О принципе действия новых противовирусных и антибактериальных лекарств корреспонденту «СК» рассказал Владимир Каргинов, кандидат химических наук, научный директор американской компании «Innovative Biologics», США
– Как вы разрабатываете новые антибактериальные препараты?
– Сегодня все новые антибиотики – это модификации старых. Kак следствие, быстро возникают штаммы, устойчивые к новым препаратам, поэтому нужны другие подходы. Чтобы подавить сопротивление организма, многие бактериальные патогены используют токсины. Механизм их действия различается в зависимости от бактерии. Но есть общий момент – все токсины образуют поры в клеточной мембране, чтобы проникнуть внутрь и разрушить клетку. Нужно заблокировать эти отверстия, чтобы остановить развитие инфекции. Использование порообразующих токсинов как мишеней для поиска новых лекарств позволит разработать новый класс антибиотиков, которые будут работать не на этапе размножения бактерий, а во время их контакта с клетками человека. Это не даст им быстро приспосабливаться к медикаментам.
– В чем заключается метод рационального дизайна лекарств?
– Обычно для создания новых лекарств используется массированный скрининг большого количества различных соединений. Это дорого и часто не дает результатов. Рациональный дизайн лекарств предполагает, что на основании предварительного анализа и расчетов вы уже знаете, какого типа структура вам нужна. Например, в случае с сибирской язвой мне сразу пришла идея, что пору, образованную токсином, нужно как-то закрыть. Когда я работал в Новосибирске, мы исследовали механизм действия ремантадина, а он основан как раз на блокировании пор. Потом я стал искать подходящее вещество. У моего внука есть игрушка – отверстия разной формы и фигуры, которые к ним подходят. Так мне пришла мысль, что пору нужно блокировать молекулой с той же симметрией. Все совпало. Просто нужен был человек с опытом в химии и вирусологии, чтобы соединить все это в один принцип.
– Как вы использовали это при создании антитоксина сибирской язвы?
– Сибирская язва – это тяжелое заболевание. Дело в том, что когда у пациента появляются симптомы, применять только антибиотики поздно, так как количество токсинов в организме уже велико. Отсюда множество летальных исходов. Мы создали антитоксин, который в сочетании с антибиотиком дает хороший эффект. Поры, образованные токсином сибирской язвы, являются семичленными, поэтому мы используем производные семичленной молекулы бета-циклодекстрина, которые геометрически подходят на роль пробки. То есть мы блокируем пору молекулой, которая имеет ту же симметрию, что и сама пора.
– Как этот принцип применяется при других инфекциях?
– Наш метод может использоваться против разных бактерий и вирусов. Мы протестировали синтезированные молекулы бета-циклодекстрина на стафилококковой инфекции. Эта бактерия часто устойчива к антибиотикам, что повышает риски и стоимость лечения. Наши исследования показали, что при достаточной концентрации некоторые производные циклодекстрина работают и в отношении стафилококка. Сегодня остро стоит проблема с заболеваемостью гепатитом С. Здесь есть белок р7, который в процессе патогенеза образует трансмембранные каналы. Эти поры тоже имеют семичленную форму. Поэтому мы могли бы использовать нашу библиотеку бета-циклодекстриновых производных для поиска лекарств против этого вируса. Также наш подход можно применить к вирусу гриппа.
– Насколько доступными будут лекарства на основе циклодекстринов?
– Химия циклодекстринов хорошо развита. Многие производные циклодекстринов уже используются в фармацевтике для растворения плохорастворимых лекарств. Это натуральное соединение, его не нужно синтезировать, поэтому стоимость препаратов на его основе не будет высокой.
– Когда новые антибиотики попадут на рынок?
– Обычно от начала разработки лекарства до продукта на полках аптек проходит 10–12 лет. Но это если лекарство разрабатывается крупной фармацевтической компанией с непрерывным финансированием. Сейчас наши исследования находятся на относительно ранней стадии разработок. Мы довели технологию до испытания на мелких животных, но для дальнейшего исследования этих препаратов нужны большие деньги. Если крупная фармацевтическая компания купит наши разработки, процесс пойдет быстрее. К сожалению, по сравнению с 1990-ми годами в США меньше инвестируют в биотехнологии. Сегодня лидеры рынка хотят купить не технологию на будущее, a конкретный, уже почти готовый к выходу продукт.
– Планируете ли вы возвращаться на Родину?
– В России произошел большой сдвиг в финансировании науки. Мне хотелось бы организовать лабораторию в Калининграде вместе с молодыми учеными, которые могли бы какое-то время работать автономно. В БФУ им. И. Канта сейчас есть фантастическое оборудование, о котором в США я могу только мечтать.
Справка «СК»
Владимир Андреевич Каргинов окончил химический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова, работал в Новосибирском государственном университете. В 1992 году уехал в США. В 2003 году основал компанию «Innovative Biologics», которая занимается разработкой антибактериальных препаратов нового поколения.
