Проблемы фармакологии, фармакогенетики и персонали

Большинство современных фармакологических препаратов представляют собой ксенобиотики - искусственно созданные органические соединения. Возможности органического синтеза ограничиваются только естественными законами природы. Разнообразие гомологичных рядов может быть представлено многомерным пространством. Математики рассчитали, что если синтезировать по одной молекуле всех возможных органических веществ с молекулярной массой, не превышающей 1000 г/моль, то во Вселенной не хватит материи [1].

Таким образом, просто «перебрать» все возможные структуры в качестве лекарственных соединений для конкретных медицинских целей не получится. Для сужения поиска соединений-лидеров были созданы различные базы данных и специализированные программные обеспечения, разработка которых активно продолжается в настоящее время. Достаточно долго при выборе соединений-лидеров использовалась концепция Similarity (схожие структуры должны обладать схожей биологической активностью). Однако в любом гомологическом ряду зачастую достаточно резко меняются даже химические свойства соединений, а что касается биологической активности, порой введение всего одной метильной группы в исходную структуру способно снизить токсичность или лишить соединение полезной активности [2].
Это особенно стало заметно при развитии комбинаторной химии
на больших библиотеках гомологов. Кроме того, концепция Similarity потерпела крах после трагедии с Талидомидом, когда выяснилось, что оптические изомеры могут обладать принципиально разной биологической активностью. Постепенно концепцию Similarity вытеснили QSAR модели – математический аппарат, позволяющий проводить корреляции между структурами химических соединений и их биологической активностью[3].
Основным недостатком метода является необходимость собирать новый набор фармакофоров и составлять новую QSAR модель для каждой отдельной мишени и даже для каждого отдельного сайта связывания, т.е. данный подход не является универсальным и в ряде случаев имеет высокую погрешность [2].
Кроме того, любые результаты, полученные in silico, требуют лабораторной проверки и экспериментального подтверждения. И как показала практика 2019 – 2020 гг., подобные данные могут ввести в заблуждение весь мир, как это было в случае с попыткой установить возбудитель атипичной пневмонии в Ухани. Секвенирование нескольких миллионов РНК-последовательностей из бронхоальвеолярного лаважа и
составление из них сотни тысяч контигов с использование специального
ПО и базы данных различных патогенов, ошибочно было принято за
«выделение» SARS-CoV-2 [4].
Не менее трудоемкой задачей является и поиск маркеров заболевания,
которые могут быть использованы как мишени, а также для разработки
диагностических методов. С развитием молекулярной биологии разработчики обратили свое внимание на поиск специальных сигнальных путей и молекулярных каскадов. Успехи в этом направлении продемонстрировали, что классификации подтипов некоторых заболеваний может происходит по трем основным направлениям: по клиническим данным, по молекулярным объектам (в первую очередь дефекты в отдельных генах), и по сигнальным клеточным путям. Поиск генетических особенностей и различных генных вариантов не только позволил изучить наследственные заболевания, но и выявить некоторые факторы генетической предрасположенности или устойчивости, а также привел к появлению такого раздела, как фармакогенетика. Как оказалось, наличие определенных полиморфизмов может влиять на фармакологический эффект лекарственных и биологически активных соединений, снижать или усиливать его, а в некоторых случаях даже перенаправлять. Генетика во многом ответила на вопрос, почему фармпрепарты действуют не на всех или действуют по-разному на разные группы людей. Осознание того, что без учета генетических факторов фармакологическое вмешательство будет недостаточно эффективно, а в ряде случаях может причинить серьезный вред, привело к концепции персонализированной медицины. В целом для эффективного и безопасного применения лекарственных средств необходим иметь
