«Мы приняли это лекарство и не только сделали его рентабельным, но и улучшили его свойства», — сказал Роберт Линхардт, старший профессор биокатализа и метаболической инженерии Энн и Джон Х. Бродбент-младший. член Центра биотехнологии и междисциплинарных исследований Ренсселера (CBIS) и один из изобретателей нового препарата. «Синтетическая версия, которую мы сделали, обратима, ее можно использовать у почечных пациентов, и она не получена от животных, что является важным шагом вперед в обеспечении безопасности».Гепарин является антикоагулянтом и чаще всего извлекается из кишечника свиней в двух формах: нефракционированный гепарин, который обычно используется в таких процедурах, как диализ, и более очищенный низкомолекулярный (LMW) гепарин, который используется в мир для предотвращения опасных тромбов. Команда под руководством Линхардта и Цзянь Лю, профессора фармацевтической школы UNC Eshelman, создала синтетическую версию LMW гепарина, противоядие которой уже существует.
Их создание описано в статье, опубликованной 23 февраля в журнале Nature Chemical Biology.Линхардт и Лю использовали химио-ферментативный процесс для синтеза препарата, подход, который они разработали в ходе исследования более простого антикоагулянтного препарата, опубликованного в журнале Science в октябре 2011 года.
Синтез низкомолекулярного гепарина позволил им значительно улучшить форму препарата животного происхождения. доступен на данный момент. Исследование Линхардта поддерживает междисциплинарную тему биомедицинской науки и приложений Школы наук Ренсселера и является частью исследования биокатализа и метаболической инженерии в рамках CBIS.
Его исследование низкомолекулярного гепарина финансировалось Национальными институтами здравоохранения.До 5 процентов пациентов, получающих гепарин, испытывают неконтролируемое кровотечение в той или иной форме. Пациенты, получающие нефракционированный гепарин, находятся в меньшей опасности, потому что существует существующий одобренный Федеральным управлением по лекарственным средствам антидот (протамин).
Протамин не так эффективен в обращении естественного происхождения низкомолекулярного гепарина, поэтому Линхардт и Лю сконструировали молекулярную структуру своего препарата таким образом, чтобы протамин мог его деактивировать.Вырабатываемый естественным путем низкомолекулярный гепарин выводится из организма почками, что может сделать его непригодным для пациентов с ослабленной почечной системой, что является относительно распространенным заболеванием среди пациентов, которым требуется антикоагулянтная терапия.
Линхардт и Лю внесли дополнительные изменения, позволив своему препарату связываться с рецепторами, которые очищают его через печень.Низкомолекулярный гепарин составляет более половины рынка гепарина в США. Линхардт и Лю сказали, что созданная ими новая версия является безопасной и экономически жизнеспособной альтернативой существующим продуктам животного происхождения. Но новое лекарство потребует одобрения FDA и, вероятно, также претерпит изменения на пути к рынку.
«Это цель открытия. Процесс, который мы использовали для ее создания, явно позволяет создать конечный продукт. Но разработчики лекарств, вероятно, захотят изменить некоторые детали», — сказал Линхардт. «Мы усовершенствовали метод изготовления этого препарата. Теперь вопрос в том, каким именно будет новый препарат».
Гепарин используется с конца 1930-х годов. Существует три основных типа гепарина: нефракционированный гепарин, низкомолекулярный гепарин с более высокой степенью переработки и фондапаринукс, полностью синтетический гепарин со сверхнизкой молекулярной массой.Гепарин предотвращает образование тромбов и чаще всего используется во время и после таких процедур, как диализ почек, операция по шунтированию сердца, имплантация стента и замена коленного и тазобедренного суставов.
Его побочные эффекты могут включать неконтролируемое кровотечение и тромбоцитопению (слишком мало тромбоцитов в крови). Мировые продажи гепарина оцениваются в 4 миллиарда долларов в год.
Естественная форма препарата оказалась в центре внимания весной 2008 года, когда более 80 человек умерли, а сотни других пострадали от него, что привело к отзыву гепарина в странах по всему миру. Власти связали проблемы с загрязнением сырого природного гепарина из Китая.«Всякий раз, когда вы смешиваете пищевую цепочку и цепочку лекарств, вы в конечном итоге сталкиваетесь с потенциальной катастрофой.
Будь то загрязнение, фальсификация, примеси, такие как вирусы или прионы, — любая из этих возможностей гораздо более вероятна, когда вы делаете что-то в неконтролируемая среда ", — сказал Линхардт. «Это лекарство, на которое полагаются миллионы людей, и важно разработать безопасную синтетическую альтернативу существующей цепочке поставок».