БОЛЬНОЙ ВОПРОС. Как российские учёные разрабатывают новый анальгетик

Боль – древнейшая медицинская проблема, а опиаты* – одни из первых эффективных лекарств человечества. Морфин *стал первым выделенным действующим веществом ещё в начале ХIХ века. С началом активного применения в медицине довольно быстро стал известен его главный побочный эффект – тяжёлая наркотическая зависимость. В конце ХIХ века в арсенале у медицины появился аспирин, затем различные вещества класса НПВП (нестероидные противовоспалительные препараты), но ни одно из них не обладало таким же сильным болеутоляющим действием, как морфин*.

Уже более 100 с лишним лет морфин и аспирин остаются самыми используемыми анальгетиками, несмотря на побочные эффекты и низкую эффективность в отношении отдельных видов боли, например, нейропатической. Таким образом потребность в новых эффективных, не вызывающих зависимости и других побочных эффектов обезболивающих лекарственных средствах колоссальная, но до сих пор не закрыта.

Генеральный директор компании «Анальгетики будущего», кандидат биологических наук Дмитрий Потеряев и его коллеги из ИБХ РАН приблизились максимально к решению «больного вопроса»: команда готовит к клиническим испытаниями новое таргетное и нетоксичное обезболивающее средство.

- Почему так сложно разрабатывать анальгетики?

- Эффект морфина* был открыт ещё до понимания механизма боли, по большому счёту. Расскажу историю: я был на экскурсии на Майорке в одном монастыре. Монахи там занимались лечением местного населения, но у них был строгий обет молчания, поэтому они даже спросить толком о симптомах не могли. И тем не менее, когда к ним приходил человек, первое, что они ему давали, даже ещё его не выслушав, это опий*. Потому что, если человек пришёл, если он болеет, значит у него что-то болит. На всякий случай ему давали опий*, и часть проблем снималась. На самом деле, до какого-то момента опиатами* все были относительно довольны. В конце концов опиоидный кризис в США разразился, потому что появилось очень много производных на основе опиатов*, которые были ещё более действенные, и, как заявляли, по крайней мере пара компаний, не такие опасные, не вызывают привыкания. В общем, до какого-то момента проблема опиоидов* не была такой острой и не вызывала широкого резонанса. Нужно понимать механизм возникновения боли на разных этапах, стадиях, потому что боль бывает острая, хроническая, нейропатическая… То есть мест, где возникает, куда идёт, проецируется боль, очень много. Пути передачи от, например, воспалённого поражённого органа до спинного мозга, потом соответственно, транслирование этой боли в головной мозг – это нужно было понимать. И описать, прежде всего, молекулярные мишени.

-А сейчас мы на сто процентов понимаем механизм боли?

- Есть очень хорошо изученные области, молекулярные каскады передачи сигналов, активации и так далее, например, это гематология. Есть относительно гораздо менее изученные области, например деятельность центральной нервной системы. Но в целом механизмы возникновения боли на уровне мишеней, иерархии, передачи сигнала, сейчас описаны относительно неплохо. Мишенями в основном являются ионные каналы, рецепторы нейротрансмиттеров: это то, как клетки возбуждаются и передают сигнал. Последние пару десятков лет создаются препараты, которые уже являются таргетными, но большинство из них находятся на стадии клинических и доклинических исследований. Но проблема в том, что один и тот же ионный канал, рецептор может экспрессироваться в абсолютно разных тканях и органах, и участвовать в разных процессах. С одной стороны, вы подавляете боль, с другой – имеете довольно неприятные и даже опасные побочные явления, просто потому что вы действуете в другой области, в другой ткани. Например, нейропатическая боль мало чем эффективно лечится, и низкодозные опиаты* для этого тоже применяются в некоторых странах. Но в основном её пытаются лечить антиконвульсантами и антидепрессантами. А у этих лекарств довольно широкий спектр неприятных побочных действий. Начиная от простой рассеянности и кончая нарушениями координации и настроения. Эта многофункциональность и тормозит разработку действенного и безопасного средства.

- Перейдём к вашей разработке, она будет соответствовать этим критериям: таргетная, с наименьшим количеством побочных эффектов?

