Lääkkeen ja terveydenhuollon tulevaisuus: pienimolekyyliset lääkkeet

RKauniit kunnianosoitukset Modernalle ja Pfizer/BioNTechille alle vuodessa luomistaan ​​ja kehittämänsä Covid-19-rokotteista sekä suunnitelmat käyttää heidän tekniikoitaan torjumaan muita tartuntatauteja, kuten AIDS, ja jopa syövän hoitoon, ovat saaneet uutta innostusta monimutkaisiin hoitoihin. Mutta uskon, että monimutkaiset terapiat ovat kaikista ihmeistä huolimatta vain osa lääketieteen tulevaisuutta.

Nykyaikaiset lääkkeet on jaettu kahteen suureen perheeseen: biologisiin ja pienimolekyylisiin lääkkeisiin.

Monimutkaiset biologiset lääkkeet eristetään luonnollisista lähteistä (ihmis-, eläin- tai mikrobisoluista), ja ne toimitetaan yleensä ruiskeena. Covid-19-mRNA-rokotteiden lisäksi biologisiin lääkkeisiin kuuluvat terapiat, jotka aktivoivat immuunijärjestelmää, korvaavat toimintahäiriöitä entsyymejä ja toimittavat tärkeitä molekyylejä, joita keho on lakannut valmistamasta, kuten insuliinia. He ovat iso bisnes: Vuonna 2021 biologisia lääkkeitä kehittävät yritykset saivat yli 20 miljardia dollaria uutta rahoitusta, mikä on hämmästyttävä 250 % kasvu edelliseen vuoteen verrattuna.

mainos

Vertailun vuoksi pienimolekyyliset lääkkeet ovat lääkkeitä, jotka toimitetaan tyypillisesti pilleri- tai tablettimuodossa. Ne eivät yleensä ole kiinnostaneet sijoittajia niin paljon, sillä ne keräsivät alle 30 % bioteknologian investoinneista vuonna 2021, vaikka ne edustavat yli 90 % olemassa olevista lääkkeistä ja yli 80 % vuonna 2021 hyväksytyistä lääkkeistä. Pienimolekyylisiä lääkkeitä ovat mm. aspiriini, penisilliini ja suurin osa ihmisten käyttämistä pillereistä ja tableteista.

Teoriassa biologit voivat tehdä asioita, joita pienet molekyylit eivät pysty, ja niillä on enemmän toimintoja. Ne ovat varmasti suosittuja sijoittajien keskuudessa. Heidän rokotteidensa menestyksen jälkeen sekä Modernan että BioNTechin osakekurssit nousivat yli 500 % kahdessa vuodessa. Sijoittajat ovat väistämättä innoissaan yrityksistä, jotka kehittävät lisää biologisia aineita.

mainos

Mutta yhteiskunta – ja biolääketeollisuus – saattaa jättää käyttämättä vielä suuremman mahdollisuuden: keksiä pienimolekyylisiä lääkkeitä, joissa on monimutkaisten biologisten molekyylien toiminnallisuus.

Kuvittele, että muokkaat valikoivasti geneettistä poikkeavuutta tietyssä elimessä yksinkertaisella pillerillä. Tai pillerin ottaminen epäonnistuneen elimen nuorentamiseksi. Tai tämä mahdollisuus: Covid-19-rokote tabletissa, joka voidaan toimittaa kenen tahansa kotiin. Tällaiset edistysaskeleet voivat antaa maaseudulla asuville ihmisille mahdollisuuden ottaa läpimurtollisia syöpälääkkeitä ilman, että heidän tarvitsee matkustaa satoja kilometrejä syöpäkeskukseen.

Pienimolekyyliset lääkkeet voivat olla 10 000 kertaa pienempiä kuin biologiset lääkkeet, ja niillä on ainutlaatuinen kyky liukua soluihin ja olla vuorovaikutuksessa melkein minkä tahansa kehon molekyylikohteen kanssa. Ne toimivat yleensä kytkemällä proteiineja päälle tai pois päältä, auttaen parantamaan tai poistamaan sairaita soluja.

Pieniltä molekyyleiltä ei ole toistaiseksi ollut kykyä saavuttaa monimutkaisempia toimintoja, kuten rokotteita tai soluhoitoja. Mutta se muuttuu nopeasti.

Uudet teknologiat ovat mahdollistaneet rationaalisesti suunniteltujen, hyvin toimivien pienimolekyylisten lääkkeiden luomisen, jotka voivat kohdistaa spesifisesti ja peruuttamattomasti mutatoituneita syöpäproteiineja – esimerkkinä on syöpälääke sotorasibi – tai jotka indusoivat uusia toimintoja, jotka hajottavat tai aktivoivat proteiineja, kuten proteolyysin kohdistaminen. kimeerat (PROTACit). Laskennan, kemian ja biologian edistysaskeleet ovat mahdollistaneet erittäin korkean suorituskyvyn tekniikat, jotka voivat tutkia valtavia molekyylikirjastoja tehokkaammin kaivaa esiin hyvin toimivia pieniä molekyylejä, joilla on biologisten ominaisuuksien toiminnallisuus.