четкие представления о следующей связке: вещество – мишень – каскадный путь (с учетом генетических вариантов) – клеточный процесс – физиологический ответ. При этом следует помнить, что все ксенобиотики обладают токсичностью, поэтому необходимо установление оптимальной дозировки. Кроме того, эти соединения редко воздействуют на триггер паталогического процесса. Часто токсичность препаратов обусловлена именно воздействием на терапевтическую мишень. Также химические
вещества исследуют на клеточную токсичность: способность вызывать
гибель клеток / апоптоз, влиять на целостность цитоплазматической мембраны, снижать потенциал митохондриальной мембраны или проявлять
иную митохондриальную токсичность, повышать количество активных
форм кислорода, снижать концентрацию глутатиона, влиять на клеточный цикл. Исследования по токсикологии часто проводят на здоровых
добровольцах. Возникает вопрос, насколько оправдано повреждение
условно одного здорового ради потенциального выздоровления 10 больных? И откуда берутся в ходе III клинической фазы испытаний тысячи
здоровых волонтеров? Понимают ли эти люди, какой опасности они подвергают сво; здоровье? Если во Вселенной не хватит материи, для создания всего по одной молекуле всех возможных структур, неужели в мире
найдется достаточное количество здоровых людей, чтобы протестировать
все фармпродукты? Кроме того, открытие новых особенностей и закономерностей в этом направлении приводит к тому, что ранее полученные
результаты в экспериментах на людях часто не могут быть использованы
из-за отсутствия критически важных данных.
Существуют области применения жестких препаратов, которые не
вызывают сомнения относительно целесообразности. Это реанимация,
хирургическая анестезия, острые инфекционные заболевания и т.д. Что
касается, метаболомных нарушений, хронических процессов, неврологических и психиатрических расстройств, далеко не все используемые в
настоящее время вещества соответствуют критериям безопасности и
эффективности. Часть этих препаратов имеют неоправданные побочные
эффекты или сомнительные терапевтические возможности. В отдельную
группу следует выделить препараты, предназначенные для снятия симптомов, используемые для поддерживающей терапии, применимые в сфере
услуг (контрацепция, похудение, омоложение, отказ от курения и т.д.), а также для диагностики и профилактики. Строго говоря, эти препараты
вовсе не должны называться лекарственными, поскольку они не решают
проблему, а лишь позволяют получить «сиюминутный» эффект. В настоящее время подобные препараты привели общество к ложной концепции
«волшебной» таблетки. Коммерциализация фармакологической области
допустила использование маркетинговых технологий для реализации соответствующей продукции, что по факту создает ложную надежду и отрицательно влияет на здоровье и качество жизни. Именно эта концепция
сподвигла людей выстроиться в очереди для получения иммунопрофилактических препаратов против новой коронавирусной инфекции,
которые в классическом понимании даже не могут называться вакцинами.
Таким образом, истинная забота о здоровье вытесняется высокотехнологичным суррогатом, побочные эффекты которого скрыты за радужными
рекламными роликами.
Активно развивающаяся персонализированная медицина предполагает генетический скрининг, возможность проведения которого существует
во многих диагностических центрах. Уже на этом этапе возникают две
серьезные проблемы: безопасность таких данных и обработка полученных результатов. В настоящее время просто нет достаточного количества
таких специалистов. Неполный генетический скрининг без интерпретации данных приводит к делокализации ответственности за результаты
использования этих данных лечащим врачом. А сбор генетической информации может проходить, независимо от желания людей, под видом
