Дарья Николаева - Великие лекарства. В борьбе за жизнь

Компании выпускали говяжий и свиной инсулин, которые очень похожи на человеческий (свиной отличался одной аминокислотой, говяжий – тремя). Тем не менее они все же не были совершенными для лечения людей.

Новым этапом в истории инсулина стало открытие в 1955 году английским биохимиком Фредериком Сенгером природы и структуры белка инсулина. Это стало фундаментальной основой для возможного получения синтетического гормона. В кембриджском университете, где работал Сенгер, смогли синтезировать белок только в лабораторных условиях. В 1958 году Сенгер за эту работу был удостоен Нобелевской премии. В 1964 году Нобелевскую премию за определение пространственных структур биологически активных веществ, в том числе и инсулина, получила английский биохимик Дороти Кроуфут-Ходжкинс.

Но прошло еще долгих 26 лет, прежде чем исследователи Гарвардского университета Вальтер Жильбер и Петер Ломедико создали технологию синтеза инсулина. Чуть позже инсулин был создан методом генной инженерии, которая только начала прокладывать путь от теории к практике.

Это была захватывающая гонка. По словам ученого Дэвида Геддла, работавшего в американской биотехнологической компании Genentech, над созданием человеческого рекомбинантного инсулина работали три группы: в Университете Калифорнии в Сан-Франциско, в Гарвардском университете и в компании Genentech. По словам Геддла, именно конкуренция подгоняла его и коллег: «Я понимал, что Уолтер Гилберт из Гарварда – очень успешный ученый, и каждый новый день я боялся услышать новость, что его группа добилась успеха». Перед группой стояла непростая задача. Во-первых, нужно было химически синтезировать человеческий ген инсулина, во-вторых, клонировать его, в-третьих, вставить его в геном бактерии, чтобы белок мог производиться в неограниченном количестве. В 1978 году рекомбинантный инсулин был получен в компании Genentech. В 1982 году этот инсулин был одобрен FDA. Этому в значительной мере способствовала заинтересованная в новом продукте компания Eli Lilly, первой получившая лицензию на препарат и первой выведшая его на рынок в том же 1982 году. Компания Novo Nordisk выпустила рекомбинантный инсулин в 1985 году, а компания Hoechst – в 1999-м. До сих пор эти три компании (в 2004 года бывшая компания Hoechst вошла в состав Sanofi) – лидеры мирового рынка, они выпускают 99 % мирового инсулина, который по большей части используется при сахарном диабете 1-го типа.

Если еще в XIX веке полагали, что это одно заболевание, то сейчас ясно, что это группа заболеваний. Наиболее широко известен диабет 1-го и 2-го типа, встречается гестационный диабет (возникающий во время беременности) и некоторые другие типы.

Диабет 1-го типа возникает из-за гибели бета-клеток поджелудочной железы, продуцирующих инсулин. Их атакует собственная иммунная система. Это приводит к дефициту инсулина и повышению уровня глюкозы в организме. Заболевание, как правило, поражает людей в детском и юношеском возрасте. Развивается оно быстро и без лечения протекает тяжело.

Диабет 2-го типа в самом начале не связан с инсулиновой недостаточностью. Чаще всего он связан с инсулинорезистентностью: клетки не воспринимают инсулин, гормон не связывается со своими рецепторами в достаточном количестве, вследствие чего в клетку проникает мало глюкозы. И это, в свою очередь, приводит к повышению уровня глюкозы в крови.

По данным ВОЗ, сахарным диабетом 1-го типа страдает примерно 5 % всех больных диабетом. Почему же усилия общества и фармкомпаний по большей части были направлены на инсулин? Во-первых, без инсулина эти больные просто не могут жить. Во-вторых, это болезнь в основном детская, так что это становится вопросом социальным. В-третьих, даже при диабете 2-го типа, когда инсулин вроде бы продуцируется в организме на должном уровне, в течение болезни он истощается, и тогда больных СД2 переводят с других сахароснижающих препаратов на инсулин.

