Используя сайт, вы предоставляете согласие на обработку ваших персональных данных с помощью сервисов веб-аналитики.
Прежде чем оказаться в аптеке, лекарство проходит долгий путь: от научной гипотезы до клинических испытаний и проверок на безопасность. Сегодня дизайн лекарств — это не случайный перебор молекул, а междисциплинарная область на стыке химии, биологии, генетики и цифровых технологий. Такой подход позволяет создавать лекарства быстрее, точнее, учитывая при этом особенности конкретной болезни и пациента.
Фармакология XXI века: как ученые создают «умные» лекарства
Разработка лекарства начинается с поиска биологической «мишени» — белка или сигнального пути, который участвует в развитии болезни. После этого учёные проектируют молекулы, способные воздействовать на мишень, и тестируют их: сначала in vitro, затем на лабораторных животных и, наконец, в клинических испытаниях.
Если раньше соединение-кандидат подбирали методом проб и ошибок, то теперь его «конструируют» с помощью цифровых технологий: молекулярного моделирования, виртуального скрининга и алгоритмов искусственного интеллекта. Такие инструменты позволяют заранее оценить, насколько хорошо соединение будет взаимодействовать с мишенью, и отсеять неудачные варианты еще до начала дорогостоящих экспериментов.
В драг-дизайне всё большую роль играет ИИ. Так, модель AlphaFold 3 от Google DeepMind, представленная в 2024 году, с высокой точностью моделирует не только структуру белков, но и их взаимодействие с потенциальными лекарствами — и уже используется в поиске новых лекарственных соединений.
Тем не менее даже самые продвинутые алгоритмы пока не способны предсказать, как вещество поведёт себя в организме. Поэтому клинические испытания остаются самым продолжительным и затратным этапом разработки лекарств.
Если раньше соединение-кандидат подбирали методом проб и ошибок, то теперь его «конструируют» с помощью цифровых технологий: молекулярного моделирования, виртуального скрининга и алгоритмов искусственного интеллекта. Такие инструменты позволяют заранее оценить, насколько хорошо соединение будет взаимодействовать с мишенью, и отсеять неудачные варианты еще до начала дорогостоящих экспериментов.
В драг-дизайне всё большую роль играет ИИ. Так, модель AlphaFold 3 от Google DeepMind, представленная в 2024 году, с высокой точностью моделирует не только структуру белков, но и их взаимодействие с потенциальными лекарствами — и уже используется в поиске новых лекарственных соединений.
Тем не менее даже самые продвинутые алгоритмы пока не способны предсказать, как вещество поведёт себя в организме. Поэтому клинические испытания остаются самым продолжительным и затратным этапом разработки лекарств.
От идеи к молекуле
Важно не просто разработать лекарство, но и доставить его точно в очаг болезни, не задевая здоровые ткани. Большинство препаратов, которые мы сегодня используем, действительно работает, но только около 1% принимаемой дозы достигает своей цели. Остальное рассеивается по организму, создавая лишнюю нагрузку и вызывая побочные эффекты.
Поэтому важная задача современной фармакологии — сделать лекарства более прицельными, а значит, повысить их эффективность и безопасность. Ещё в начале XX века немецкий учёный Пауль Эрлих сформулировал концепцию «волшебной пули» — препарата, который действует избирательно на патологические клетки. Сегодня эта идея становится реальностью благодаря биотехнологиям, генной инженерии и наномедицине.
Для адресной доставки применяют разные подходы. Например, разрабатывают молекулы, способные распознавать специфический рецептор на поверхности опухолевой клетки и связываться только с ним. Или «упаковывают» лекарство в особые контейнеры — липосомы, полимерные капсулы или наночастицы. Такие носители защищают вещество от разрушения, позволяют использовать меньшие дозы и направляют препарат точно по адресу. Их можно дополнительно снабдить белками или пептидами, которые «ведут» контейнер к нужным клеткам. Более того, некоторые контейнеры «открываются» только в специфических условиях — например, при повышенной кислотности внутри опухоли, что дополнительно повышает специфичность.
