Новый метод позволит предсказывать реакцию организма на лекарственные препараты Прием любого лекарства может принести вам массу неприятностей.  Почитайте инструкции к препаратам: в каждой из них вы найдете шокирующий список побочных эффектов. Но этот список лишь отражает тот простой факт, что все люди разные, и лекарство, спасающее жизнь одному человеку, может оказаться крайне вредным для другого.  Ежегодно в Великобритании появляется примерно 20 тысяч сообщений о побочных эффектах приема лекарств. Они обусловлены теми же причинами, по которым после одинаковых доз спиртного одни люди спокойно идут на работу, а другие мучаются от похмелья или, например, одни могут пить молоко, а у других от него начинается тошнота, судороги и отеки. Новый метод, над которым работают сегодня ученые, позволит заранее предсказать реакцию человеческого организма на лекарственные препараты, напитки или пищевые продукты и, возможно, поможет сохранить жизнь китайским пандам.  Фармацевтические компании инвестировали миллиарды долларов в исследования генетических причин различной реакции людей на лекарства. Они надеются, что изучение ДНК поможет им совершить революцию в медицине, сделав препараты более индивидуальными, рассчитанными на тот или иной тип генных структур или даже на каждого конкретного человека. Однако в последнее время появляется все больше данных, свидетельствующих о том, что такой подход чересчур оптимистичен. Концентрируясь лишь на генетических исследованиях, фармкомпании, похоже, упускают из вида ряд важных обстоятельств, которые могут объяснить, почему реакция одного человека на тот или иной препарат отличается от реакции другого.
Нельзя полагаться на гены
Начнем с того, что хотя генотип с возрастом практически не меняется, но меняются способы использования генов, а с ними и наши предпочтения. А кроме того, как указывают в своей работе профессор Джереми Николсон из лондонского Imperial College и его коллеги из AstraZeneca, наша реакция на лекарства зависит от того, как реагируют на него микроорганизмы, живущие внутри нас.  Естественная микрофлора человека влияет как на ход биохимических процессов в организме, так и на иммунную систему, причем бактерии могут играть ключевую роль в том, как именно будет «работать» проглоченная таблетка. В каждом из нас живет более 1,2 кг бактерий и микробов, то есть примерно 100 триллионов микроорганизмов по меньшей мере 1000 разных видов, из которых наукой описано менее половины — не так давно, к примеру, был открыт еще один вид, родственный бактериям Deinococcus radiodurans, которые встречаются в местах захоронения радиоактивных отходов и в горячих источниках.  У разных людей состав микрофлоры различен, и этот фактор, по мнению профессора Николсона, может оказаться важным для разработки «персонифицированных» лекарственных препаратов. «Понимание роли, которую играют микроорганизмы, станет первым шагом к разработке индивидуальных лекарств», — говорит он. В ходе исследований, проведенных совместно с еще одной фармацевтической компанией, Pfizer, профессору Николсону удалось создать метод, с помощью которого по анализу мочи можно будет предсказывать, как будет реагировать человек на прием того или иного лекарства.
Обмен веществ дает разгадку
В основе метода, описание которого опубликовано в журнале Nature, лежит анализ метаболитов — химических элементов, возникающих в организме в результате обмена веществ (метаболизма), который определяется тысячами химических реакций в организме. Следы метаболитов присутствуют в моче, причем их набор для каждого человека является индивидуальным и существенно меняется во время болезней или в результате приема лекарств. Например, когда мы проглатываем аспирин, то количество молекул различных метаболитов либо уменьшается, либо возрастает. Профессор Николсон и его коллеги предложили отслеживать эти изменения с помощью спектроскопии ядерно-магнитного резонанса, при которой мочу подвергают воздействию сильных магнитных полей. Атомы, составляющие метаболиты в моче, ведут себя как крошечные магниты. Они вращаются вокруг оси, подобно волчку, причем под влиянием сильного магнитного поля оси вращения всех атомов, как правило, указывают в одну сторону, но если их подвергнуть воздействию радиоволн, некоторые из них развернутся в противоположном направлении. Частота, при которой происходит изменение оси вращения определенных атомов, зависит от их окружения — фактически от того, молекулу какого вещества они образуют, так что эта частота является своего рода опознавательным признаком данного вещества. Меняя частоты радиоволн, в образце мочи можно выделить молекулы различных метаболитов, даже если они присутствуют в нем в количестве всего одного нанограмма.  Профессор Николсон использовал этот метод для выявления наборов метаболитов в моче крыс до и после приема ими парацетамола в дозах, достаточно высоких для того, чтобы вызвать разрушение клеток печени в случае повышенной чувствительности к этому препарату. После того как для каждой крысы был определен характерный для нее набор метаболитов, исследователи с помощью компьютерного моделирования спрогнозировали реакцию животного на парацетамол. Поскольку всем крысам были введены одинаковые дозы лекарства, ученые предположили, что при изучении наборов метаболитов они выявят среди них такой, который указывает на вероятность особенно болезненной реакции животного на лекарство. Затем они провели тесты, чтобы удостовериться, что данный набор метаболитов можно использовать для прогнозирования реакции других крыс. Для подтверждения прогнозов животным проводилась биопсия печени.  Результаты исследования доказали, что предложенный метод с высокой степенью надежности позволяет определить принадлежность пациента к группе риска на основании анализа метаболитов в моче. Иными словами, после проведения соответствующих испытаний на добровольцах анализы мочи позволят выявлять пациентов, у которых лекарство вызовет негативную реакцию.
Универсальная технология
«Эта технология может оказаться очень важной для будущего всей системы здравоохранения, потому что однажды придет день, когда можно будет в массовом порядке исследовать пациентов, чтобы подбирать лекарства без побочных эффектов. Если это станет возможным, то прекратится использование подопытных животных, а мы все, включая фармацевтические компании, этого хотим», — говорит профессор Николсон.
Ученый указывает, что метод учитывает и генетические особенности пациентов, и их возраст, и микрофлору кишечника: «Такой подход — важный шаг к созданию персонифицированных лекарственных препаратов для большого числа пациентов». Исследование метаболитов у добровольцев уже началось, отмечает он, и «результаты выглядят многообещающими».
На основе этого метода можно было бы предсказывать реакцию человеческого организма не только на лекарства, но и на новшества в продуктах питания или даже на психологические испытания. Метод мог бы помочь и при решении других, не совсем стандартных проблем.  Например, в апреле профессор Николсон ездил в Китай, чтобы изучить возможность использования своих разработок для подбора питания для живущих в неволе панд — у них часто возникают расстройства желудка, вызванные кишечными бактериями, и это превратилось в основную причину смертности среди этих медведей.  «Метаболическое моделирование заболевания — это универсальный метод, — говорит профессор Николсон, — и мы очень рады, что технологии, которые разрабатываются в наших лабораториях, могут помочь выживанию редких видов животных».
© The Daily Telegraph, UK, 2006
Роджер Хайфилд
Материал опубликован в «Газете» №80