- Эта история началась в 70-х годах: был такой великий человек, около двух лет назад буквально он  умер, Джеффри Бёрнсток. Он занимался механизмами передачи боли, особенно периферической боли. Бёрнскток открыл целый спектр рецепторов, которые называются пуринергические рецепторы – они активируются внеклеточным АТФ или его производными. Это та же молекула АТФ со множеством функций, один из основных источников нашей энергии внутри клетки. А вне клетки АТФ выступает активатором целого ряда рецепторов, ионных каналов. Джеффри Бёрнсток установил, что один из этих рецепторов - P2Х3 - является медиатором хронической воспалительной боли. Этот рецептор важен, в частности, при невралгии и при очень многих состояниях гиперчувствительности.

Когда я был студентом-дипломником в Москве, работал с Арменом Акопяном, он потом в Англии, в группе Джеффри Бёрнстока, был одним из первых, кто клонировал вот эти рецепторы.

- Сколько времени прошло с тех пор как клонировали рецепторы до момента создания препарата?

- Как только были клонировали рецепторы, стало возможно думать о таргетном на них воздействии и изобретении лекарств. Но это были 90-е годы, и от момента открытия рецепторов до возникновения первых лекарственных кандидатов, конечно, прошло очень много лет. Нужно было описать, где эти рецепторы экспрессируются (этот термин означает, в каких тканях, органах и клетках работают гены, кодирующие тот или иной белковый продукт. В данном случае, означает «где эти рецепторы находятся»), как точно они работают, какой из рецепторных механизмов ответственен за возникновение боли. Начиная с 2010 года стали создаваться первые кандидаты. Вначале эту молекулу открыли в Roche. Пионером в этой области стала компания-стартап «Афферент фармасьютикалз», их разработка потом приземлилась в фармацевтическом гиганте MERCK. Они стали разрабатывать биодоступные препараты, которые даже при пероральном приёме специфически воздействуют на конкретный рецептор Р2Х3. Он участвует в огромном количестве патологических состояний, которые так или иначе связаны с хронической болью, воспалениями, или просто гиперчувствительностью.

Например, хронический рефрактерный кашель, когда люди кашляют годами, по 70 приступов в день случается, и это не бронхит, не фиброз лёгких. Он называется идиопатический кашель, потому что непонятно, откуда он возникает. Он практически ничем не купируется, немного антиконвульсантами, антидепрессантами. В Англии, например, очень любят низкодозный морфин* применять, как ни странно.

В патологическом процессе кашля участвует Р2Х3. Его экспрессия в чувствительных нейронах, окончания которых находятся в легких, и повышенная стимуляция как раз и обеспечивают вот такую гиперчувствительность. То есть любая легкая провокация может вызывать приступ кашля.

Ещё пример: синдром болезненного мочевого пузыря, его раньше называли интерстициальным циститом. Очень неприятная вещь: хочется ходить в туалет по несколько десятков раз в день, боли в области малого таза, некоторые люди даже памперсы носят. К сожалению, женщины более подвержены этому синдрому. При этом тоже очень сильно повышена патологическая экспрессия Р2Х3, прямо на выстилке стенки мочевого пузыря.

Это различные невралгии, эндометриоз, боли при остеоартрите, при костных метастазах, раке, и даже, например, мигрень, или зуд, чесотка при атопическом дерматите. Везде эта мишень, Р2Х3, играет значительную роль.

Естественно, эта мишень стала популярной у нескольких компаний. Сейчас MERCK в Японии первое одобрение получил для препарата Джефапиксант, как раз по хроническому или рефрактерному кашлю.

- Те заболевания и симптомы, которые вы перечислили, будут являться показаниями и к препарату, над которым работает ваша команда?

- Да, именно так. Мы смотрим на наше ближайшее конкурентное окружение, понятно, что в случае успеха мы сможем лечить весь спектр этих невралгий, невропатических болей, состояния гиперчувствительности. Но для нас, с точки зрения бизнеса, важно пройти одну или может быть две вторых фазы клинических исследований, чтобы убедительно показать эффективность. Мы – стартап, у нас полностью частное финансирование, поэтому собственных наших денег хватит только на первую фазу клинических исследований и, возможно, на одно или два показания второй фазы клинических исследований. После этого мы, безусловно, должны искать партнёрство и с помощью уже большой фармы, как зарубежной, так и отечественной, выводить этот препарат на рынок.

- Вы сейчас на каком этапе?

- Мы сейчас находимся на стадии завершения доклинических исследований, пилотная токсикология уже завершена, GLP токсикология, включая хроническое применение, должны завершиться в этом году, то есть мы уже в пилотных исследованиях убедились в безопасности этого препарата.

