Протеомика на марше

Зачем вложены миллиарды долларов в проект геном человека? Помимо разного рода теоретических вопросов, которые на поверку оборачиваются вполне конкретными заболеваниями человека, необходимо также решать и проблему дороговизны лекарств. Сегодня до прилавков аптек доходит один из пяти тысяч исходных “кандидатов”. На это уходит до 15 лет напряженных дорогостоящих исследований и порядка полумиллиарда долларов! А как иначе – все боятся повторения талидомида.
При этом за век после синтеза аспирина фармацевтическая промышленность выдала “на гора” всего лишь полтысячи разных лекарств, из которых даже самые широко распространенные действуют не более чем у четверти населения. Вот почему так много средств от головы и простуды.
Первые успехи в чтении генетических текстов позволили надеяться, что проблема удешевления в создании лекарственных средств может быть решена хотя бы наполовину. Примером служит тот же новомодный препарат “герцептин” (Herceptin), который “садится” на белковый рецептор HER, обильно представленный на поверхности клеток при раке груди.
Связывание герцептина с рецептором блокирует действие ростовых факторов, представляющих собой особые белки, стимулирующие рост и размножение клеток. Эффективность препарата составляет около 30% в случаях раковых опухолей грудной железы.
Геномные исследования показали, что существуют три разных рецептора HER, которые характерны не только для клеток рака железы, но также и опухолей простаты, толстого кишечника и легких. Ведутся также поиски генов, регулирующих синтез рецепторных белков, чтобы на основе этой информации создать “суперблокатор” для всех указанных форм рака.
Компьютерный анализ позволил сразу же “отсечь” 23 из 30 тысяч генов человека. Дальнейшее просеивание генов клеток из опухолей двух десятков пациенток оставило сначала 200, а затем несколько десятков последовательностей. Так за три месяца работы были обнаружены несколько генов, которые активны в более чем 80% опухолей больных. Ранее эта бы работа заняла целых 10 лет!
Далее в действие вступили так называемые ДНК-чипы, представляющие собой сотни и тысячи одноцепочных отрезков ДНК, которая в норме представляет собой, как известно, двуцепочную молекулу, укрепленных на кремниевой-силиконовой или нейлоновой подложке размером с почтовую марку. Электронный робот с помощью своей механической руки “сдваивает” отрезки анализируемой ДНК, или гена с этими известными “маркерами”. Таким образом, можно за один раз проверять активность 60 тысяч фрагментов ДНК!
Серенада Силиконовой долины поется с голоса компании “Аффиметрикс”, штаб-квартира которой расположена в калифорнийской Санта-Кларе. На чипах можно проверять и ген-токсичность различных фармакологических средств. Вот бы такие тесты разработчикам и создателям талидомида, тогда бы не было трагедии с детьми-уродцами. В США так были напуганы той трагедией, что только пару лет назад вновь разрешили его применение в лечебных целях для борьбы с неизлечимыми инфекциями и иммунными расстройствами.
Другой пример касается создания блокатора так называемого ACE, или энзима, конвертирующего белок ангиотензин. “Конвертация” приводит к активации белка и повышению артериального давления. Сейчас на рынке уже есть блокаторы ACE, но они мало эффективны.
Компьютерный анализ показал, что существует второй вариант фермента ACE-2, ген которого особенно активен в почках и сердце, то есть органах, которые являются главными в регуляции кровяного давления. С целью обнаружения нового ингибитора ACE-2 был проведен скрининг 700 классов веществ. Софтвер по моделированию белков позволил выделять вещества с оптимальной аффинностью, то есть связывающей активностью с рецептором ACE-2. Так всего лишь за два года и 200 миллионов долларов было создано новое лекарство, уже прошедшее проверку на животных. Исследователи ожидают разрешения для проведения клинических испытаний.
По материалам зарубежных журналов
И. Э. Лалаянц, кандидат биологически наук
(Институт нейрохирургии им. Н. Н. Бурденко) 16.12.2012