Sembrava che tutti sapessero come si crea un nuovo farmaco molto tempo fa, soprattutto dopo il Covid-19, quando tutti guardavano proprio gli studi clinici sui vaccini. Tuttavia, non è così semplice. In poche parole, in questa pubblicazione scoprirete quanto dura il processo di creazione di un farmaco e quanto è costoso. E forse potrete intuire che se in TV dicono che gli scienziati hanno scoperto una sostanza in grado di sconfiggere il cancro o qualche altra malattia, è troppo presto per correre in farmacia sperando di acquistare questo nuovo farmaco.
Idea
Idea
- Affinchégli scienziati o un'azienda farmaceutica inizino a sviluppare un farmaco, deve esserci una combinazione di diversi fattori.
- L'importanza sociale della malattia.
- Imeccanismi molecolari noti dello sviluppo della malattia.
- risorse finanziarie e capacità di creare un farmaco specifico.
In altre parole, deve esserci un'idea.
Che cosa costituisce un "bersaglio" per il farmaco?
Insieme, un team di scienziati sceglie un bersaglio e un modo per colpirlo al fine di trattare o prevenire la malattia.
Un bersaglio farmacologico è una macromolecola biologica associata a una funzione specifica, la cui interruzione porta a una malattia. I bersagli più comuni dei farmaci sono le proteine - recettori ed enzimi. L'infografica mostra quali macromolecole sono più spesso bersaglio dei farmaci. In prospettiva, vale la pena notare che la sostanza - il farmaco - viene poi abbinata al "bersaglio". L'esempio più comune è quello della ciclossigenasi 1 (bersaglio) e dell'acido acetilsalicilico (farmaco).
Ricerca di ligandi
Una volta che gli scienziati hanno trovato un bersaglio per un farmaco, devono capire con cosa "mirarlo". Un ligando (potenziale farmaco) è un composto chimico (di solito a basso peso molecolare) che interagisce in modo specifico con il suo bersaglio, influenzando così i processi all'interno della cellula.
Lo studio di tutte le possibili sostanze è, ovviamente, irrealistico: esistono almeno 1.040 ligandi. Pertanto, vengono imposte una serie di restrizioni sulla struttura dei potenziali ligandi, che restringono in modo significativo la ricerca.
Come punto di partenza, vengono solitamente utilizzate librerie di composti create da aziende specializzate in base alle condizioni stabilite dallo sviluppatore, oppure già disponibili nell'arsenale di un'azienda farmaceutica. Tali librerie possono contenere milioni di sostanze.
Inizialmente, il saggio di screening aiuta a determinare se i ligandi selezionati agiscono sul bersaglio oggetto di studio. Il saggio di screening può essere eseguito in laboratorio (in vitro) o al computer (in silico).
Screening in laboratorio: Su appositi vetrini, un robot estrae le sostanze da testare dalle pipette seguendo un programma prestabilito.
I vetrini sono piastre contenenti pozzetti con migliaia di microlitri di diverse proteine bersaglio o di intere cellule geneticamente modificate.
Poi avviene una lettura, che dice in quale pozzetto si trova l'attività biologica rilevata. Il rivelatore può rilevare il segnale radioattivo, la fluorescenza, la polarizzazione della luce e molti altri parametri.
Ottimizzazione
Tra le migliaia di sostanze disponibili con determinate proprietà, si devono selezionare centinaia di molecole che, dopo ulteriori modifiche e test su batteri o colture cellulari, sono in grado di produrre decine di composti "candidati" destinati a studi preclinici, compresi i test sugli animali.
L'ottimizzazione può consistere nel "tagliare" una parte del ligando noto, o viceversa, aggiungendovi nuovi elementi e testando nuovamente l'interazione con il bersaglio. Tornando all'aspirina, essa è derivata dall'acido salicilico mediante l'aggiunta di un gruppo acetile.
Che cosa costituisce un "bersaglio" per il farmaco?
Insieme, un team di scienziati sceglie un bersaglio e un modo per colpirlo al fine di trattare o prevenire la malattia.
Un bersaglio farmacologico è una macromolecola biologica associata a una funzione specifica, la cui interruzione porta a una malattia. I bersagli più comuni dei farmaci sono le proteine - recettori ed enzimi. L'infografica mostra quali macromolecole sono più spesso bersaglio dei farmaci. In prospettiva, vale la pena notare che la sostanza - il farmaco - viene poi abbinata al "bersaglio". L'esempio più comune è quello della ciclossigenasi 1 (bersaglio) e dell'acido acetilsalicilico (farmaco).
