Już dawno temu wszystkim wydawało się, że wiedzą, jak powstaje nowy lek, zwłaszcza po pandemii COVID-19, kiedy wszyscy obserwowali badania kliniczne szczepionek. Nie jest to jednak takie proste. W skrócie - w tej publikacji dowiesz się, jak długo trwa proces tworzenia leku i jak kosztowny jest to proces. I może domyślisz się, że jeśli w telewizji mówią, że naukowcy odkryli substancję, która może pokonać raka lub inną chorobę, to jest za wcześnie, aby biec do apteki z nadzieją na zakup tego nowego leku.
Pomysł
Pomysł
- Abynaukowcy lub firma farmaceutyczna mogli rozpocząć opracowywanie leku, musi wystąpić kombinacja kilku czynników.
- Społeczne znaczenie choroby.
- Znane molekularne mechanizmy rozwoju choroby.
- zasoby finansowe i zdolność do stworzenia konkretnego leku.
Innymi słowy, musi istnieć pomysł.
Co stanowi "cel" dla leku?
Zespół naukowców wspólnie wybiera cel i sposób jego namierzenia w celu leczenia lub zapobiegania chorobie.
Celleku to biologiczna makrocząsteczka związana z określoną funkcją, której zakłócenie prowadzi do choroby. Najczęstszymi celami dla leków są białka - receptory i enzymy. Infografika pokazuje, które makrocząsteczki są najczęściej celem leków. Wybiegając w przyszłość, warto zauważyć, że substancja - lek - jest następnie dopasowywana do "celu". Najczęstszym przykładem jest cyklooksygenaza 1 (cel) i kwas acetylosalicylowy (lek).
Poszukiwanie ligandów
Gdy naukowcy znajdą cel dla leku, muszą dowiedzieć się, w co go "wycelować". Ligand (potencjalny lek) to związek chemiczny (zwykle o niskiej masie cząsteczkowej), który specyficznie oddziałuje ze swoim celem, a tym samym wpływa na procesy wewnątrz komórki.
Badanie wszystkich możliwych substancji jest oczywiście nierealne: istnieje co najmniej 1040 ligandów. W związku z tym na strukturę potencjalnych ligandów nakłada się szereg ograniczeń, co znacznie zawęża zakres poszukiwań.
Jako punkt wyjścia zwykle wykorzystuje się biblioteki związków, które są tworzone przez wyspecjalizowane firmy zgodnie z warunkami określonymi przez dewelopera lub są już dostępne w arsenale firmy farmaceutycznej. Takie biblioteki mogą zawierać miliony substancji.
Początkowo test przesiewowy pomaga określić, czy wybrane ligandy wpływają na badany cel. Badanie przesiewowe jest przeprowadzane w laboratorium (in vitro) lub komputerowo (in silico).
Badanie przesiewowe w laboratorium: Na specjalnych szkiełkach robot pobiera substancje testowe z pipet zgodnie z wcześniej ustalonym programem.
Szkiełka są płytkami zawierającymi dołki z tysiącami mikrolitrów różnych białek docelowych lub całych genetycznie zmodyfikowanych komórek.
Następnie następuje odczyt, informujący, w którym dołku wykryto aktywność biologiczną. Detektor może wykrywać ją za pomocą sygnału radioaktywnego, fluorescencji, polaryzacji światła i wielu innych parametrów.
Optymalizacja
Spośród tysięcy dostępnych substancji o określonych właściwościach należy wybrać setki cząsteczek, które po dalszych modyfikacjach i testach na bakteriach lub hodowlach komórkowych mogą dać dziesiątki związków "kandydujących" przeznaczonych do badań przedklinicznych, w tym testów na zwierzętach.
Optymalizacja może polegać na "odcięciu" części znanego ligandu lub odwrotnie, dodaniu do niego nowych elementów i nowych testach interakcji z celem. Wracając do aspiryny: jest ona pochodną kwasu salicylowego poprzez dodanie grupy acetylowej.
Co stanowi "cel" dla leku?
Zespół naukowców wspólnie wybiera cel i sposób jego namierzenia w celu leczenia lub zapobiegania chorobie.
Celleku to biologiczna makrocząsteczka związana z określoną funkcją, której zakłócenie prowadzi do choroby. Najczęstszymi celami dla leków są białka - receptory i enzymy. Infografika pokazuje, które makrocząsteczki są najczęściej celem leków. Wybiegając w przyszłość, warto zauważyć, że substancja - lek - jest następnie dopasowywana do "celu". Najczęstszym przykładem jest cyklooksygenaza 1 (cel) i kwas acetylosalicylowy (lek).
