

В большинстве этих ситуаций прототип тщательно исследовался: устанавливалась его структура, механизм действия. Исследования прототипа служили основой для определения требований к улучшенному варианту препарата, затем снова повторялся путь изучения и улучшения.

Так было, например, со снотворным средством вероналом, который был открыт Э. Фишером и послужил основой для многочисленных производных форм, с пронтозилом — родоначальником класса сульфопрепаратов. Эта стратегия поиска и конструирования представлена на рисунке.


Основные этапы конструирования биологически активных соединений (БАС)

Основные этапы конструирования биологически активных соединений (БАС)


В целом основные тенденции в создании новых биологически активных средств таковы: случай как планомерное событие в хорошо организованной системе поиска новых практически важных средств; поиск по научным концепциям; улучшение качества находок путем конструирования лекарств. Вероятность случайного открытия, как правило, повышается за счет детального научного анализа того направления поиска, в котором ожидается событие.

Развитие химии, молекулярной биологии, биотехнологии, включая клеточную и генную инженерию, все более и более определяют возрастающую роль поиска и конструирования биологически активных веществ на базе научных концепций.

Путь обращения к природе за новыми биологически активными веществами, важными для медицины, как свидетельствует весь анализ достижения лекарствоведения по названным выше источникам, — по-видимому, один из магистральных путей нашего времени.

1Анализ проведен по данным работ: Stevenson, 1953; Les Prix Nobel, 1953, 1954 — 1975; Nob. Kal., 1973; Гвинеева, 1959; использованы материалы ЖХО (1975), посвященные Нобелевским лауреатам в области химии, и периодические отчеты о Нобелевских лауреатах очередного года, помещаемые в журнале «Природа» (Берлин, 1975; Зеленин, 1975; Панков, 1978; Полянский, 1979; Скулачев, 1979; Баев, 1981…


«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Экономическая эффективность скрининга

Экономическая эффективность скрининга возрастает, если растет число тестируемых активностей, если скрининг становится многоцелевым и, помимо фармакологии, ориентированным и на цели сельского хозяйства, микробиологической промышленности, охраны окружающей среды и т. п. Скрининг в принципе сходен с тем стихийным процессом отбора объектов из растительного и животного мира, который осуществлялся всем человечеством на протяжении тысячелетий. Этот параллелизм наглядно…

При скрининге обнаружение у веществ определенных свойств — по-прежнему случайное событие, но вероятность появления такого события как бы резко возрастает. Если случайно в данном массиве химических соединений оказалось соединение с определенным видом биологической (фармакологической) активности, оно будет обнаружено со степенью вероятности, зависящей от надежности теста, определяющего в системе этот вид активности. Если рассмотреть короткую историю…

Под термином биологически активные вещества мы подразумеваем как индивидуальные вещества с известной биологической активностью, так и их многокомпонентные смеси определенного или неизвестного состава. Поиск согласно принятым трактовкам этого термина предполагает наличие цели и многих возможностей ее достижения, между которыми необходимо сделать выбор оптимального пути. Этот выбор и последующее движение к цели происходит в виде некоторой…

Как нам представляется, основная причина фармакологического взрыва во второй половине и особенно в конце XX в. — развитие и интеграция медицины, биологии, химии, совершенствование методов физико-химического анализа. Немаловажное значение имело создание химико-фармацевтической индустрии с ее большими запросами к науке и возможностью материально обеспечить эти запросы. Сыграло свою роль и увеличение ценности человеческой жизни, растущее вместе…

Человечество в XX в. овладело многообразными способами создания новых веществ, выделения вещества из природных источников, установления их структуры. Возникла мощная промышленная база создания химических веществ: химическая, нефтехимическая, химико-фармацевтическая и микробиологическая промышленности, промышленность, производящая реактивы для науки. В. И. Вернадский провозгласил, что человечество превратилось в геологическую силу. Сейчас человечество значительно превзошло живую природу, если не по…