Коронавирус появился неожиданным подарком под новый, 2020 год, и за несколько месяцев мир превратился в сериал-катастрофу. Невероятными усилиями государства остановили распространение вируса, но уже осенью эпидемия вновь стала набирать обороты. Что мы знаем о SARS-CoV-2, почему он убивает одних и бессимптомно проходит у других, безопасна ли вакцина и когда будет найдено лекарство — на эти и другие вопросы в своей книге отвечает журналист, редактор научно-популярных изданий и молекулярный биолог Ирина Якутенко. Мы же публикуем отрывок, посвященный вопросу создания лекарства от вируса.

Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

Ирина Якутенко
Издательство Альпина Диджитал, 2021

Поиски лекарства от коронавирусной инфекции начались практически сразу, как стало понятно, что новая болезнь не просто очередная простуда, а весьма заразная и довольно смертельная напасть. И хотя сообщения, что тот или иной препарат помогает излечить COVID-19, с завидной регулярностью появлялись в прессе и многочисленных группах в WhatsApp, в действительности серьезных прорывов не было. Нет их и сейчас, в октябре 2020 года (хотя по сравнению с началом эпидемии имеется несколько обнадеживающих находок).

Как получается, что в XXI веке с его торжеством медицины, невероятной еще 100 лет назад продолжительностью жизни, победой над многими видами рака и так далее и тому подобное мы не можем справиться с каким-то респираторным заболеванием?

Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться, как вообще ученые и медики ищут лекарства от разных болезней.

Как создаются новые лекарства

Но начать нужно с того, что нынешняя ситуация — нетипичная. Хотя новые серьезные болезни периодически появляются (вспомним, например, вирус Зика или всевозможные птичьи и свиные гриппы), это все же довольно редкое событие.

Статус-кво в медицине — работа с давно известными патологиями. Для большинства из них (по крайней мере для большинства самых распространенных) у нас есть лекарства разной степени эффективности, и ученые заняты тем, что ищут способы сделать терапию еще более действенной. Иногда для этого достаточно как-то модифицировать уже существующее лекарство, но нередко новый подход оказывается принципиально иным (скажем, иммунотерапия рака в противовес традиционной химиотерапии). Но как бы то ни было, список болезней, лекарства от которых активно ищут и/или создают, ограничен. И когда вдруг появляется новое заболевание, ученые и врачи не бросаются синтезировать потенциальные лекарства, как думают многие, а первым делом изучают уже имеющиеся препараты. И подобная тактика по многим причинам оправданна.

Во-первых, это намного быстрее. Синтез новой молекулы с нуля занимает годы и требует работы множества исследовательских групп самого разного профиля: биоинформатиков и химиков, которые придумают и синтезируют ее, биологов, которые протестируют молекулы на культурах клеток и животных, медиков, которые еще раз проверят ее на животных, потом разработают протоколы лечения для людей и проведут предклинические и клинические испытания. Это не говоря уже о бесчисленном количестве бумаг, волоките по получению официальных разрешений, сертификации, масштабировании производства или вовсе создании производственных мощностей с нуля и так далее.

И главное, для того, чтобы запустить все эти процессы, необходимо понимать, хотя бы примерно, как именно патоген проникает в организм и вредит ему

Чтобы быть действенным, лекарство должно блокировать какие-то важные для метаболизма вируса процессы. Веществ, эффективных против вирусов вообще, не бывает, так как разные вирусы используют разные механизмы проникновения в клетку и размножения. И даже препараты, которые вроде бы усиливают базовые противовирусные механизмы, бывают эффективны в отношении одних вирусов и бесполезны в борьбе с другими, потому что какие-то паразиты могут, например, успешно обходить их. Стоит подумать об этом, когда соберетесь покупать в аптеке какое-нибудь разрекламированное лекарство «помогающее от всех типов вирусов» или имбирь по цене черной икры — в первые месяцы эпидемии ушлые торговцы сделали себе на нем небольшое состояние.