«В норме, когда инсулина достаточно, уровень глюкозы в крови может колебаться от 3,5 до 8 ммоль/л, – рассказывает директор Института диабета ФГУ «Эндокринологический научный центр» профессор Марина Шестакова. – У больных диабетом уровень глюкозы натощак – выше 7–8 ммоль/л. Организм нуждается в постоянном уровне глюкозы, потому что в первую очередь мозг и затем мышцы потребляют ее 24 часа в сутки. Причем этот уровень в течение суток колеблется. Это происходит в основном во время приема пищи – в организм сразу попадает много глюкозы. В связи с этим и поджелудочная корректирует свою работу».

Есть постоянный или базальный уровень производства поджелудочной инсулина, а есть пищевой (болюсный). Производители инсулина учитывают эту особенность. Они выпускают так называемый «длинный» инсулин, который призван поддерживать базальный уровень, и «короткий», принимаемый до или во время еды. Есть еще и смешанные виды.

Применение обычных человеческих инсулинов, среди которых вроде уже были и длинные, и короткие, все же полностью не воспроизводит физиологическую картину производства инсулина в организме человека. Например, короткие инсулины начинали действовать через 30–40 минут после введения, и уровень инсулина поддерживался часов пять. Это означало, что пациенты должны быть достаточно дисциплинированными и внимательными (принимать инсулин за 40 минут до еды). Во-вторых, действие короткого инсулина в течение нескольких часов накладывалось на действие длинного базального инсулина.

Ученые посчитали, что они могут подкорректировать или модифицировать человеческий инсулин, придав ему нужные свойства. Применив новые технологии, компании смогли создать так называемые аналоги инсулина. Сначала появились аналоги инсулина ультракороткого действия, которые действовали быстро и меньшее время и были более приближены к физиологии. Первый ультракороткий инсулин выпустила в 1996 году компания Eli Lilly. Затем со своими ультракороткими инсулинами вышли на рынок Novo Nordisk и Sanofi. Одновременно исследователи работали и над длинными базальными инсулинами, чтобы те действовали 24 часа в сутки и способствовали постоянному ровному уровню инсулина. Здесь первенствовала компания Sanofi: в 2001 году она вывела на рынок аналог базального инсулина «Лантус», который стал считаться золотым стандартом инсулина. У Novo Nordisk тоже появился базальный инсулин. Высокая конкуренция заставляет компании идти, как говорится, ноздря в ноздрю и постоянно придумывать что-то новое. В компаниях продолжают совершенствовать инсулин, потому что пока альтернативы ему нет.

Работают ученые и над созданием других форм препарата. Несмотря на то что были сделаны всевозможные усовершенствования для удобства пациентов, которые сами могут вводить себе инсулин с помощью одноразовых шприц-ручек, ясно, что инъекции – не самый удобный способ введения препарата. В свое время надежды возлагались на ингаляционную форму. В 2006 году был одобрен ингалятор компании Pfizer, но у него было немало недостатков, в связи с чем компания сняла его с производства. Отказались от этих проектов и в Novo Nordisk и Eli Lilly. Тем не менее свой ингалятор разработала компания MannKind Corp, который зарегистрирован в 2014 году, а права переданы Sanofi. Пытались создать и пластыри с инсулином, но пока о готовности таких продуктов ничего не сообщается. Еще одна попытка – таблетка. Естественно, о ней задумывались в первую очередь, поскольку она наиболее удобна для приема. Компании долго даже не брались за такие проекты. Как помним из истории создания инсулина, он быстро расщепляется пищевыми ферментами. Понятно, что, попав в желудочно-кишечный тракт в виде таблетки, он тоже будет подвергаться воздействию ферментов, и рассчитать его дозу и поддержание уровня будет чрезвычайно трудно. Однако компания Novo Nordisk недавно объявила о том, что работает над таким проектом и верит в его успех.