В сфере фитобиотехнологий отмечен пятикратный рост за десять лет

Ректор Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета (СПХФУ) Игорь Анатольевич Наркевич рассказал «Ъ-Науке» о достижениях и перспективах российской и мировой науки по использованию растений в фармацевтических исследованиях.

Ректор Санкт-Петербургского государственного химико-фармацевтического университета (СПХФУ) Игорь Анатольевич Наркевич

Фото: Интерпресс / PhotoXPress.ru

При разработке новых лекарственных препаратов все большее значение приобретают исследования субстанций природного происхождения. На сегодняшний день каждый второй инновационный продукт является либо препаратом на основе натуральных компонентов, либо создан по их образцу. Около 50% фармацевтических препаратов производится на основе соединений, впервые идентифицированных в растениях или выделенных из растений.

Анализ патентной активности в мире по основным источникам получения биологически активных веществ, проведенный нами недавно, показал, что за последние десять лет наблюдается либо отсутствие роста, либо даже снижение числа разработок в области химического синтеза и бактериальных или животных биотехнологий. Что касается фитобиотехнологий, то есть выделения биологически активных веществ из растительного сырья, то число исследований, проводимых в мире, как и число патентов на новые лекарственные вещества, технологии их получения и способы применения за последние десять лет возросло в пять раз. Анализ патентного поля демонстрирует, что оно открыто для патентования новых химических соединений растительного происхождения, способа их получения, технологии лекарственных форм. Растет интерес к комплексным растительным препаратам из числа вновь выделяемых низкомолекулярных веществ растительного происхождения. Это обуславливает высокий спрос на создание библиотек природных соединений, в первую очередь небольших «целенаправленных» коллекций, направленных на определенные фармакологические мишени.

Целый ряд препаратов, созданных на основе природных соединений, либо внедрены в практику, либо находятся на стадии клинических испытаний: галантамин (алкалоид, выделенный из подснежника (Galanthus woronowii)), нитизинон (производное лептоспермона из Callistemon citrinus), варениклин (производное алкалоида цитизина из Cytisus laburnum), бевиримат (PA-457) (анти-ВИЧ агент, производное бетуленола) и многие другие.

Неуклонно растет число идентифицированных веществ растительного происхождения, проявляющих противоопухолевую активность, и ведется разработка препаратов на их основе. Это, например, винбластин, винкристин, паклитаксел, лактотехин и полусинтетические лекарственные средства, такие как этопозид и тенипозид, являющиеся производным лигнана подофиллотоксина, и др. Рынок этих препаратов достаточно велик в денежном выражении. Например, ежегодный оборот паклитаксела в мире составляет около $1,5 млрд.

Что касается России, то значительный объем знаний в области фармакогнозии, фитомедицины и этнофармакологии, накопленный в СССР, наряду с широкой растительной ресурсной базой представляет определенные преимущества и является важнейшей основой для осуществления направленного поиска биологически активных комплексов и индивидуальных природных соединений на современном уровне.

Концепция производства вакцин в растениях была сформулирована еще в 90-е годы. Тогда была получена первая съедобная вакцина против вируса гепатита В на основе трансгенного табака. В доклинических исследованиях был успешно тестирован целый ряд «съедобных» вакцин: картофель, содержащий антиген вибриона холеры и антиген вируса гепатита В; табак, экспрессирующий гемагглютинин вируса кори; томаты, экспрессирующие антигены вируса бешенства и даже ВИЧ. Персонифицированная терапевтическая вакцина для лечения лимфомы, полученная в табаке, уже прошла клинические испытания.

Применение вакцин растительного происхождения технологически гораздо проще и, как следствие, экономически выгоднее по сравнению с классическими биотехнологическими подходами. Трансгенные растения можно выращивать в промышленных масштабах, не требуется разработка сложных и дорогостоящих производственных процессов и оборудования. Простой и быстрый процесс производства таких вакцин, доставка в организм без повреждения кожных покровов, возможность самостоятельного применения — все эти значительные преимущества говорят в пользу таких исследований и разработок.

Однако, несмотря на активные исследования в этой области, коммерческих препаратов на сегодняшний день немного. Это связано с рядом проблем, которые еще предстоит решить исследователям и разработчикам. Растительные белки очень аллергенны для человека, и это один из факторов биологической защиты, который достаточно трудно преодолеть. Также немаловажна проблема устойчивости таких вакцин к естественным барьерам в организме человека — температуре, уровню кислотности и др.

В любом случае дальнейшие исследования в этой области имеют значительный потенциал. Ведь это позволит создать ряд недорогих и простых в применении растительных вакцин, а также широко использовать растения в качестве «биофабрик» ценных рекомбинантных белков медицинского назначения.

Изучение растений традиционно является одним из приоритетных направлений нашего университета. На базе нашего вуза создана фитофармацевтическая платформа, где осуществляются непрерывный поиск и разработка активных фармацевтических и пищевых субстанций растительного происхождения. Особое внимание уделяется поиску новых перспективных природных веществ для профилактики и лечения социально значимых заболеваний.

Фитофармацевтическая платформа — это междисциплинарная интеллектуальная, научно-производственная и материально-техническая площадка, предусматривающая полный (замкнутый) цикл производства. Он включает в себя культивирование и воспроизведение лекарственных растений, заготовку растительного сырья, фитохимический скрининг растений, стандартизацию растительного сырья и разработку нормативной документации, разработку технологий выделения индивидуальных соединений, установление и подтверждение их структуры, разработку и обоснование состава фитокомпонента для введения в пищевую или фармацевтическую продукцию.

Наш университет имеет собственный питомник лекарственных растений с более чем полувековой историей, где культивируется более 200 видов растений, изучается влияние состава почв на выход индивидуальных соединений из целевого лекарственного растительного сырья, отрабатывается методика введения микро- и макроэлементов в субстрат для укоренения и выращивания лекарственных растений с помощью гидрогеля, совершенствуются технологии сбора, сушки и экстракции растительного сырья.