Шон Кэрролл - Закон «джунглей»
Но у Эндо созрела оригинальная идея и был особый подход. Он хорошо знал, что плесневые грибки синтезируют всевозможные соединения, в том числе пенициллин, подавляющие рост конкурирующих с ними микробов. Он также знал, что основным стерином в клеточных мембранах некоторых грибков был не холестерин, а эргостерин. Итак, рассуждал он, возможно, некоторые грибки естественным образом выработали такое соединение, которое может ингибировать синтез холестерина в других организмах. Удастся ли найти такой «пенициллин» против холестерина?
Эндо придумал простую стратегию поиска. Он знал, что редуктаза – первый компонент в биохимическом «пути» холестерина, поэтому разработал простой анализ для выявления любого вещества, которое бы ингибировало активность фермента. Затем можно было взять выращенные в лаборатории образцы плесени и проверить, синтезирует ли какой-либо грибок ингибитор редуктазы. В апреле 1971 г. он и трое ассистентов приступили к поискам.
День за днем Эндо с коллегами выращивали и проверяли множество видов грибка – всего около 6000. Спустя два года поисков они выявили два многообещающих вида. Затем попробовали выделить активные ингредиенты соответствующих культур. Первый, полученный от грибка Pythium ultimum, оказался открытым ранее антибиотиком, который назывался «цитринин». Он ингибировал редуктазу, но, как уже установили, был очень токсичен для животных. Второе вещество, выделенное летом 1973 г., было получено от грибка Penicillium citrinum, голубовато-зеленой плесени, выросшей на рисе, приобретенном у уличного торговца в Киото. Этот грибок оказался родственным тому, из которого был получен пенициллин.
Чтобы собрать достаточное количество активного вещества для лабораторных исследований, ученые вырастили гигантскую 600-литровую емкость грибка, из которой удалось получить в общей сложности 23 мг нужного соединения – меньше обычной таблетки аспирина. Работая с этим драгоценным веществом, ученые смогли показать, что молекула, обозначенная ими ML-236B (позже названная «компактин»), является мощным ингибитором редуктазы, эффективным в малых концентрациях. Участок молекулы компактина сильно напоминал обычный субстрат редуктазы – вот почему компактин ингибировал этот фермент. Он встраивался в активный центр («замок») редуктазы – на то место, куда обычно вставал субстрат («ключ»). Таким образом, работа фермента блокировалась.
Компактин казался многообещающим препаратом. А если я добавлю, что открытое Эндо вещество оказалось первым статином – представителем класса лекарств, сегодня принимаемых 25 млн человек во всем мире, и общие продажи этого препарата в 2012 г. составили 29 млрд долл., то вы решите, что Эндо стал богатым и знаменитым, может быть, даже получил Нобелевскую премию.
Нет, ничего подобного не произошло.
Путь от открытия компактина до создания кардиологического лекарства оказался извилистым и тернистым. Это история об убеждениях и упорстве нескольких людей, в том числе Эндо, Брауна и Голдштейна, а также некоторых фармацевтических менеджеров – но никак не функционеров «Санкё».
От грибка к лекарству
Эндо совместно с корпорацией «Санкё»(Sankyo) опубликовал статью об открытии компактина и запатентовали новое соединение. Следующий важный этап заключался в проверке действия компактина на животных. Радовал тот факт, что соединение не вызывало никаких заметных патологий у крыс. Но кое-что и настораживало: у крыс, принимавших препарат в течение семи дней, уровень холестерина не изменялся, эффект отсутствовал и при приеме более высоких доз препарата в течение пяти недель. Компактин не работал и на мышах. Учитывая такие отрицательные результаты опытов на животных, казалось, что фармацевтических перспектив у компактина нет, а годы упорного труда Эндо пошли прахом.
Однако Эндо не сдавался. Однажды весенним вечером 1976-го он зашел в бар неподалеку от работы и встретил там коллегу, который использовал в своих исследованиях кур-несушек. Эндо успел поставить дополнительные эксперименты, оставлявшие надежду, что отрицательные результаты на крысах и мышах были связаны с тонкостями регуляции холестерина именно у этих видов и что препарат может оказаться эффективен на других животных.
Всего через месяц приема уровень холестерина у птиц снизился на 50 %! Успешные опыты с несушками сподвигли Эндо провести опыты на мартышках и собаках, у которых компактин позволил снизить уровень холестерина на 30–44 %. Учитывая близкое биологическое родство между обезьяной и человеком, эти результаты свидетельствовали о высоком потенциале препарата. Компания «Санкё» сформировала группу «Проект по развитию компактина», в которую входил Эндо, а также фармакологи, патофизиологи, химики и токсикологи, которым было поручено продолжить работу над этим лекарством.
