Jak się tworzy leki? PARTNERZY Co to jest? Co jest w środku? Co znajduje się w środku leku? Składnik czynny środek farmaceutyczny Poszukiwanie celu terapeutycznego, aby uzyskać efekt i wyleczyć chorobę cel terapeutyczny Składnik czynny Poszukiwanie celu terapeutycznego, aby uzyskać efekt i wyleczyć chorobę cel terapeutyczny Jak tworzy się leki? ETAPY POSZUKIWAŃ NOWEGO LEKU Poszukiwanie nowego leku to proces długi (trwa 10-25 lat), złożony i drogi, obejmujący wiele etapów. Badania i rozwój leku (2-10 lat) Badania przedkliniczne (2-6 lat) In vitro- In vivo FAZA BADAŃ KLINICZNYCH FAZA I FAZA II FAZA III Wprowadzenie leku na rynek FAZA IV JAK MOŻNA ODKRYĆ KANDYDATA NA NOWY LEK? • Kandydata na nowy lek można odkryć na wiele sposobów: ? JAK MOŻNA ODKRYĆ KANDYDATA NA NOWY LEK? Kandydata na nowy lek można odkryć na wiele sposobów: Przypadek Szeroko zakrojone poszukiwania Modyfikacja chemiczna Racjonalne projektowanie I W TEN SPOSÓB MAMY KANDYDATA NA LEK BADANIA PRZEDKLINICZNE • Zanim środek farmaceutyczny będzie mógł zostać przebadany u ludzi, należy wykonać badania przedkliniczne, które są bardzo wyczerpujące i złożone: • Takie badania przedkliniczne obejmują: – Badania stabilności i toksyczności ©Parc Científic Barcelona. Author: J. Planagumà – Badania in-vitro (białka, komórki, tkanki i narządy) – Badania in-vivo (zwierzęta) BADANIA KLINICZNE • Badania kliniczne to najdłuższy i najbardziej kosztowny etap procesu poszukiwań nowych leków. Obejmują one trzy fazy: FAZA I Zdrowi ochotnicy Pewność i dawka FAZA II Osoby chore (100-300) (lek lub placebo) Skuteczność i działanie uboczne FAZA III Osoby chore (1300-3000) Działanie długoterminowe I WRESZCIE...LEK ZOSTAJE WPROWADZONY NA RYNEK! • Jeżeli lek przeszedł przez trzy fazy badań klinicznych, zostaje wprowadzony na rynek, ale badania nadal trwają (Faza IV) FAZA III FAZA I FAZA II FAZA IV POSZUKIWANIE LEKÓW NA CHOROBĘ PARKINSONA Projekt badawczy Parku Naukowego w Barcelonie WPROWADZENIE - CZYM JEST CHOROBA PARKINSONA? • Choroba Parkinsona to przewlekła i postępująca choroba układu ruchu charakteryzująca się następującymi objawami: – Problemy z koordynacją – Powolne ruchy – Uogólnione drżenia • To druga pod względem częstości choroba neurodegeneracyjna, która występuje u 1-2% osób w wieku powyżej 60 lat. Obecnie ponad 4 miliony osób na świecie cierpią na tę chorobę. WPROWADZENIE – PRZYCZYNY CHOROBY PARKINSONA • Nasz mózg stanowi centrum kontroli nad ciałem, a komórki, które są odpowiedzialne za jego funkcjonowanie, to neurony. Samodzielna regeneracja tych komórek postępuje bardzo powoli. • Neuroprzekaźniki to specjalne związki chemiczne,które umożliwiają „rozmowę” i komunikację między neuronami. WPROWADZENIE – PRZYCZYNY CHOROBY PARKINSONA • Przyczyny choroby Parkinsona nie są jeszcze znane, ale wiadomo, że jest ona spowodowana przez utratę lub nieprawidłowe działanie neuronów odpowiedzialnych za wytwarzanie neuroprzekaźnika o nazwie dopamina. • Neuroprzekaźnik odpowiedzialny