Abych se dozvěděl více, hovořil jsem se svým kolegou Dr. Henrikem Ihre, ředitelem strategických technologií ve společnosti Cytiva. Ten mi již dříve pomohl odhalit několik molekulárních tajemství léků. Kdo by tušil, že nechvalně proslulý Rasputin nechtěně přispěl lékařské vědě, když poradil carovi, aby přestal léčit svého hemofilického syna aspirinem, který ředí krev a zhoršuje jeho stav? Nebo že před sto lety by se ze dvou tun prasečí tkáně získalo dvě stě gramů přečištěného inzulínu? Jsem si jistý, že Henrik nejenže mi opět dokáže odpovědět na mé otázky, ale že mi cestou poví i nějakou pěknou historku.
Začali jsme objasněním rozdílu mezi léky s malou a velkou molekulou. Ano, velikost je hlavním rozdílem. Henrik však říká: „Když mluvíme o lécích s malou a velkou molekulou, věci nejsou černobílé. Všechny léky jsou nástroje, které patří do stejné terapeutické sady. Existují případy, kdy pacienti trpící stejným onemocněním reagují na stejnou léčbu odlišně, a to z důvodu biologických rozdílů mezi jednotlivci. Když jeden lék selže, může pomoci jiný.“
Velikost hovoří o molekulární hmotnosti léku a dokonce i o jeho strukturní složitosti – a zde se věci skutečně zdánlivě stávají černobílými. Cesty podání, výroba, náklady a klinická účinnost jsou některé z významných rozdílů, které souvisejí s velikostí.
Většina dnes známých léků jsou nízkomolekulární nebo syntetické léky a zahrnují vše od léků proti bolesti, antibiotik, antidepresiv až po léčbu život ohrožujících stavů, jako je rakovina. „Malomolekulární léky existují již stovky let. Obvykle se skládají ze stovek až několika tisíc atomů a jejich relativně jednoduché chemické struktury lze dosáhnout zavedenými chemickými postupy,“ vysvětluje Henrik. Mnohá z těchto léčiv se podávají perorálně a nevyžadují specifické zacházení ani podmínky skladování, což jsou některé zřejmé výhody oproti velkomolekulárním léčivům.
„Velkomolekulární léčiva, známá jako biofarmaka nebo biologika, jsou sofistikovaná léčiva, která mohou mít tisíckrát větší molekulární velikost než jejich chemicky syntetizované protějšky. Často se jedná o proteiny nebo peptidy získané z biologických zdrojů složitými biotechnologickými procesy, jako je například technologie rekombinantní DNA. Velkomolekulární léky se obvykle aplikují pacientovi injekčně a vyžadují specifické podmínky skladování,“ říká Henrik.
Rekombinantní lidský inzulin byl prvním biofarmaceutickým lékem, který byl uveden na trh v roce 1982, ačkoli byl jako terapeutický protein objeven před více než sto lety. Dnes mezi biofarmaka patří monoklonální protilátky, vakcíny, buněčné a genové terapie a také proteiny získané z krevní plazmy a rekombinantní terapeutické proteiny. Používají se při léčbě mnoha různých onemocnění včetně rakoviny, cukrovky a revmatoidní artritidy a díky své účinnosti patří podle časopisu Nature mezi deset nejprodávanějších léků v roce 2020.
Adalimumab, první plně humanizovaná monoklonální protilátka schválená americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) a prodávaná pod názvem Humira, je na vrcholu žebříčku pro svou účinnost při léčbě onemocnění, jako je například revmatoidní artritida, Crohnova choroba, hidradenitida nebo plaková psoriáza. Podle společnosti EvaluatePharma bylo úřadem FDA schváleno více než 300 biologických léků a přibližně 6 500 jich je v přípravě.
„Objev inzulínu jako terapeutické molekuly je jedním z největších průlomů v moderní medicíně. Tehdy si vědci uvědomili, že můžeme využít naše tělo jako zdroj k tomu, aby se vyléčilo z nemocí. Biologická léčiva mohou nejen spouštět různé biologické funkce, ale mohou také léčit nemoci tím, že interagují s bílkovinnými receptory v našem těle,“ říká Henrik.
Co mají malomolekulární a velkomolekulární léčiva společného
Stejně jako u syntetických léčiv je vývoj biologických léčiv riskantní, s vysokou pravděpodobností selhání. Mezi další společné překážky patří schvalování regulačními orgány a obnovování patentů.
Přestože syntetická léčiva a biologická léčiva spoléhají na velmi odlišné výrobní procesy, jeden základní krok je podobný, říká Henrik. „Všechny léky musí být přečištěny, aby mohly být bezpečně podávány pacientům.“ Ačkoli se kroky purifikace liší, jak syntetické léky, tak biologika se spoléhají na chromatografii jako na jednu z metod purifikace. „Chromatografické technologie, jako jsou ty, které vyvíjíme ve společnosti Cytiva v Uppsale, se převážně používají po celém světě pro purifikaci různých biologických molekul. Syntetická léčiva lze také purifikovat pomocí chromatografie spolu s dalšími metodami, jako je krystalizace nebo filtrace,“ říká Henrik.
Častým bolavým místem jsou vysoké náklady na vývoj a výrobu. „Většina zkoumaných léků se na trh nedostane,“ říká Henrik. Problémy s účinností a bezpečností představují 75 až 80 % klinických neúspěchů v konečné fázi vývoje. „Pokud by průmysl dokázal identifikovat úspěšné terapie již v rané fázi výzkumu a vývoje, mohl by ušetřit obrovské ztráty.“ Odhaduje se, že průměrné náklady na postup kandidáta na lék z klinických zkoušek do lékárny činí 2,6 miliardy USD.
A co budoucnost?“
„To, co právě teď vynalézáme, nenahradí tradiční léky,“ říká Henrik. Takže pravděpodobnost – řekněme – léčby bolestí hlavy pomocí protilátek je nepravděpodobná, poznamenávám nahlas. Důvodem, proč máme různé třídy léků, je to, že mohou pomoci při různých typech stavů. Henrik dodává: „
To mě přimělo vzpomenout si na Tu You, čínského vědce, který v roce 2015 získal Nobelovu cenu za medicínu za objev léku na malárii ve sladkém pelyňku, používaném ve starých čínských lécích proti horečce. „Tu You dokázal identifikovat a izolovat specifickou molekulu, která pocházela z rostliny. Jedná se o malou molekulu léku, která nyní pomáhá milionům lidí – a která patří do stále se rozšiřujícího souboru terapeutických nástrojů,“ říká Henrik.