Яркий пример избирательных препаратов — моноклональные антитела. Эти молекулы создают в лаборатории по образцу тех, что использует иммунная система для распознавания вирусов и других чужеродных агентов. Учёные могут «запрограммировать» антитело почти на любую мишень, что делает их мощным инструментом в лечении рака, аутоиммунных и воспалительных заболеваний. Однако стоимость таких препаратов высока: например, курс противоопухолевой терапии препаратом авастин обходится в разы дороже стандартных лекарств.
Поэтому важная задача современной фармакологии — сделать лекарства более прицельными, а значит, повысить их эффективность и безопасность. Ещё в начале XX века немецкий учёный Пауль Эрлих сформулировал концепцию «волшебной пули» — препарата, который действует избирательно на патологические клетки. Сегодня эта идея становится реальностью благодаря биотехнологиям, генной инженерии и наномедицине.
Для адресной доставки применяют разные подходы. Например, разрабатывают молекулы, способные распознавать специфический рецептор на поверхности опухолевой клетки и связываться только с ним. Или «упаковывают» лекарство в особые контейнеры — липосомы, полимерные капсулы или наночастицы. Такие носители защищают вещество от разрушения, позволяют использовать меньшие дозы и направляют препарат точно по адресу. Их можно дополнительно снабдить белками или пептидами, которые «ведут» контейнер к нужным клеткам. Более того, некоторые контейнеры «открываются» только в специфических условиях — например, при повышенной кислотности внутри опухоли, что дополнительно повышает специфичность.
Яркий пример избирательных препаратов — моноклональные антитела. Эти молекулы создают в лаборатории по образцу тех, что использует иммунная система для распознавания вирусов и других чужеродных агентов. Учёные могут «запрограммировать» антитело почти на любую мишень, что делает их мощным инструментом в лечении рака, аутоиммунных и воспалительных заболеваний. Однако стоимость таких препаратов высока: например, курс противоопухолевой терапии препаратом авастин обходится в разы дороже стандартных лекарств.
Адресная доставка: как попасть точно в цель
Особенно трудно доставить лекарства в мозг. Его защищает гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — плотный слой клеток, который пропускает строго ограниченный набор веществ из крови. ГЭБ защищает мозг от токсинов и инфекций, но в то же время препятствует прохождению до 98% вводимых в кровоток лекарств. Это серьёзно осложняет лечение опухолей мозга и нейродегенеративных заболеваний.
Чтобы преодолеть ГЭБ, исследователи ищут новые решения: от временного «открытия» барьера с помощью фокусированного ультразвука до упаковки лекарств в микроскопические пузырьки — экзосомы и вирусоподобные частицы. Пока эти методы в основном экспериментальны, но они уже формируют основу новых подходов в лечении заболеваний мозга.
Чтобы преодолеть ГЭБ, исследователи ищут новые решения: от временного «открытия» барьера с помощью фокусированного ультразвука до упаковки лекарств в микроскопические пузырьки — экзосомы и вирусоподобные частицы. Пока эти методы в основном экспериментальны, но они уже формируют основу новых подходов в лечении заболеваний мозга.
Преодолеть барьер на пути к мозгу
Будущее уже рядом
Фармакология стремительно превращается из традиционной науки в высокотехнологичную область на стыке биологии, цифровых технологий и инженерии. ИИ ускоряет проектирование и тестирование новых соединений, нанотехнологии создают умные системы доставки лекарства в нужную точку, а генная терапия позволяет устранить болезни на уровне ДНК. Всё это приближает медицину к персонализированному лечению с минимальными побочными эффектами. «Волшебная пуля» Пауля Эрлиха перестает быть фантастикой и становится частью клинической практики.
Форма заявки на поддержку фонда
Нажимая на кнопку вы соглашаетесь с условиями о передаче данных
Другие направления поддержки
Мы также поддерживаем проекты, решающих неудовлетворённые медицинские потребности здравоохранения России по этим направлениям:
Читайте последние новости из мира науки
Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нами
ВЫБЕРИТЕ УДОБНЫЙ ДЛЯ ВАС СПОСОБ:
либо свяжитесь с нами напрямую
задайте свой вопрос тут
+ 7 (495) 090-45-98