- В какой форме планируете выпускать препарат?

- Сейчас уже разработана готовая форма. Пока это будет простой подкожный инъекционный препарат, как шприц-ручка для инсулина. То есть это подкожное введение, возможно не так часто, а раз в два дня. Это, конечно, не очень удобно, поэтому у нас, в перспективе в разработке находится и пероральная формуляция.

Также мы можем сделать и подкожное депо, это медленное контролируемое высвобождение препарата, чтобы одного подкожного укола хватало примерно на неделю или даже на месяц.

- А теперь расскажите про самое интересное, про действующее вещество и про фундаментальные открытия, которые предшествовали разработке.

- Всё началось в Институте биоорганической химии Российской академии наук с Александра Василевского, который был тогда в команде академика Евгения Гришина, ныне покойного. Они в течение многих лет в институте занимались токсинами из разных животных: пауков, скорпионов, змей и так далее. То есть токсинология был их конёк. И в какой-то момент они стали исследовать яды пауков: насекомоядные паучки совершенно не опасны для людей и у них, наверное, сотни различных соединений – пептидных в частности, которые действуют на огромное количество разных каналов. Многие животные токсины действуют на ионные каналы, блокируют нервную передачу в нервной системе. Соответственно, выделяя хроматографически разные фракции, исследователи направляли их на потенциально интересные мишени. Уже тогда было понятно, что Р2Х3 рецептор является очень интересной фармакологической мишенью. Соответственно, они выделили пептид, который назвали Пуротоксин-1. Затем открыли Пуротоксин 6, и они оказались очень сильными модуляторами Р2Х3 рецепторов. Его воздействие приводит к подавлению активности Р2Х3, что вызывает резкое снижение воспалительной, нейропатической боли и гиперчувствительности.

Удивительно то, что этот пептид очень стабилен. Обычно пептиды при системном введении разрушаются и выводятся в течение считанных минут, потому что они подвержены действию протеаз. А этот пептид медленно выводится почками, потому что он стабилен к действию протеаз. Он и его структурные родственники формируют топологический узел. Такой маленький белок, завязанный в узел, поэтому он так резистентен.

Дальний родственник этого пептида применяется, как инсектицид. Это инсектицид контактного действия, абсолютно безопасный для людей, всех теплокровных и даже пчёл. При этом он эффективен в отношении всяческих жучков-червячков. В некоторых Северо- и Центрально-Американских странах он уже успешно применяется. Представляете, каким стабильным должен быть пептид, чтобы его распылять, как обычный инсектицид! Ещё есть дальний родственник, тоже структурно немножко похожий, который применяется лет 16  уже в качестве лекарственного средства. Это токсин из морской улитки, препарат называется Зиконотид, относится к группе конотоксинов. Но, к сожалению, его можно применять только интратекально, это введение в спинномозговую жидкость. Поэтому его назначают при болях, которые даже опиатами* не контролируются. Его нельзя применять системно, тогда будет большой спектр побочных действий. Но для пациентов, которым совсем ничего не помогает, никакое доступное обезболивание, есть такое лекарство.   На ранних этапах эта разработка в Институте биоорганической химии РАН была поддержана в рамках программы Фарма-2020. То есть они получили грант для того, чтобы сделать первичную фармразработку и исследование эффективности, и безопасности. Для этого был создан стартап «Анальгетики будущего». В какой-то момент наш инвестор, а сейчас один из основных акционеров компании, обратил внимание на эту разработку. В это время я подключился к экспертизе. Это был реальный сюрприз, потому что мало какой российский стартап вызывает такой серьезный интерес, чтобы в него вкладывать деньги, доводить до клинической стадии.

Разработка велась в стенах академического научного учреждения, мы её развернули с точки зрения производства в другую сторону. Пептид изначально получался рекомбинантным способом, а сейчас мы понимаем, что такие пептиды гораздо лучше делать синтетическими. Просто одобрение на производстве гораздо проще получить и контролировать процесс проще. Ну и в целом, конечно, нужно было подгонять доклинические исследования под международные стандарты, как если бы какая-то зарубежная фармкомпания готовила это досье.

Все наши активности: и доклинические исследования, и фармацевтическая разработка, - разделены между контрактами организациями. Это обеспечивает большую уверенность в успехе. Потому что мы подключаем профессионалов - людей, которые знают, как разрабатывать субстанции, готовые формы, как проводить доклинические исследования.

