 |
Рождение статинов: Akira Endo
|
|
|
|
История открытия статинов
Попытки снижения уровня холестерина
Интерес к использованию препаратов, снижающих уровень холестерина, возник ещё до появления доказательств связи его уровня с риском развития сердечно - сосудистых заболеваний, в частности - ИБС. Началом использования препаратов, снижающих уровень холестерина крови, можно считать 1962 год. В клинической практике реально имелся небольшой выбор препаратов, причём их эффективность и безопасность требовали подтверждения. В то время еще не были найдены лекарственные средства, которые достоверно снижали бы уровень холестерина, а идея создания препарата, блокирующего синтез холестерина при пожизненном назначении, казалась недостижимой. Скептики отмечали, что холестерин необходим для строительства клеточных мембран, синтеза стероидных гормонов и желчных кислот. Соответственно, предполагалось, что изменение этих важных процессов может вызвать побочные эффекты. Высказывались предположения, что невозможно точно титровать дозу препаратов и, следовательно, данные препараты могут нарушить структуру и функцию клеточных мембран, если синтез липопротеинов будет подавлен. Такова была суть высказываний, сделанных в 50-х гг. Jean Cottet во Франции, а также Fredrickson и Steinberg в США.
Первой попыткой создать липидснижающий препарат был синтез альфа-фенилмасляной кислоты. Было показано, что эта кислота эффективно замедляла скорость включения ацетата в холестерин, однако, при исследовании данного препарата in vivo оказалось, что синтез холестерина не нарушается. Это происходило потому, что альфа - фенилмасляная кислота подавляла активацию свободного ацетата в ацетил коэнзим А, но не влияла на последующие этапы синтеза холестерина. В действительности, активация ацетата несущественна в последующем биосинтезе холестерина. Следует отметить, что это часто упускают из вида. При всасывании основных компонентов пищи (жирные кислоты, углеводы, аминокислоты) происходит выработка коэнзима А, а не свободного ацетата. Ацетил коэнзим А, каким бы путём он ни был синтезирован, может служить начальной точкой в синтезе холестерина, без предварительного сведения к свободному ацетату. Поэтому ингибирование превращения ацетата в ацетил коэнзим А не приведёт к нарушению синтеза холестерина. Заявления J. Cottet о снижении уровня холестерина путём ингибирования синтеза ацетил коэнзима А не нашло подтверждения в экспериментальных и клинических исследованиях.
|
|
|
Steinberg и Fredrickson, которые развили предположения Tomkins, Sheppard, Chaikoff, подтвердили, что дельта-4-холестенон, сходный по структуре с холестерином, мог подавить синтез холестерина. Были начаты исследования возможности использования дельта-4-холестенона для снижения уровня холестерина в крови. Но данное вещество само по себе вызывало токсические побочные эффекты за счет аккумуляции холестанола, что не позволило использовать его в клинической практике. Таким образом, эти ранние попытки не привели к успеху, однако они показали, что блокирование синтеза холестерина может быть осуществлено фармакологически.
Трудности в разработке препаратов, блокирующих синтез холестерина
В середине 50-х гг. в компании Wm. S. Merrell производился широкий скрининг химических соединений, которые могли бы оказать влияние на уровень холестерина крови. При этом было найдено вещество, влияние которого на уровень липидов выглядело многообещающим. В экспериментальных работах на крысах и собаках было показано, что оно снижает уровень холестерина на 20-25%. Это вещество назвали «MER/29», позже начались его продажи под торговым названием трипаранол.
|
|
|
Было заявлено, что механизм действия трипаранола - блокировка синтеза холестерина. В более поздних исследованиях NIH была точно определена точка приложения данного соединения - подавление превращения десмостерола в холестерин, то есть препарат действовал на самой последней стадии синтеза холестерина. Такая информация заставила пересмотреть возможность клинического использования трипаранола. Например, было показано, что десмостерол накапливался в плазме крови и достигал там уровня 30% от общего содержания липидов. Т.о., несмотря на снижение уровня холестерина крови, общее содержание липидов (холестерин + десмостерол) оставалось повышенным. Более того, было показано, что десмостерол также активно участвует в образовании атеросклеротической бляшки, откладываясь в интиме артерий, что неудивительно, ведь его молекула отличается от молекулы холестерина только отсутствием одной двойной связи. Довольно умеренно снижая уровень холестерина и приводя к накоплению десмостерола в плазме крови, трипаранол способствовал дальнейшему развитию атеросклероза. К тому же, будучи практически неэффективным, лекарство обладало серьёзными побочными эффектами.
