Keskustelin kollegani tohtori Henrik Ihre, Cytivan strategisten teknologioiden johtajan, kanssa saadakseni lisätietoja. Hän on aiemmin auttanut minua paljastamaan muutamia lääkkeiden molekyylisalaisuuksia. Kuka tiesi, että pahamaineinen Rasputin antoi tahattoman panoksensa lääketieteelle, kun hän neuvoi tsaaria lopettamaan hemofiilisen poikansa hoidon verta ohentavalla aspiriinilla, joka pahensi tämän tilaa? Tai että sata vuotta sitten kahdesta tonnista sikakudosta saatiin kaksisataa grammaa puhdistettua insuliinia? Olen varma, että Henrik ei vain pysty jälleen kerran vastaamaan kysymyksiini, vaan kertoo matkan varrella myös hyvän tarinan.
Aloitimme selventämällä pienten ja suurten molekyylien lääkkeiden eroa. Kyllä, koko on tärkein ero. Henrik kuitenkin sanoo: ”Kun puhutaan pieni- ja suurimolekyylisistä lääkkeistä, asiat eivät ole mustavalkoisia. Kaikki lääkkeet ovat työkaluja, jotka kuuluvat samaan terapeuttiseen työkalupakkiin. On tapauksia, joissa samaa sairautta sairastavat potilaat reagoivat eri tavoin samaan hoitoon, koska yksilöiden välillä on biologisia eroja. Kun yksi lääke epäonnistuu, toinen saattaa auttaa.”
Koko puhuu lääkkeen molekyylipainosta ja jopa sen rakenteellisesta monimutkaisuudesta – ja tässä kohtaa asiat näyttävät muuttuvan mustavalkoisiksi. Antoreitit, tuotanto, kustannukset ja kliininen tehokkuus ovat joitakin merkittäviä eroja, jotka liittyvät kokoon.
Tänään useimmat tunnetut lääkkeet ovat pienimolekyylisiä tai synteettisiä lääkkeitä, ja niihin kuuluu kaikenlaista kipulääkkeistä, antibiooteista ja masennuslääkkeistä aina syöpäsairauksien kaltaisten hengenvaarallisten sairauksien hoitoihin. ”Pienimolekyylisiä lääkkeitä on ollut olemassa satoja vuosia. Ne koostuvat tyypillisesti sadoista tai muutamista tuhansista atomeista, ja niiden suhteellisen yksinkertainen kemiallinen rakenne voidaan saavuttaa vakiintuneilla kemiallisilla prosesseilla”, Henrik selittää. Monet näistä lääkkeistä annetaan suun kautta, eivätkä ne vaadi erityisiä käsittely- tai säilytysolosuhteita, mikä on selvä etu suurimolekyylisiin lääkkeisiin verrattuna.
”Suurimolekyyliset lääkkeet, jotka tunnetaan nimellä biofarmaseuttiset lääkkeet tai biologiset lääkkeet, ovat kehittyneitä terapeuttisia lääkkeitä, jotka voivat olla molekyylikooltaan tuhansia kertoja suuremmat kuin kemiallisesti syntetisoidut vastineensa. Ne ovat usein proteiineja tai peptidejä, joita saadaan biologisista lähteistä monimutkaisilla bioteknisillä prosesseilla, kuten rekombinantti-DNA-tekniikalla. Suurimolekyyliset lääkkeet ruiskutetaan tyypillisesti potilaalle, ja ne vaativat erityiset säilytysolosuhteet”, Henrik sanoo.
Rekombinantti-ihmisinsuliini oli ensimmäinen biolääke, joka tuli markkinoille vuonna 1982, vaikka se löydettiin terapeuttisena proteiinina jo yli sata vuotta sitten. Nykyään biofarmaseuttisiin lääkkeisiin kuuluvat monoklonaaliset vasta-aineet, rokotteet, solu- ja geeniterapiat sekä veriplasmasta saadut proteiinit ja rekombinanttiset terapeuttiset proteiinit. Niitä käytetään monien eri sairauksien, kuten syövän, diabeteksen ja nivelreuman hoidossa, ja niiden tehokkuuden ansiosta ne ovat Nature-lehden mukaan kymmenen myydyimmän lääkkeen joukossa vuonna 2020.
