В первой в Беларуси лаборатории биологических моделей испытывают новые препараты, которые спасут человека
ЭКСПЕРИМЕНТЫ на животных — звучит устрашающе. Но что делать, если пока мировая наука не продвинулась в изучении человеческого организма настолько далеко, чтобы такие опыты полностью исключить из практики ученых. Почему? В каких условиях живут подопытные кролики, и не только? Над какими лекарствами колдуют ученые умы и как апробируют их на животных? Ответы на эти вопросы мы получили в Институте биоорганической химии НАН Беларуси, где при отделе фармакологии и фармации действует лаборатория биологических моделей. Этот единственный в Беларуси виварий открылся лишь в 2013 году. В штате — 12 сотрудников. Именно здесь испытывают новые лекарства, проводят эксперименты, которые помогут сохранить здоровье и жизнь человеку.
Животных не заменишь
Стерильно белых мышек, крыс, пушистых кроликов и даже морских свинок выращивают в специальном питомнике. Доклинические испытания позволяют проверить, насколько токсичен, безопасен и эффективен препарат для живого организма. Действуют лекарства на животных по-разному, поэтому в лаборатории поддерживают генетическую чистоту линий и разводят разных зверьков: 6 пород мышей, 4 — крыс, пушистых новозеландского и калифорнийского кроликов. Грызунов здесь около 2500, ушастых — 50. Меньше всего востребованы в экспериментах морские свинки — их 16. У некоторых животных с рождения повышенное давление и другие проблемы сердечно-сосудистой системы.
— Несмотря на то что эксперименты на животных многими зарубежными организациями «зеленых» не приветствуются, это необходимый этап разработки лекарственных средств. Никакая другая система не может заменить биологическую систему теплокровных животных. Поэтому во всех регламентах, и отечественных, и зарубежных, такие исследования незаменимы, — поясняет заведующий отделом фармакологии и фармации кандидат биологических наук Валерий Шилов. — Когда препараты направлены на лечение заболеваний нервной системы, в экспериментах необходимо использовать даже собак и обезьян.
Грызуны с гипертензией
Если бы не длинный лысый хвост, не сказал бы, что в стеклянных тубусах сидят живые существа. Крысы — самые распространенные прообразы человека в лаборатории. У них измеряют артериальное давление:
— Грызуны с гипертензией исследуются здесь от нескольких дней до полугода, конечно, не без перерыва, — рассказывает лаборант Вера Вихор и, показывая на клетки, поясняет, что крысы в свободное время живут в специальных клетках. — На хвостик надевается манжетка с проводом, подключаются датчики и снимаются показания, а компьютер выдает графики.
Приборы в лаборатории измеряют электрокардиограмму, дыхательные волны, температуру тела. Есть и специальные камеры, в которых наблюдают за дыханием, потреблением пищи, выделением продуктов переработки, в результате вычисляют интенсивность обмена веществ у животных. Часто заказчики лаборатории просят проверить, как препарат подействовал на параметры крови. В этом помогают гемоанализатор и биохимический анализатор. Благодаря прибору под своеобразным названием «Открытое поле» следят за поведением животных, которое может измениться под воздействием различных веществ. Заведующий лабораторией биологических моделей Вадим Сазанов объяснил:
— Это большая камера, дно и стенки которой покрыты множеством датчиков. Туда помещаются животные, крысы или мыши, и в течение некоторого времени измеряется количество их передвижений, остановок, почесываний. Регистрирует все это компьютер и обрабатывает специальной программой.
В другом кабинете крысы проводят свой досуг в стеклянных коробках. Установленные перед каждым грызуном камеры их не отвлекают, а вот люди своим присутствием могут повлиять на поведение животных.
Ушастые требуют внимания
Кролики, старые и молодые, сидят в своих клетках, помеченных символами Марса и Венеры и техническими надписями. Завидев корреспондентов, многие из них просунули носики сквозь прутья решетки.
— Был у нас такой громадный кролик, так сначала требовал внимания — чеши его за ушами, гладь. И только потом разрешал менять в клетке воду, кормить, измерять давление, температуру, взвешивать, — вспомнила случай младший научный сотрудник Ирина Лихачева.
— Разумеется, если человек сюда идет работать, то он по меньшей мере должен доброжелательно относиться к животным. Наши сотрудники — именно такие, — подтверждает Вадим Сазанов. — Качество ухода у нас соответствует международным требованиям.
Какова судьба животных после эксперимента? Поскольку это «модели», то затем их, как это ни жестоко звучит, утилизируют. Некоторые погибают в процессе испытаний.