Ricerca di ligandi
Una volta che gli scienziati hanno trovato un bersaglio per un farmaco, devono capire con cosa "mirarlo". Un ligando (potenziale farmaco) è un composto chimico (di solito a basso peso molecolare) che interagisce in modo specifico con il suo bersaglio, influenzando così i processi all'interno della cellula.
Lo studio di tutte le possibili sostanze è, ovviamente, irrealistico: esistono almeno 1.040 ligandi. Pertanto, vengono imposte una serie di restrizioni sulla struttura dei potenziali ligandi, che restringono in modo significativo la ricerca.
Come punto di partenza, vengono solitamente utilizzate librerie di composti create da aziende specializzate in base alle condizioni stabilite dallo sviluppatore, oppure già disponibili nell'arsenale di un'azienda farmaceutica. Tali librerie possono contenere milioni di sostanze.
Inizialmente, il saggio di screening aiuta a determinare se i ligandi selezionati agiscono sul bersaglio oggetto di studio. Il saggio di screening può essere eseguito in laboratorio (in vitro) o al computer (in silico).
Screening in laboratorio: Su appositi vetrini, un robot estrae le sostanze da testare dalle pipette seguendo un programma prestabilito.
I vetrini sono piastre contenenti pozzetti con migliaia di microlitri di diverse proteine bersaglio o di intere cellule geneticamente modificate.
Poi avviene una lettura, che dice in quale pozzetto si trova l'attività biologica rilevata. Il rivelatore può rilevare il segnale radioattivo, la fluorescenza, la polarizzazione della luce e molti altri parametri.
Ottimizzazione
Tra le migliaia di sostanze disponibili con determinate proprietà, si devono selezionare centinaia di molecole che, dopo ulteriori modifiche e test su batteri o colture cellulari, sono in grado di produrre decine di composti "candidati" destinati a studi preclinici, compresi i test sugli animali.
L'ottimizzazione può consistere nel "tagliare" una parte del ligando noto, o viceversa, aggiungendovi nuovi elementi e testando nuovamente l'interazione con il bersaglio. Tornando all'aspirina, essa è derivata dall'acido salicilico mediante l'aggiunta di un gruppo acetile.
Test di base
I composti selezionati vengono prima testati in studi biochimici-farmacologici o in esperimenti su colture cellulari, cellule isolate e organi isolati.
Poiché questi modelli non sono in grado di replicare completamente l'intera gamma di processi biologici in un organismo reale, ogni potenziale farmaco viene testato sugli animali. Solo gli esperimenti sugli animali possono rispondere alla domanda se gli effetti desiderati compaiano a dosi non tossiche o a basse dosi tossiche.
Lo studio di tossicità valuta i seguenti parametri.
I composti selezionati vengono prima testati in studi biochimici-farmacologici o in esperimenti su colture cellulari, cellule isolate e organi isolati.
Poiché questi modelli non sono in grado di replicare completamente l'intera gamma di processi biologici in un organismo reale, ogni potenziale farmaco viene testato sugli animali. Solo gli esperimenti sugli animali possono rispondere alla domanda se gli effetti desiderati compaiano a dosi non tossiche o a basse dosi tossiche.
Lo studio di tossicità valuta i seguenti parametri.
- Tossicità durante l'uso a breve e a lungo termine.
- Possibilità di danni genetici (genotossicità, mutagenicità).
- Possibilità di sviluppo di tumori (oncogenicità e cancerogenicità).
- possibilità di dare alla luce un feto malato (teratogenicità).
Negli animali, i composti in studio vengono anche testati per quanto riguarda l'assorbimento, la distribuzione, il metabolismo e l'escrezione (farmacocinetica).
Dopo questa fase di eliminazione alla fase di sperimentazione clinica nell'uomo rimangono, nella migliore delle ipotesi, 1-3 farmaci (ricordiamo che inizialmente c'erano circa 1000 potenziali farmaci!).
Dopo questa fase di eliminazione alla fase di sperimentazione clinica nell'uomo rimangono, nella migliore delle ipotesi, 1-3 farmaci (ricordiamo che inizialmente c'erano circa 1000 potenziali farmaci!).