Но как только для компактина забрезжили радужные перспективы, токсикологи заметили аномалию в клетках печени у крыс, получавших очень высокие дозы препарата. Минуло много месяцев, прежде чем было решено продолжить клинические разработки. Однако, когда уже полным ходом шли испытания на людях, токсикологи «Санкё» обнаружили другую проблему: у собак, принимавших компактин на протяжении двух лет, развивалась патология, напоминавшая рак кишечника. «Санкё» прекратила разработку компактина в августе 1980 г.
К тому времени работа Эндо в «Санкё» уже получила известность. Рой Вагелос, выдающийся специалист по липидам, возглавлял исследовательский отдел американской фармацевтической компании «Мерк». Он перешел в «Мерк» с академической должности, надеясь изменить весь процесс открытия новых лекарств. Десятилетиями компании отыскивали потенциальные препараты, исследуя множество соединений на предмет их воздействия на клетки или микробов, а не на конкретную молекулярную мишень. Вагелос стремился использовать биохимию и разработать более целенаправленные подходы. Кроме того, он провел плодотворный год в Париже, работая с Жаком Моно, поэтому научился мыслить в контексте регуляционной логики. Сопоставив работы Брауна и Голдштейна о законах регуляции холестерина и открытый Эндо грибок, естественным образом ингибировавший редуктазу, Вагелос распознал в этом потенциал для создания нового антихолестеринового лекарства.
Вагелос убедил исследователей из «Мерк» искать компактиноподобные вещества в других грибках и уже в 1979 г. открыл похожее соединение в грибке Aspergillus terreus. Это вещество, позже названное ловастатином, отличалось от компактина только наличием в молекуле дополнительной метильной группы (один атом углерода, три атома водорода). «Мерк» оперативно запустила клиническое испытание ловастатина на людях, но, как только Вагелос узнал о намерении «Санкё» прекратить испытания компактина, а также о подозрениях на развитие опухолей у собак, исследование «Мерк» также было немедленно остановлено. Компактин и ловастатин так и остались бы тупиковыми разработками, если бы не неожиданный результат, полученный в Техасе.
Браун и Голдштейн также узнали об открытии Эндо. Впечатлившись силой ингибитора фермента, они попросили образец соединения. Кроме того, они пригласили Эндо взглянуть на их лабораторию в Техасе и помогли ему с изучением эффектов компактина. Ученые с немалым удивлением обнаружили, что компактин не просто ингибирует активность редуктазы – оказалось, что под действием лекарства сами клетки начинают синтезировать гораздо больше данного фермента. Так удалось выявить важную логику двойного отрицания в законах регуляции холестерина – когда угнетается синтез холестерина внутри организма, угнетается и обратная репрессия синтеза фермента.
Теперь же, с учетом этих конкретных законов, Браун и Голдштейн обнаружили удивительную возможность Поскольку ранее они установили, что регуляция редуктазы и рецепторов ЛПНП в клетках происходит в унисон, то рассудили, что соединения, ингибирующие фермент редуктазу, также должны повышать уровень рецепторов ЛПНП. А в таком случае, если количество рецепторов ЛПНП в клетках повысится, эти рецепторы выведут из кровотока еще больше ЛПНП, снизив тем самым уровень ЛПНП-холестерина в крови, что критически важно при лечении сердечных заболеваний.
Чтобы проверить такую возможность, Браун и Голдштейн приобрели в «Мерк» небольшое количество ловастатина и стали давать его собакам. Действительно, у собак увеличилось и количество рецепторов ЛПНП, и клиренс ЛПНП в кровотоке. Результаты убедили Брауна и Голдштейна, что препарат может чистить человеческие сосуды и снижать уровень ЛПНП, но и «Мерк», и «Санкё» остановили исследования из-за данных об образовании опухолей у собак.
Голдштейн отправился в Японию и навестил Эндо, который к тому времени уже покинул «Санкё» и работал в токийском университете Ноко. Эндо сообщил Голдштейну, что, на его взгляд, никаких опухолей у собак не было – патофизиологи просто неверно интерпретировали увиденное. Он считал, что в кишечнике у собак просто скапливались большие количества неусвоенного лекарства. Эндо полагал, что аномалии – просто побочный эффект, так как собакам давали очень большие дозы препарата по сравнению с теми, что предполагалось назначать людям. Голдштейн также замечал странные структуры в клетках, испытавших воздействие очень высоких доз компактина. Возможно, опасения о токсичности компактина оказались преувеличены?
