Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) приступают к испытаниям нового противоинсультного препарата. Его эффективность предсказана математическими моделями и предварительными экспериментами. Теперь ее предстоит проверить на грызунах. Как создаются новые лекарства и как математика помогает удешевить их разработку на полмиллиарда долларов, сообщает пресс-служба ТПУ.

Как рассказал сотрудник лаборатории изучения механизмов нейропротекции, профессор кафедры биотехнологии и органической химии ТПУ Андрей Хлебников, кафедра была организована в Томском технологическом институте (ныне ТПУ) в начале ХХ века.

«Сейчас мы стоим на пороге создания противоинсультного препарата. В ближайшее время заканчиваем оснащение лаборатории и приступаем к проведению экспериментов на животных», – рассказывает Хлебников.

По словам ученого, для получения более корректных результатов грызуны должны содержаться в специальных шкафах, в определенном микроклимате, питаться по определенному режиму. Чтобы создать такие условия, нужно очень дорогое оборудование, сейчас оно закупается.

Сотрудники лаборатории выиграли грант Российского научного фонда (РНФ) – 18 миллионов рублей на три года на проведение этих исследований. Коллектив гранта – 10 человек, руководит им Дмитрий Аточин, который возглавляет лабораторию изучения механизмов нейропротекции в ТПУ и является сотрудником центра кардиоваскулярных исследований в США. Научная работа проводится на стыке химии, биологии, математики. Так будет возможно получить синергетический эффект.

За последние 10-15 лет структуру большого количества биомишеней удалось расшифровать.

Хлебников сообщил, что удалось построить их трехмерные модели и подобрать вещества-«ключи». В случае данного конкретного исследования «ключ» должен иметь плоскую структуру, потому что «замок» представляет собой узкую щель в молекуле белка.

По его словам, плоских молекул известно довольно много. Поэтому сначала провели моделирование на компьютере, поместив молекулу в активный центр биомишени. Использование математических подходов позволяет с достаточной вероятностью спрогнозировать, будет ли полученное вещество эффективно.

Ученый отметил, что Это колоссально экономит время. По результатам моделирования были отобраны порядка 10 наиболее подходящих молекул и испытаны на клетках, которые в большом количестве содержат данный рецептор. Одно из этих химических соединений – производное хиноксалина – проявило высокую биологическую активность.

Далее ученые стали синтезировать аналоги и нашли соединение на основе хиноксалина, которое на порядок активнее, чем первоначальные образцы. Аточин провел первые испытания на грызунах в своей лаборатории в США и подтвердил, что новое вещество подавляет зону инсульта. Публикация с результатами вышла в 2016 году и помогла ТПУ получить многомиллионный грант на продолжение исследований.

«Сейчас, например, полученное вещество имеет малую растворимость, то есть в виде инъекций его не введешь. Наша задача – модицифировать структуру молекулы, чтобы повысить растворимость и при этом сохранить противоинсультную активность предшественника. Важно, чтобы не проявлялась токсичность, не было отрицательных побочных эффектов. Это все надо проверить на животных», – подчеркивает Хлебников.

По словам Хлебникова, если бы ученые действовали традиционным методом – синтезировали новые вещества и каждое проверяли на животных, это отняло бы не только время, но и деньги – такие эксперименты довольно дорогие. А с применением нового подхода членам группы предстоит проверить уже не сотни соединений, а 10-20 самых перспективных.

Ученый считает, что современные методы позволили как минимум вдвое удешевить стоимость разработки нового лекарства. Конечно, она по-прежнему астрономическая и может достигать 0,5 миллиарда долларов, если опираться на данные зарубежных фармкомпаний. Но лиха беда начало!

Испытания на грызунах будут идти несколько недель. Когда ученые докажут, что соединения безопасны, предстоит перейти на следующий этап – клинический, то есть испытаний на людях.