Adalimumabi, ensimmäinen täysin humanisoitu monoklonaalinen vasta-aine, jonka Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on hyväksynyt ja jota markkinoidaan nimellä Humira, on listan kärjessä tehokkuutensa ansiosta muun muassa nivelreuman, Crohnin taudin, hidradeniitin tai plakkipsoriaasin hoidossa. FDA on hyväksynyt yli 300 biologista lääkettä, ja EvaluatePharman mukaan valmisteilla on noin 6 500 biologista lääkettä.
”Insuliinin löytäminen terapeuttisena molekyylinä on yksi nykyaikaisen lääketieteen suurimmista läpimurroista. Silloin tiedemiehet tajusivat, että voimme käyttää kehoamme lähteenä parantaaksemme itseämme sairauksista. Biologiset lääkkeet voivat paitsi laukaista erilaisia biologisia toimintoja, myös hoitaa sairauksia olemalla vuorovaikutuksessa kehossamme olevien proteiinireseptorien kanssa”, Henrik sanoo.
Mitä yhteistä on pienten ja suurten molekyylien lääkeaineilla
Synteettisten lääkkeiden tapaan biologisten lääkkeiden kehittäminen on riskialtista, ja epäonnistumisen todennäköisyys on suuri. Muita yleisiä esteitä ovat viranomaishyväksynnät ja patenttien uusiminen.
Synteettisten lääkkeiden ja biologisten lääkkeiden valmistusprosessit poikkeavat toisistaan, mutta yksi perusvaihe on samanlainen, Henrik sanoo. ”Kaikki lääkkeet on puhdistettava, jotta ne voidaan antaa potilaille turvallisella tavalla.” ”Kaikki lääkkeet on puhdistettava, jotta ne voidaan antaa potilaille turvallisella tavalla.” Vaikka puhdistusvaiheet ovat erilaisia, sekä synteettiset lääkkeet että biologiset lääkkeet perustuvat kromatografiaan yhtenä puhdistusmenetelmänä. ”Kromatografiatekniikoita, jollaisia kehitämme Cytivassa Uppsalassa, käytetään maailmanlaajuisesti pääasiassa erilaisten biologisten molekyylien puhdistamiseen. Myös synteettisiä lääkkeitä voidaan puhdistaa kromatografialla muiden menetelmien, kuten kiteytyksen tai suodatuksen, ohella”, Henrik sanoo.
Kehittämisen ja valmistuksen korkeat kustannukset ovat yleinen kipupiste. ”Suurin osa tutkittavista lääkkeistä ei pääse markkinoille”, Henrik sanoo. Tehoon ja turvallisuuteen liittyvät ongelmat aiheuttavat 75-80 prosenttia kliinisistä epäonnistumisista viimeisessä kehitysvaiheessa. ”Jos teollisuus pystyisi tunnistamaan onnistuneet hoitomuodot jo tutkimus- ja kehitysvaiheessa, se voisi säästää valtavilta tappioilta.” On arvioitu, että lääkekandidaatin eteneminen kliinisistä tutkimuksista apteekkiin maksaa keskimäärin 2,6 miljardia dollaria.
Mikä on tulevaisuus?
”Se, mitä me nyt keksimme, ei tule korvaamaan perinteisiä lääkkeitä”, Henrik sanoo. Joten todennäköisyys sille, että – vaikkapa – päänsärkyä hoidetaan vasta-aineilla, on epätodennäköinen, totean ääneen. Meillä on eri lääkeryhmiä siksi, että ne voivat auttaa erityyppisiin vaivoihin. Henrik lisää: ”
Tästä tuli mieleeni Tu You, kiinalainen tiedemies, joka sai lääketieteen Nobel-palkinnon vuonna 2015 löydettyään malarialääkkeen makeasta koiruohosta, jota käytetään muinaisissa kiinalaisissa kuumelääkkeissä. ”Tu You pystyi tunnistamaan ja eristämään tietyn molekyylin, joka oli peräisin kasvista. Kyseessä on pienimolekyylinen lääke, joka auttaa nyt miljoonia ihmisiä – ja joka kuuluu jatkuvasti kasvavaan hoitojen työkalupakkiin”, Henrik sanoo.