Suhtaudun pienimolekyylisten lääkkeiden tulevaisuuteen, koska siihen yritykseni, Totus Medicines, on keskittynyt. Mutta emme ole yksin. Muut yritykset, kuten Arvinas, Kymera Therapeutics, Recursion Pharmaceuticals, Relay Therapeutics, Vividion Therapeutics ja muut, soveltavat myös genomista oivalluksia ja koneoppimista tuottaakseen pienimolekyylisiä lääkkeitä, jotka yhdistävät eron niiden ja biologisten aineiden välillä.

Tällä pienimolekyylisten lääkkeiden uudella sukupolvella olisi valtavia etuja, koska ne yhdistäisivät biologisten aineiden parhaat puolet – niiden hienosti viritetty kyky vaikuttaa mihin tahansa biologiseen toimintoon – siihen, mistä lääkeyhtiöt ovat aina pitäneet yksinkertaisemmista, perinteisistä pienimolekyylisistä lääkkeistä: niiden hinnan, kyky ottaa suun kautta sekä valmistus ja jakelu on helppoa.

Nämä edut tekisivät pienimolekyylisistä lääkkeistä oikeudenmukaisemman ja demokraattisemman lääkkeen verrattuna biologisiin hoitoihin, jotka ovat kalliita ja vaikeita valmistaa. Vuoden 2021 10 kalleimmasta lääkkeestä kaikki kymmenen ovat biologisia. Blincyto, Amgenin valmistama onkologinen lääke verisairauksiin, maksaa 712 000 dollaria vuodessa. Kun hinta kyseenalaistettiin, lääkevalmistaja saattoi vastata vain: “Hinta … heijastaa innovatiivisten biologisten lääkkeiden kehittämisen, valmistuksen ja luotettavan toimituksen monimutkaisuutta.”

Kautta historian yksinkertaiset ratkaisut monimutkaisine toiminnoineen ovat toistuvasti lyöneet monimutkaisempia teknologioita. Ajattele henkilökohtaista tietokonetta (ja myöhemmin iPhonea) verrattuna minitietokoneisiin tai akkukäyttöisiin sähköajoneuvoihin verrattuna polttomoottoriautoihin tai pieniannoksisiin aspiriiniin verrattuna kalliisiin verenohennuslääkkeisiin.

Silti erittäin innovatiiviset pienimolekyyliset yritykset saavat edelleen vain kolmanneksen biologisia aineita kehittäviin yrityksiin suunnatuista investoinneista.

Uskon, että markkinoiden arvio on väärä. Pienimolekyylisillä lääkkeillä ei ole biologisten rajoitusten jakelua, toimittamista ja saatavuutta. Ja pienet molekyylit, toisin kuin lähestymistavat, kuten geeni- ja soluterapia, voivat helposti liukua soluihin muuttaakseen suoraan niiden sisällä olevia molekyylejä sairauksien hoitamiseksi. Tulevaisuuden mahdollisuus on tehdä pienimolekyylisistä lääkkeistä täysimittaisia ​​molekyylikoneita, jotka voivat osoittaa mitä tahansa toimintaa.

Kovalenttiset lääkkeet ovat yksi lupaavimmista lähestymistavoista tällaisten koneiden luomiseen lähitulevaisuudessa. Nämä lääkkeet voivat muodostaa peruuttamattomia sidoksia kohteidensa kanssa, jolloin ne voivat sitoutua lähes mihin tahansa kehon geeniin ja muuttaa niitä. Viimeisen 100 vuoden aikana kovalenttiset lääkkeet ovat pelastaneet satoja miljoonia ihmishenkiä, elleivät miljardeja. Kovalenssia on käytetty antibioottien, kuten penisilliinin, varhaisten sydän- ja verisuonilääkkeiden, kuten aspiriinin ja statiinien, luomiseen, AZT:n luomiseen HIV:n/aidsin hoitoon ja pienimolekyylisten pillereiden luomiseen Covid-19-tautiin, kuten Paxlovid, kovalenttinen lääke, joka vähentää sairaalahoidon tai kuoleman riskiä lähes 90 % potilaista, joilla on oireita.

Pienimolekyyliset lääkkeet on perinteisesti löydetty satunnaisesti, ja niiden kovalenttisuus on ymmärretty vasta myöhemmin. Uusien kemiallisten ja biologisten tekniikoiden, kuten korkean suorituskyvyn mikroskopian ja nanomittakaavan kombinatorisen kemian, ilmaantuessa yhdistettynä koneoppimiseen ja datatieteen kanssa on mahdollista suunnitella rationaalisesti nämä lääkkeet viikoissa eikä vuosissa.

Näen tulevaisuuden, jossa pienet molekyylikoneet ovat terapeuttisten lääkkeiden tukipilari. Niitä todennäköisesti täydennetään monimutkaisemmilla biologisilla lähestymistavoilla tarvittaessa. Hybridihoidot – pienimolekyyliset lääkkeet, joita täydennetään monimutkaisilla biologisilla lääkkeillä – voisivat mahdollistaa uusia kombinatorisia lähestymistapoja syöpään, hermoston rappeutumiseen ja jopa ikääntymiseen.

Akateemisten ja biolääketieteen tutkijoiden tulisi edistää molempia kiireellisesti luodakseen tulevaisuuden, jossa tällä hetkellä hoitamattomat sairaudet ovat hoidettavissa.

Neil Dhawan on Totus Medicinesin toimitusjohtaja ja toinen perustaja.

Leave a Comment