GLP исследования, токсикология, фармакокинетика у нас проходят в Китае. Мы также сотрудничаем с несколькими европейскими контрактными организациями. С их помощью мы провели испытания и получили очень хорошую эффективность как в моделях кашля на свинках и обезьянах, так и в моделях цистита, остеоартрита, атопического дерматита и ещё нескольких.

Сегодня доклинические испытания эффективности препарата завершены. Синтез GMP субстанции уже заканчивается, соответственно будет перенос синтезов из компании разработчиков готовой лекарственной формы уже на GMP производственную площадку, где будут выпущены GMP партии, будет  определенная стабильность препарата при хранении. Мы рассчитываем в идеале в начале 23 года зайти в первую фазу клинических исследований в России.

- А на каких видах боли, на каких пациентах будете испытывать?

— Это вопрос, который пока обсуждается, есть ещё время посмотреть на наших конкурентов. Это может быть хронический рефракторный кашель, то есть первое показание, по которому направленный на ту же мишень другой препарат уже получил одобрение. Также атопический дерматит и синдром болезненного мочевого пузыря. То есть там, где мы можем достаточно быстро достичь конечных точек. В принципе это достижимо при всех показаниях, про которые я сказал, потому что на это не нужны годы наблюдения, как при противораковых, например, препаратах, достаточно нескольких недель.

Самое главное, чтобы гетерогенность популяции пациентов не была очень высокой, или чтобы не получилось так, что мы не достигнем конечных точек просто из-за плохого дизайна исследований.

-У вас по всему миру команда разбросана, это крупный международный проект, а всё-таки точка входа, главное открытие, от которого вы оттолкнулись, кто нашел токсин в яде пауков, это кто был?

- Александр Василевский и его коллеги, например, Петр Опарин, также в этом участвовал академик Гришин.

- И это ребята из ИБХ?

- Института биоорганической химии, да.

Самые первые исследования вели внутренние фонды ИБХ, тематические разработки, какие-то гранты. Потом чтобы это преобразовать в реальную фармацевтическую разработку, потребовалось внешнее финансирование. И вот здесь программа «Фарма-2020» помогла.

В её рамках было выделено достаточное количество средств, чтобы провести основные доклинические исследования, фармразработку, синтезировать субстанцию, готовую форму. Чтобы это стало уже привлекательным для внешних инвесторов. Я не скажу, что это было сразу готово к тому, чтобы начинать клинические исследования, просто потому что не должны академические учреждения заниматься фармразработкой. То есть получается так, что что-то нужно будет переделывать. Но тем не менее, эти деньги обеспечили вывод разработки на новый уровень, чтобы уже на это смотрели частные инвесторы.

- Похоже вы уверены в успехе вашей разработки. Ещё раз перечислите, пожалуйста, основные преимущества вашего будущего препарата перед другими существующими.

- Мы видим, что наш препарат работает там, где есть неудовлетворенная медицинская потребность. Там, где не очень хорошо и с кучей побочных эффектов сейчас применяют антидепрессанты, антиконвульсанты или даже опиоиды*. В последнем случае это лекарственные средства, которые у нас в стране мало применяются, за исключением совсем терминальных случаев. Мы также считаем, что наш препарат в сравнении с его ближайшими конкурентами, которые действуют на ту же мишень, будет обеспечивать более плавное фармакодинамическое действие, не будет такого пилообразного профиля подъёма и снижения эффективности в течение дня. Конкурентные препараты на ту же мишень (а все они, кроме Джефапиксанта ещё в клинических исследованиях) надо применять в виде таблеток два раза в день, и всё равно у них время полувыведения буквально пара часов. А наш препарат в испытаниях на животных показал время полувыведения больше суток. Поэтому мы считаем, что даже в простой инъекционной форме мы будем поддерживать все время нужный уровень препарата.

Доклинические испытания нашего препарата на животных показали отсутствие побочных эффектов. Мы не наблюдали такие распространённые побочные эффекты, характерные для воздействия малых молекул на эту мишень, как изменение или даже потеря вкуса. Для малых молекул еще бывают офф-таргет побочные эффекты, когда они или их метаболиты действуют еще и на другую мишень. С нашим пептидом такого не случится, потому, что пептиды биоразлагаются на аминокислоты, и кроме своей мишени они особо ни на что не действуют.