L'ingresso nel mercato
Lasperimentazione clinica prevede diverse fasi, che l'infografica illustra.
In primo luogo, i nuovi farmaci vengono testati su individui sani per determinare se gli effetti riscontrati nei test sugli animali sono osservati nell'uomo e per identificare le relazioni dose-effetto.
Poi un potenziale nuovo farmaco viene testato su pazienti selezionati per determinarne l'efficacia terapeutica per la malattia a cui è destinato. Gli effetti positivi devono essere evidenti e quelli indesiderati accettabilmente ridotti.
Successivamente, vengono arruolati nello studio ampi gruppi di pazienti, con i quali il farmaco in esame viene confrontato con il trattamento standard per quanto riguarda i risultati terapeutici.
Nel corso degli studi clinici, molti nuovi farmaci si rivelano inadatti all'uso.
La decisione di approvare un nuovo farmaco viene presa dall'agenzia regolatoria nazionale (FDA). I richiedenti (aziende farmaceutiche) presentano all'ente regolatorio una serie completa di documenti relativi agli studi preclinici e clinici, in cui i dati di efficacia e sicurezza ottenuti soddisfano i requisiti stabiliti e la forma prevista per il prodotto (compresse, capsule, ecc.)
Dopo l'approvazione, il nuovo farmaco può essere venduto con un marchio e diventa quindi disponibile per la prescrizione da parte dei medici e la distribuzione nelle farmacie. Allo stesso tempo, vengono sviluppati il processo tecnologico di produzione del farmaco, i requisiti di qualità e i metodi di analisi.
Il farmaco continua a essere monitorato durante la distribuzione. Il giudizio finale sul rapporto beneficio/rischio di un nuovo farmaco può essere espresso solo sulla base dell'esperienza d'uso a lungo termine. È così che si determina il valore terapeutico di un nuovo farmaco.
In vari casi, il processo di sviluppo di un nuovo farmaco, dall'idea alla realizzazione, dura circa 5-18 anni. Il costo totale dello sviluppo, compresi i farmaci che non hanno raggiunto il mercato, supera spesso il miliardo di dollari (fino a 2,5 miliardi di dollari in media).
Lasperimentazione clinica prevede diverse fasi, che l'infografica illustra.
In primo luogo, i nuovi farmaci vengono testati su individui sani per determinare se gli effetti riscontrati nei test sugli animali sono osservati nell'uomo e per identificare le relazioni dose-effetto.
Poi un potenziale nuovo farmaco viene testato su pazienti selezionati per determinarne l'efficacia terapeutica per la malattia a cui è destinato. Gli effetti positivi devono essere evidenti e quelli indesiderati accettabilmente ridotti.
Successivamente, vengono arruolati nello studio ampi gruppi di pazienti, con i quali il farmaco in esame viene confrontato con il trattamento standard per quanto riguarda i risultati terapeutici.
Nel corso degli studi clinici, molti nuovi farmaci si rivelano inadatti all'uso.
La decisione di approvare un nuovo farmaco viene presa dall'agenzia regolatoria nazionale (FDA). I richiedenti (aziende farmaceutiche) presentano all'ente regolatorio una serie completa di documenti relativi agli studi preclinici e clinici, in cui i dati di efficacia e sicurezza ottenuti soddisfano i requisiti stabiliti e la forma prevista per il prodotto (compresse, capsule, ecc.)
Dopo l'approvazione, il nuovo farmaco può essere venduto con un marchio e diventa quindi disponibile per la prescrizione da parte dei medici e la distribuzione nelle farmacie. Allo stesso tempo, vengono sviluppati il processo tecnologico di produzione del farmaco, i requisiti di qualità e i metodi di analisi.
Il farmaco continua a essere monitorato durante la distribuzione. Il giudizio finale sul rapporto beneficio/rischio di un nuovo farmaco può essere espresso solo sulla base dell'esperienza d'uso a lungo termine. È così che si determina il valore terapeutico di un nuovo farmaco.
In vari casi, il processo di sviluppo di un nuovo farmaco, dall'idea alla realizzazione, dura circa 5-18 anni. Il costo totale dello sviluppo, compresi i farmaci che non hanno raggiunto il mercato, supera spesso il miliardo di dollari (fino a 2,5 miliardi di dollari in media).