Poszukiwanie ligandów
Gdy naukowcy znajdą cel dla leku, muszą dowiedzieć się, w co go "wycelować". Ligand (potencjalny lek) to związek chemiczny (zwykle o niskiej masie cząsteczkowej), który specyficznie oddziałuje ze swoim celem, a tym samym wpływa na procesy wewnątrz komórki.
Badanie wszystkich możliwych substancji jest oczywiście nierealne: istnieje co najmniej 1040 ligandów. W związku z tym na strukturę potencjalnych ligandów nakłada się szereg ograniczeń, co znacznie zawęża zakres poszukiwań.
Jako punkt wyjścia zwykle wykorzystuje się biblioteki związków, które są tworzone przez wyspecjalizowane firmy zgodnie z warunkami określonymi przez dewelopera lub są już dostępne w arsenale firmy farmaceutycznej. Takie biblioteki mogą zawierać miliony substancji.
Początkowo test przesiewowy pomaga określić, czy wybrane ligandy wpływają na badany cel. Badanie przesiewowe jest przeprowadzane w laboratorium (in vitro) lub komputerowo (in silico).
Badanie przesiewowe w laboratorium: Na specjalnych szkiełkach robot pobiera substancje testowe z pipet zgodnie z wcześniej ustalonym programem.
Szkiełka są płytkami zawierającymi dołki z tysiącami mikrolitrów różnych białek docelowych lub całych genetycznie zmodyfikowanych komórek.
Następnie następuje odczyt, informujący, w którym dołku wykryto aktywność biologiczną. Detektor może wykrywać ją za pomocą sygnału radioaktywnego, fluorescencji, polaryzacji światła i wielu innych parametrów.
Optymalizacja
Spośród tysięcy dostępnych substancji o określonych właściwościach należy wybrać setki cząsteczek, które po dalszych modyfikacjach i testach na bakteriach lub hodowlach komórkowych mogą dać dziesiątki związków "kandydujących" przeznaczonych do badań przedklinicznych, w tym testów na zwierzętach.
Optymalizacja może polegać na "odcięciu" części znanego ligandu lub odwrotnie, dodaniu do niego nowych elementów i nowych testach interakcji z celem. Wracając do aspiryny: jest ona pochodną kwasu salicylowego poprzez dodanie grupy acetylowej.
Podstawowe testy
Wybrane związki są najpierw testowane w badaniach biochemiczno-farmakologicznych lub eksperymentach na hodowlach komórkowych, izolowanych komórkach i izolowanych narządach.
Ponieważ modele te nie są w stanie w pełni odtworzyć pełnego zakresu procesów biologicznych w prawdziwym organizmie, każdy potencjalny lek jest testowany na zwierzętach. Tylko eksperymenty na zwierzętach mogą odpowiedzieć na pytanie, czy pożądane efekty pojawiają się przy nietoksycznych lub mało toksycznych dawkach.
Badanie toksyczności ocenia następujące parametry.
Wybrane związki są najpierw testowane w badaniach biochemiczno-farmakologicznych lub eksperymentach na hodowlach komórkowych, izolowanych komórkach i izolowanych narządach.
Ponieważ modele te nie są w stanie w pełni odtworzyć pełnego zakresu procesów biologicznych w prawdziwym organizmie, każdy potencjalny lek jest testowany na zwierzętach. Tylko eksperymenty na zwierzętach mogą odpowiedzieć na pytanie, czy pożądane efekty pojawiają się przy nietoksycznych lub mało toksycznych dawkach.
Badanie toksyczności ocenia następujące parametry.
- Toksyczność podczas krótkotrwałego i długotrwałego stosowania.
- Możliwośćuszkodzeń genetycznych (genotoksyczność, mutagenność).
- Możliwośćrozwoju nowotworu (onkogenność i rakotwórczość).
- Możliwośćurodzenia chorego płodu (teratogenność).
U zwierząt badane związki są również testowane pod kątem wchłaniania, dystrybucji, metabolizmu i wydalania (farmakokinetyka).
Po tym etapie eliminacji do etapu badań klinicznych u ludzi pozostaje co najwyżej 1-3 leków (przypomnijmy, że początkowo istniało około 1000 potencjalnych leków!).