Быстро стало понятно, что оно вызывает развитие катаракты (вплоть до слепоты на фоне высоких доз) и выпадение шерсти у крыс и собак.
Поражение трипаранола вынудило многие фармацевтические компании прекратить разработку лекарств, блокирующих синтез холестерина, хотя механизм повреждения глаз и выпадения волос всё ещё не был известен.
Рождение статинов: Akira Endo
В 1971 г. доктор Akira Endo, работавший в Токио, предположил, что продукты жизнедеятельности грибов, которые растут на питательной среде (для получения пенициллина лучшего качества), должно быть, также содержат естественные ингибиторы синтеза холестерина. В то время не было прямых доказательств в поддержку этого утверждения, но Endo говорил, что он надеется, что некоторые микроорганизмы производят такие соединения как оружие в борьбе с другими микробами, которым для роста необходимы липиды или другие изопреноиды. Следует отметить, что Endo заинтересовался метаболизмом холестерина, по крайне мере, в 1965 г. Не получив стипендию на исследовательскую работу в Гарварде с Konrad Bloch, он 2 года провёл в Нью-Йорке, работая по гранту в Albert Einstein School of Medicine в лаборатории доктора Bernard L. Horecker. По возвращении в Токио Endo со своим коллегой доктором Masao Kuroda в лаборатории Sankyo начали исследовать способность секрета грибов подавлять синтез меченного ацетатом холестерина в клеточной культуре. Исследование оказалось простым, коротким и дешёвым и было начато в 1971 г. Они изучали возможность использования продуктов жизнедеятельности культуры грибов для торможения поступления холестерина в клетки. Однако результаты были удручающе неопределёнными. Но после 2-х лет работы и проведения около 6000 тестов они пришли к реальной победе. Среда культуры Penicillium citrinium содержала поразительно мощный ингибитор синтеза холестерина, который был выделен и назван ML-236B. Они показали, что соединение ингибирует включение ацетата, но не при превращении мевалоната в холестерин. Было выяснено, что молекула ML-236B, позже названная компактином, включает домен гомолога к гидроксиметилглутарату и предположительно с его помощью связывается с редуктазой. Можно считать, что именно этот препарат стал родоначальником статинов.
|
|
|
Теперь у Sankyo был специфичный ингибитор ГМГ-КоА-редуктазы. Но оставалась неясной его эффективность и переносимость in vivo. Свой первый тест Endo провёл на крысах, используя малые дозы, может быть потому, что количество препарата было ограничено. Сначала казалось, что эффект есть, но когда были даны повторные дозы в течение более длительного времени, закономерности влияния на уровень холестерина крови выявлено не было. Получалось, что 2 года работы и 6000 тестов ни к чему не привели. К счастью, Endo и его коллеги не сдались, они продолжили исследования на собаках и получили совсем другие результаты - значительное снижение уровня холестерина плазмы крови. Также было показано, что лекарство работает у кроликов, кур и обезьян. При ретроспективном анализе причина отсутствия эффекта у крыс становится понятна. На самом деле, препарат подавляет синтез холестерина у крыс также эффективно, как и у других видов, хотя при этом и происходит компенсаторное повышение содержания энзимов редуктазы. Уровень ХС ЛНП у крыс очень низок, основная часть холестерина плазмы находится в составе ЛВП. Поэтому, несмотря на значительное снижение ХС ЛНП под действием лекарства, общий уровень холестерина (который и учитывался в ранних работах) существенно не менялся. Сначала результаты этих исследований не привлекли особого внимания. Частично это можно объяснить поражением, которое потерпел трипаранол. Появление в 70-х гг. нового ингибитора синтеза холестерина не вызвало большого энтузиазма в фармацевтической индустрии.