ПЦР-тестирования, например, или во время диспансеризации (анализ крови, мазки, биопсия). Кроме того, возникает вопрос, не приведет ли введение генетических паспортов к евгенике? Отдельную нишу в этом бизнесе
занимает пренатальная диагностика, на основании которой принимается
решение о судьбе эмбриона. При этом мало кто из будущих родителей
понимает, что наличие тех или иных мутаций имеет лишь вероятностный
характер. Даже грубые генетические поломки, ассоциированные с наследственными синдромами, никогда не дают 100% результат. Это связано с
тем, что концепция: одна мутация – один ген – один признак или болезнь
– представляет собой крайне упрощенную схему. В этом ключе более
корректно говорить о гаплотипе и мутационном пороге. Мутации могут
усиливать друг друга, а могут перекрывать. Более того, одна и та же мутация может нести как отрицательный, так и защитный эффект. Например,
мутации, ответственные за развитие муковисцидоза, предотвращают возникновение кишечных заболеваний, вызванных бактериями сальмонеллами. А мутации, приводящие к серповидноклеточной анемии, не позволяют заразиться малярией. В добавок к этому существует эпигенетика, законы которой не до конца понятны. Однако изменение эпигенетического ландшафта может как блокировать патогенную мутацию, так и имитировать ее на здоровом гене. С открытием системы CRISPR/CAS9 появилась
возможность редактировать геном, в том числе и геном человека. Ранее
для этих целей использовали аденовирусные векторы, позволяющие переносить целые гены. Проще всего такие манипуляции проводить на клеточном уровне. И это либо ЭКО, либо внедрение отредактированных
стволовых клеток. Сама процедура ЭКО изначально была разработана
для создания так называемых нокаутных мышей. Теперь же существуют
более тонкие технологии, а учитывая закон Мерфи, мы получаем угрозу
генетических экспериментов на людях. Использование отредактированных стволовых клеток приведет к мозаицизму и химеризации тканей.
Таким образом, необходим мораторий на геномное редактирование человека, по крайней мере, до тех пор, пока не наступит полное осмысление
феномена жизни. Кроме того, существует этический вопрос: что лучше –
позволить детям с тяжелыми врожденными генетическими заболеваниями (например, прогерийные синдромы, вызывающие преждевременное
старение) прожить короткую жизнь или отдать их под эксперименты, в
том числе и по геномному редактированию?
Как видно из вышеизложенного, научный прогресс привел к значительной детализации исследований в фарминдустрии, однако не смог облегчить процессы разработки новых лекарственных соединений, а скорее
усложнил его. Такие разработки представляют собой долгосрочные проекты, требующие огромных инвестиций и усилий множества специалистов, при этом результаты не могут гарантировать 100%-ный успех.
Поскольку необходимость в лекарственных препаратах испытывают
лишь больные люди, то внимание фармкомпаний было перенаправлено
на разработку вакцин, которые в настоящее время достаточно агрессивно
навязываются всем людям планеты (и здоровым, и не очень).
Особый экономический интерес вызвали иммунопрофилактические
препараты, требующие регулярной ревакцинации – например, против
гриппа. В условиях наведенной паники вокруг хорошо спланированной
«пандемии» этот интерес привел к быстрому созданию ряда препаратов
для иммунизации против новой коронавирусной инфекции. Однако попытки создания подобных вакцин против различных штаммов коронавирусов ведутся с 70-х гг., и все они были провалены, поскольку приводят к антителозависимому усилению инфекции. Как было показано в экспериментах на животных, контрольная группа после заражения соответствующим серотипом переносит достаточно легкое заболевание без летальных исходов, тогда как в группе иммунизированных особей при последующем
заражении развиваются аутоиммунные патологии легких, что в отсутствии лечения может приводить к 100%-ной гибели [5].