Po tym etapie eliminacji do etapu badań klinicznych u ludzi pozostaje co najwyżej 1-3 leków (przypomnijmy, że początkowo istniało około 1000 potencjalnych leków!).
Wejście na rynek
Testy kliniczne obejmują kilka faz, które ilustruje infografika.
Po pierwsze, nowe leki są testowane na zdrowych osobnikach w celu ustalenia, czy efekty stwierdzone w testach na zwierzętach są obserwowane u ludzi i zidentyfikowania zależności dawka-efekt.
Następnie potencjalny nowy lek jest testowany na wybranych pacjentach w celu określenia skuteczności terapeutycznej w chorobie, na którą jest przeznaczony. Pozytywne efekty powinny być widoczne, a niepożądane efekty akceptowalnie małe.
Następnie do badania włączane są duże grupy pacjentów, z którymi badany lek jest porównywany ze standardowym leczeniem pod względem wyników terapeutycznych.
W procesie badań klinicznych wiele nowych leków okazuje się nieodpowiednich do stosowania.
Decyzja o zatwierdzeniu nowego leku jest podejmowana przez krajową agencję regulacyjną (FDA). Wnioskodawcy (firmy farmaceutyczne) przedkładają organowi regulacyjnemu kompletny zestaw dokumentacji badań przedklinicznych i klinicznych, w których uzyskane dane dotyczące skuteczności i bezpieczeństwa spełniają ustalone wymagania i zamierzoną formę produktu (tabletki, kapsułki itp.)
Po zatwierdzeniu nowy lek może być sprzedawany pod marką, a tym samym staje się dostępny do przepisywania przez lekarzy i dystrybucji w aptekach. Jednocześnie opracowywany jest proces technologiczny produkcji leku, wymagania jakościowe i metody analizy.
Lek jest nadal monitorowany w trakcie jego dystrybucji. Ostateczna ocena stosunku korzyści do ryzyka nowego leku może być dokonana tylko na podstawie długoterminowego doświadczenia w jego stosowaniu. W ten sposób określa się wartość terapeutyczną nowego leku.
W różnych przypadkach proces opracowywania nowego leku od pomysłu do wdrożenia trwa około 5 do 18 lat.Całkowity koszt rozwoju, w tym leków, które nie trafiły na rynek, często przekracza 1 miliard dolarów (średnio do 2,5 miliarda dolarów).
Testy kliniczne obejmują kilka faz, które ilustruje infografika.
Po pierwsze, nowe leki są testowane na zdrowych osobnikach w celu ustalenia, czy efekty stwierdzone w testach na zwierzętach są obserwowane u ludzi i zidentyfikowania zależności dawka-efekt.
Następnie potencjalny nowy lek jest testowany na wybranych pacjentach w celu określenia skuteczności terapeutycznej w chorobie, na którą jest przeznaczony. Pozytywne efekty powinny być widoczne, a niepożądane efekty akceptowalnie małe.
Następnie do badania włączane są duże grupy pacjentów, z którymi badany lek jest porównywany ze standardowym leczeniem pod względem wyników terapeutycznych.
W procesie badań klinicznych wiele nowych leków okazuje się nieodpowiednich do stosowania.
Decyzja o zatwierdzeniu nowego leku jest podejmowana przez krajową agencję regulacyjną (FDA). Wnioskodawcy (firmy farmaceutyczne) przedkładają organowi regulacyjnemu kompletny zestaw dokumentacji badań przedklinicznych i klinicznych, w których uzyskane dane dotyczące skuteczności i bezpieczeństwa spełniają ustalone wymagania i zamierzoną formę produktu (tabletki, kapsułki itp.)
Po zatwierdzeniu nowy lek może być sprzedawany pod marką, a tym samym staje się dostępny do przepisywania przez lekarzy i dystrybucji w aptekach. Jednocześnie opracowywany jest proces technologiczny produkcji leku, wymagania jakościowe i metody analizy.
Lek jest nadal monitorowany w trakcie jego dystrybucji. Ostateczna ocena stosunku korzyści do ryzyka nowego leku może być dokonana tylko na podstawie długoterminowego doświadczenia w jego stosowaniu. W ten sposób określa się wartość terapeutyczną nowego leku.
W różnych przypadkach proces opracowywania nowego leku od pomysłu do wdrożenia trwa około 5 do 18 lat.Całkowity koszt rozwoju, w tym leków, które nie trafiły na rynek, często przekracza 1 miliard dolarów (średnio do 2,5 miliarda dolarów).