Как в ближайшее десятилетие изменится ветеринарная фармакология? В каком направлении будут развиваться наука и практика? К чему готовиться фермерам-животноводам уже сегодня, начиная мониторить самые передовые технологии? «Рынок АПК» выделяет семь ключевых трендов этой специфической отрасли и коротко объясняет их суть.
Высокопроизводительный скрининг
В среднем на разработку одного лекарства тратится от 1 до 2,5 млрд долларов и около 10–15 лет. Если мы уже знаем белок-мишень и тем более его активный сайт, то для первичного отбора молекул — кандидатов в лекарства можно провести компьютерный виртуальный скрининг или высокопроизводительный экспериментальный скрининг.
При проведении высокопроизводительного скрининга (ВПС) используются роботизированные системы. Они позволяют добавлять сотни тысяч разных исследуемых веществ в лунки панелей со специальным образом подготовленной тестовой системой. Разнообразные детекторы регистрируют сигналы о взаимодействии исследуемого вещества в каждой лунке с белком-мишенью тестовой системы. Применение ВПС позволяет оценивать до 300 000 соединений в день(!), таким образом, для проведения скрининга миллионов веществ потребуется несколько недель.
Обычно в результате скрининга количество тестируемых соединений сокращается на 3–4 порядка. Соединения, для которых в процессе скрининга выявлена активность выше заданного значения, называются прототипами. Однако следует понимать, что такие «удачи» еще очень и очень далеки от конечного лекарства. Лишь те из них, которые сохраняют свою активность в модельных системах и удовлетворяют целому ряду критериев, дают предшественников лекарств, которые используются для дальнейших исследований. Тем не менее, развитие этой технологии в последние два десятка лет позволило существенно ускорить процесс разработки и внедрения новых препаратов — как в ветеринарной фармакологии, так и в медицине.
Контролируемая и таргетированная доставка лекарств
Одна из наиболее многообещающих технологий ближайшего будущего, которую уже называют «медицинским GPS»: система, позволяющая отправить лекарство прямиком к пораженной клетке, пометить ее и начать лечить.
«Речь идет не только о создании новых, более эффективных молекул лекарственных веществ, но и о конструировании специальных матриц для таргетированной доставки лекарств, которые будут одновременно и диагностировать болезнь, и лечить ее путем адресной доставки препарата и направленного воздействия на пораженные органы, ткани, кровеносные сосуды. Такой подход, при котором фармацевтический препарат выполняет функции и средства диагностики, и терапевтического агента, называется тераностикой», — так описывает эту сферу исследований ректор университета ИТМО Владимир Васильев.
Исследования ведутся по всему свету: так, в 2016 году группе ученых из России и Украины удалось создать безвредные наночастицы на основе мочевины и лимонной кислоты, которые при введении в организм человека «подсвечивают» различные органы и ткани. В ходе опытов удалось выяснить, что наноточки легко проникают в клетки, не вызывают раздражения и негативных последствий даже при длительном пребывании внутри.
А в 2018-м в Массачусетском технологическом институте (MIT) придумали датчик, который может быть имплантирован в организм животного (чтобы сделать тоже самое с организмом человека, нужно существенно доработать систему) для точечной диагностики и прицельной доставки лекарств. Команда ученых имплантировала миниатюрный маркер в ткани животных, а для отслеживания его движения использовала беспроводное устройство, отражающее радиосигналы, и специальный алгоритм для точного выявления местоположения маркера.
Фармакогеномика
Не нужно оканчивать медицинский вуз, чтобы понимать: строение организма разных людей различное, а поэтому и лекарства действуют на нас неодинаково. Не нужно и зоотехнического или ветеринарного образования, чтобы догадываться о различном реагировании животных на одни и те же препараты. Уж точно, всякий практик знаком с такой проблемой, что методика вакцинации или лечения, примененная с успехом на одной ферме, оказывается совершенно неэффективной на другой, и дело не в профнепригодности ветеринара.
Фармакогеномика — дисциплина на стыке фармакологии и геномики, призванная разобраться с этой проблемой. Окружающая среда, рацион питания, возраст, порода, особенности содержания, степень стресса — все это влияет на индивидуальный ответ организма животного на лекарства. Все это нужно знать ветеринару. Но четкое понимание связи между генотипом и результатом фармакотерапии — это ключ к созданию персонализированного лечения, обладающего высочайшей эффективностью и безопасностью.
Применительно к медицине человека, фармакогеномика в итоге должна привести науку к созданию персонализированных лекарств. И если в случае с лечением людей цель безусловно оправдывает средства (тем более что стоимость генетических тестов снижается с каждым годом, и уже скоро полная карта генома каждого индивида будет вполне доступной — а то и вовсе превратится в один из обязательных анализов перед обращением к врачу), то в ветеринарии целесообразность настолько глубоких исследований пока вызывает споры. Возможно, на 100% индивидуализированные препараты в ветеринарии появятся тогда, когда генетическое обследование животного станет сверхпростой процедурой, доступной на любой ферме, а до тех пор фармакогеномика будет оставаться все-таки более теоретической дисциплиной, нежели практической.
Первую часть статьи про ветеринарную фармакологию читайте здесь:
Автор: Александр Акулиничев («Рынок АПК»)
Если вам оказалась полезна эта статья, ставьте лайк и подписывайтесь на наш канал!
Еще больше интересной информации – на сайте нашего журнала – https://clck.ru/EgNYf, а также на нашем канале в Яндекс.Дзен.