Эпидемия COVID-19 началась в конце 2019 года, и, хотя за несколько последующих месяцев человечество накопило невероятное количество информации о SARS-CoV-2, создать за столь короткий срок новое лекарство невозможно. Нет, разработки специализированных препаратов против коронавируса, безусловно, ведутся, но ждать в этом направлении скорого прорыва не приходится. Гораздо перспективнее второй путь — перебор и проверка уже созданных молекул или лекарств против других болезней. Их огромное количество, но, примерно понимая патогенез нового вируса, можно сократить список потенциально перспективных веществ до приемлемого минимума и сразу начать тестировать молекулы-кандидаты.

Искусственный интеллект

Проверять все имеющиеся молекулы вручную невозможно: к тому моменту, как ученые закончат это делать, любая эпидемия давным-давно завершится — с тем или иным результатом. Тестировать только несколько каким-то образом выбранных веществ тоже плохой вариант: слишком велик риск пропустить что-то важное. Поэтому для поиска возможных эффективных молекул сегодня подключают супер-компьютеры. В них загружают базы данных имеющихся перспективных молекул, и машина просчитывает, могут ли они связываться с теми или иными белками вируса. Например, установленный в Майнцском университете имени Иоганна Гутенберга суперкомпьютер MOGON II за два месяца проверил 42 000 различных веществ и выдал перечень из нескольких препаратов, которые должны максимально эффективно вмешиваться в жизненный цикл коронавируса на разных его стадиях.

В число перспективных молекул вошли несколько лекарств от гепатита С, который тоже относится к одноцепочечным РНК-содержащим вирусам (причем геномы обоих записаны в «плюс»-цепи: это важно, так как многие препараты, эффективные в отношении «минус»-вирусов, бесполезны для борьбы с вирусами из «плюс»-группы, и наоборот). Теперь «мокрые исследователи» — то есть те, кто работает прежде всего в лаборатории, а не с компьютерными моделями, — могут тестировать не миллион каких-то молекул, а небольшое число кандидатов с максимальной вероятностью на успех.

Более того, обычно первыми тестируют не молекулы, для которых есть данные только об экспериментах на клеточных культурах или на животных, а готовые лекарства. Такое сужение группы поиска позволяет еще больше сократить время в случае, если какой-то из препаратов окажется эффективным против новой болезни.

Во-первых, для веществ, которые уже используются, получены все необходимые документы.Хотя для использования лекарства не по прямому назначению (off-label) все же требуется получить определенные бумаги, но их количество — и время выдачи — ни в какое сравнение не идет с полноценным процессом выдачи разрешения с нуля. Во-вторых (и это намного более важный фактор), для них известны предельно допустимые дозы: это означает, что не придется проводить длительные и дорогостоящие тесты на животных. И в-третьих, для таких препаратов уже подобраны и разработаны формы введения — таблетки, инъекции, спреи и так далее. Этот параметр кажется малосущественным, однако именно он зачастую определяет, появится то или иное вещество на рынке или нет. Нередко бывает, например, что профилактическое лекарство или средство от досадной, но не слишком серьезной болезни возможно получить только в форме инъекции. В этом случае препарат, скорее всего, не будет выпущен, так как перспективы его использования туманны: мало кто согласится регулярно делать уколы, чтобы снизить риск болезни, которая у него, возможно, и так не разовьется, или избавиться, скажем, от насморка.

Людям, далеким от медицины, и многим СМИ все эти тонкости кажутся неважными, и они радостно перепощивают новости «Ученые обнаружили новое перспективное вещество для терапии COVID-19», сопровождая их комментариями в духе «Теперь мы наконец-то победим коронавирус». В реальности между обнаружением интересной молекулы и появлением лекарства годы и годы работы с очень призрачными шансами на успех. Ученые об этом прекрасно осведомлены, и как раз поэтому большинство групп, решивших временно отложить текущие проекты и заняться поиском лекарства от COVID-19, начали экстренно проверять уже существующие лекарства от других болезней — от ВИЧ до малярии. Несмотря на все приведенные выше соображения о рациональности такой стратегии, это все равно поиск под фонарем — и именно по этой причине большинство проверок ожидаемо закончились ничем.

В рубрике «Открытое чтение» мы публикуем отрывки из книг в том виде, в котором их предоставляют издатели. Незначительные сокращения обозначены многоточием в квадратных скобках.
Мнение автора может не совпадать с мнением редакции.