Спасти сердце
Порой младшие научные сотрудники и сами не знают, какой препарат исследуется, работа у них техническая. А образцы часто приходят под названием «№ N» — коммерческая тайна. Заказывают исследования у отдела фармакологии и фармации Института биоорганической химии различные белорусские и иностранные фармацевтические предприятия.
В 2013 году объем контрактных исследований для российских и зарубежных фармацевтических фирм составил 165 тысяч долларов США. Потребность в доклинических исследованиях постоянно растет.
Виварий — не единственное подразделение отдела. Ученые работают и в лабораториях токсикологии, фармакологических исследований, фармакогенетики, химико-фармацевтических испытаний. Все они между собой связаны. Экспериментаторы колдуют над лекарством, которое будет бороться с артериальной гипертензией. Как обещают, оно снизит давление на время до 48 часов и дополнительно предотвратит развитие гипертрофии левого желудочка сердца. Еще одно «снадобье» излечит от хронической сердечной недостаточности, в его составе вещество, улучшающее кровообращение в миокарде за счет роста новых сосудов. Гиполипидимическое лекарство снизит уровень холестерина и триглицеридов, есть у него другие полезные свойства. Раствор для консервации кровеносных сосудов пригодится хирургам, он превосходит по своим сохранным свойствам аналоги.
— За последние 15 лет показатель смертности от сердечно-сосудистых заболеваний в нашей стране вырос на 9 процентов, опережая смертность от онкозаболеваний. Объем продаж препаратов для лечения артериальной гипертензии в Беларуси составляет 50 процентов (около 100 миллионов долларов в год) от общего количества продаваемых сердечно-сосудистых средств. Лекарства для лечения атеросклероза, гиперлипидемии и хронической сердечной недостаточности занимают около 32 процентов (65 миллионов долларов в год) рынка, в итоге разрабатываемые препараты — самые востребованные, — привел данные Валерий Шилов.
Эксперимент с геномом
Базовое бюджетное финансирование Академии наук только 30 процентов. Остальное должны зарабатывать сами. В разработке отдела — много научных ноу-хау. Но еще не факт, что изобретение попадет на рынок. Во время клинических испытаний отсеивается 70—80 процентов препаратов. В отделе придумали инновационные и конкурентноспособные рецептуры:
— Один из вариантов, позволяющий избежать лишних трат, — это комбинаторика. Сочетанием двух различных веществ в одной таблетке достигают усиления лекарственной активности. Берут вещества с разным механизмом действия и, влияя на разные системы, достигают нужного терапевтического эффекта. Путь этот достаточно перспективный, потому что такие препараты уже хорошо зарекомендовали себя на рынке, — продолжает Валерий Викентьевич. — Вещества, которые добавляют в такую таблетку, интересны тем, что они изменяют активность генов, не путайте с последовательностью генов, она дается с рождения.
С возрастом различные участки генома закрываются по разным причинам (заболевания, стресс), потому становятся неактивными. С одной стороны, это одна из причин самих заболеваний, с другой — отвечает на вопрос, почему многие препараты не дают ожидаемого эффекта.
Что хорошо для одной нации, не подойдет другой
Животных, которых нам показали, лечат как раз этими инновационными средствами. В последнее время ученые предлагают подопытные «живые модели» заменить испытаниями на клетках. Интересуюсь у Валерия Шилова, возможно ли это?
— Пока говорить об этом рано. Такие испытания называются инвитро, или исследования в пробирке. По всем нормам и регламентам разработки лекарственных средств это просто промежуточный этап. Нам нужно проверить фармакологическую активность, или способность биологически активного вещества изменять физиологические параметры организма. И это никак не клеточный уровень.
После доклинических испытаний «снадобье», которое произвели на свет ученые умы, попадает к людям. Сначала добровольцы испытывают его на себе. Затем клинические испытания проводятся на больных людях. И только тогда выясняется, оно эффективно или ожидания были слишком высоки. Потом, после сложных маркетинговых операций, препарат попадает на рынок. Однако не исключено, что через многие годы могут проявляться побочные эффекты, о которых изначально никто не подозревал. Препарат, как человек, живет и умирает, потому что на рынке появляется новый, более эффективный.
— Основные разработчики лекарственных средств сейчас — крупные западные компании или восточные, и испытывают их на своих гражданах. Когда начинают проверять свой чудодейственный препарат в разных странах, тут уже результатов он может и не дать, — заключает ученый. — Потому что все мы разные, и то, что хорошо для одной нации, расы, не всегда подойдет для другой. Причина — все тот же геном. Этим вопросом и занимается лаборатория фармакогенетики, изучающая реакции организма на лекарственные средства в зависимости от наследственных факторов.
Виктория КОРШУК, «СГ»
Фото Сергея ЛОЗЮКА, «СГ»