|
|
|
В 1977 г. Endo представил доклад в Филадельфии на симпозиуме, посвященном лекарствам, влияющим на обмен липидов (Drugs Affecting Lipid Metabolism), куда приехали представители ведущих фармацевтических компаний. К удивлению, его выступление не вызвало интереса. Однако впечатляющие возможности не были упущены. Менее чем через месяц после первой публикации Michael S. Brown и Joseph L. Goldstein из University of Texas Southwestern Medical School обратились к Endo с просьбой предоставить образец препарата для использования в исследованиях по регуляции биосинтеза холестерина. Endo выслал образец и был приглашен посетить Даллас. Они сравнили результаты своих исследований, независимо проведённых в Токио и Далласе, выявили сопоставимость и совместно опубликовали их в журнале Биохимия (Journal of Biological Chemistry)]. В этой статье впервые описывалось выраженное увеличение количества энзимов ГМГ-КоА-редуктазы, включённых в клетки, при терапии статинами. Т.к. статины являются конкурентными ингибиторами, их действие выражено при достаточной концентрации препарата внутри интактных клеток и сильно снижается при гомогенизации ткани и разведении цитоплазмы, что необходимо для измерения активности энзимов. Это было установлено при изучении фибробластов человека и позднее - гепатоцитов. Через несколько лет лаборатория Goldstein/Brown показала, что столь выраженная гиперпродукция клеткой ГМГ-КоА-редуктазы, происходящая из-за попытки клетки «обойти» ингибирующее действие статинов, сопровождается гигантским нарастанием эндоплазматического ретикулума. В результате клетки выглядели атипично, но это не были опухолевые клетки. При ретроспективной оценке становится понятно, что данное обстоятельство могло стать причиной неверного патологоанатомическогр заключения о канцерогенных свойствах высоких доз статинов.
Группа британских учёных из лаборатории Beecham, занимаясь поисками антибиотиков, независимо от Endo и практически в одно и то же время с ним выделила соединение, соответствующее ML-236B, из несколько другой плесени. Они назвали это соединение компактин. Но поскольку работники компании были узко ориентированы на антибиотики, а препарат с этой точки зрения оказался неэффективным, то все дальнейшие его исследования были прекращены. Только после того, как Endo сообщил о своём открытии ингибиторов ГМГ-КоА-редуктазы, они поняли, какое сокровище было у них в руках. В их собственном докладе не упоминалось о близком сходстве между лактоновым кольцом в компактине и в 3-гидроксиметилглутарате. Только в 1980 г., после того, как Endo уже опубликовал ряд статей о способности компактина ингибировать синтез холестерина, в лаборатории Beecham начали исследовать препарат in vitro и in vivo на крысах. После чего они с готовностью подтвердили, что открыт мощный ингибитор синтеза холестерина. При этом наблюдалось отсутствие динамики уровня холестерина у крыс вопреки ингибированию скорости синтеза холестерина in vivo на 70%. Было сделано поспешное заключение, что если лекарство не работает на крысах, то оно не будет работать и у других видов. Однако в исследовании Endo на собаках и обезьянах было показано, что на фоне терапии уровень холестерина снижается. Видимо, исследователи лаборатории Beecham не учли, что у крыс общий холестерин крови в основном представлен ХС ЛВП, поэтому даже значительное снижение уровня ХС ЛНП может остаться незамеченным. Результаты, полученные Endo, объяснялись не способностью ML-236B подавлять синтез холестерина, а некими независимыми обстоятельствами, не связанными с этим свойством препарата. Все попытки снизить уровень холестерина путём ингибирования его синтеза были признаны бесплодными, и работы в лаборатории Beecham прекращены.
|
|
|
В 1980 г. Yamamoto, Sudo и Endo установили, что если ежедневно давать компактин в дозе 50 мг/сут. в течение месяца пациентам с гиперхолестеринемией, то уровень холестерина снизится, в среднем, на 27%. В некоторых случаях эти цифры доходили до 30-35%). Позднее в New England Journal of Medicine Mabuchi и его коллеги опубликовали результаты ещё одного клинического исследования, в котором участвовало 7 пациентов с гетерозиготной формой семейной гиперхолестеринемии. Они показали снижение уровня общего холестерина с 390 до 303 мг/дл. Больше не оставалось сомнений в огромной перспективности новой группы лекарственных препаратов. Akira Endo открыл эру статинов.
|
|
|