Этот же эффект был продемонстрирован и на клеточном уровне с
использованием штамма MERS [6].
После вспышки SARS-CoV в 2002 г. было испытано 4 варианта вакцин [7]:

1) Цельновирусная вакцина, приготовленная на тканевых культурах
Vero, зонально центрифугированная и дважды инактивирован формалином и УФ-облучением (с квасцовым адъювантом и без);
2) Цельновирусная вакцина – очищенная, инактивированная бетапропиолактоном и облучением (с квасцовым адъювантом);
3) Вакцина на основе рекомбинантной ДНК S-белка, произведенная в
клетках насекомых и очищенная с помощью колоночной хроматографии
(с квасцовым адъювантом и без);
4) Вакцина, содержащая вирусоподобные частицы, S-белки SARSCoV и пр. компоненты. Все они продемонстрировали антитело-зависимое
усиление инфекции.

При этом принципы создания современных препаратов, предлагаемых
в настоящее время населению всего мира, мало чем отличаются от предыдущих вакцин:
1) «КовиВак»: цельновирусная вакцина (какая из 3-4 тыс. генных
вариантов?);
2) Pfizer и Moderna: основаны на частицах м-РНК, которые способны
выполнять функции эпигенетических модуляторов и участвовать в
клеточном перепрограммировании;
3) Спутник V, AstraZeneсa: ГМО продукты, состоящие из рекомбинантных аденовирусов, в которые встроен ген S-белка вируса SARS-CoV2;
4) «ЭпиВакКорона»: содержит три различных белковых коньюгата с S
-белками SARS-CoV-2 и адъювант – гидроксид алюминия.
Все эти современные препараты, как и их предшественники, нацелены на выработку антител к S-белкам коронавируса и несут потенциальную угрозу возникновения антителозависимого усиления инфекции при заражении любым штаммом коронавируса. При этом ни один из новых препаратов не был протестирован на животных, данные доклинических исследований полностью отсутствуют, попыток хоть как-то обойти антителозависимый эффект, приводящий в случае контакта с антигеном к
аутоиммунным патологиям, предпринято не было. Поскольку субъединицы S-белков имеют последовательности, гомологичные человеческим
белкам синцитинам, играющим ключевую роль в формировании плаценты, образование антител, способных связывать не только S-белки, но и синцитины, способно привести к стерилизации [8].

Отдельно хочется обратить внимание на ДНК-вакцины. В этих препаратах аденовирусные транспортеры несут чужеродный, искусственно синтезированный ген S-белка. Такие «вакцины» мало чем отличаются от методов геномного редактирования с использованием тех же транспортеров, как это было показано на животной модели при попытке устранения нистагма у мышей, накаутированных по гену GPR143 [9, 10]. Таким образом, ДНК-вакцины несут прямую угрозу бесконтрольного редактирования
генома человека. Все эти и многие другие потенциальные угрозы производители представленных вакцин должны были протестировать на животных
моделях и клеточных линиях в ходе доклинической фазы исследований.
Однако этот этап испытаний был полностью исключен. Также в случае
любых препаратов для иммунопрофилактики уже не идет речи ни о генетических особенностях, ни о какой-либо персонализации, что вызывает
сомнения в качестве и пригодности предлагаемых препаратов.



Список использованной литературы:

1. Смит В., Бочков А., Кейпл Р. Органический синтез: Наука и искусство, 2001. С.51
2. Зефирова О. Создание QSAR // Химия. 2008. № 11.
3. James E Ridings. The thalidomide disaster, lessons from the past. Methods Mol
Biol. 2013;947:575-86. [PMID: 23138926]
4. Wu F., Zhao S. and all. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020. Mar. T. 579. №7798, P.265-269. [PMID:
32015508]
5. Roberts A, Lamirande EW, Vogel L, Jackson JP, Paddock CD, Guarner J, Zaki
SR, Sheahan T, Baric R, Subbarao K. Animal models and vaccines for SARSCoV infection. Virus Res. 2008 Apr;133(1):20-32. [PMID: 17499378]
6. Yushun Wan, Jian Shang, Shihui Sun, Wanbo Tai, Jing Chen, Qibin Geng, Lei
He, Yuehong Chen, Jianming Wu, Zhengli Shi, Yusen Zhou, Lanying Du, Fang
Li. J Virol. Molecular Mechanism for Antibody-Dependent Enhancement of
Coronavirus Entry. 2020 Feb 14;94(5):e02015-19. [PMID: 31826992]
7. Chien-Te Tseng , Elena Sbrana, Naoko Iwata-Yoshikawa, Patrick C Newman,
Tania Garron, Robert L Atmar, Clarence J Peters, Robert B Couch. Immunization With SARS Coronavirus Vaccines Leads to Pulmonary Immunopathology
on Challenge With the SARS Virus. PLoS One. 2012;7(4):e35421. doi:
10.1371/journal.pone.0035421. Epub 2012 Apr 20. [PMID: 22536382]
8. William R. Gallaher Ph.D. Analysis of Wuhan Coronavirus. Deja Vu. Update Feb 7,2020
9. Surace E. M., Domenici L., Cortese K., Cotugno G., Di Vicino U., Venturi C.,
Cellerino A., Marigo V., Tacchetti C., Ballabio A., Auricchio A. Amelioration
of both functional and morphological abnormalities in the retina of a mouse
model of ocular albinism following AAV-mediated gene transfer. Mol Ther.
2005 Oct;12(4):652-8. [PMID: 16023414]
10. Chang Li, Andr; Lieber. Adenovirus vectors in hematopoietic stem cell genome
editing. FEBS Lett. 2019 Dec;593(24):3623-3648. doi: 10.1002/1873-
3468.13668. [PMID: 31705806]