za przekazywanie • Dopamina dopaminajest Kontrola ruchu sygnałów mających na celu kontrolę poruszania się naszych mięśni. Niski poziom dopaminy Problem z kontrolą ruchu • W związku z tym niedobór dopaminy powoduje zaburzenie równowagi przekazywania między neuronami i dlatego neurony nie komunikują się w prawidłowy sposób. W wyniku tego następuje utrata funkcji mięśni. WPROWADZENIE – LECZENIE CHOROBY PARKINSONA • Sposób leczenia postępowania choroby obejmuje doustne podawanie leków. tyrozyna L-dopa dopamina Pęcherzyki z przekaźnikiem, dopaminą synapsa • Obecnie najczęściej stosowanym lekiem jest lewodopa, inaczej Ldopa, zawierająca związek chemiczny, wykorzystywany przez mózg do produkcji dopaminy. receptor dopaminy komórka receptorowa WPROWADZENIE – LECZENIE CHOROBY PARKINSONA • Stosowane są także inne leki, które naśladują działanie dopaminy w mózgu. – Np.: bromokryptyna, lizuryd, pergolid, ropinirol,... dopamine związek naśladujący receptor receptor Błona komórkowa Błona komórkowa Odpowiedź komórkowa Odpowiedź komórkowa WPROWADZENIE – LECZENIE CHOROBY PARKINSONA • Niestety te leki mają wiele działań ubocznych: – Pojawienie się ruchów niezamierzonych i tików – Depresja – Halucynacje • Ponadto wraz z upływem czasu takie leki przestają działać. • Potrzebne są nowe leki, które będą mieć mniej działań ubocznych i będą aktywne przez dłuższy czas. BADANIA, SYNTEZA LEKÓW DO LECZENIA CHOROBY PARKINSONA • Naukowcy Platformy Chemii Kombinatorycznej Parku Naukowego w Barcelonie pracują obecnie nad syntezą nowych związków, które będzie można zastosować jako środki terapeutyczne w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona lub schizofrenia, a które będą charakteryzować się: – Lepszym działaniem – Mniejszą toksycznością Platforma Chemii Kombinatorycznej BADANIA, SYNTEZA LEKÓW DO LECZENIA CHOROBY PARKINSONA • Aby zwiększyć skuteczność leków przeciw chorobie Parkinsona, obecnie podawany jest zestaw różnych leków. • Celem badań jest synteza nowych cząsteczek, które będą bardziej skuteczne lub będą powodować mniej działań ubocznych. A Leki przeciwparkinsonowe Zestaw leków 1 jedyny lek D BADANIA, SYNTEZA LEKÓW DO LECZENIA CHOROBY PARKINSONA Nowy lek Odpowiedź komórkowa BADANIA, PROJEKTOWANIE I SYNTEZA NOWYCH CZĄSTECZEK A D OH O O O N NH A O N N D N OH XAC-COOH (±)-PPHT NH2 W JAKI SPOSÓB NOWE CZĄSTECZKI SĄ SYNTETYZOWANE W LABORATORIUM? O O CN N H N H N O 2 h, 80 ºC O NaOH 70% pH 10-11 N Ac2O O N NH + NH2 96% 96% NaNO2 CN HOOC AcOH O N O Na2S2O4 O NH2 N EtOAc/H2O NH2 N O NO N NH2 76% OHC OH I + 75% K2CO3 OHC COOH DMF, 60ºC 3 dias O COOH reflujo en EtOH 62% O O COOH N N O O N N H DIAD N O N N NH2 75% O 80% COOH W JAKI SPOSÓB NOWE CZĄSTECZKI SĄ SYNTETYZOWANE W LABORATORIUM? O O CN N H N H N O 2 h, 80 ºC O NaOH 70% pH 10-11 N Ac2O O N NH + NH2 96% 96% NaNO2 CN HOOC AcOH O N O Na2S2O4 O NH2 N EtOAc/H2O NH2 N O NO N NH2 76% OHC OH I + 75% K2CO3 OHC COOH DMF, 60ºC dias 3 dni O COOH przepłukanie reflujo en EtOH w EtOH 62% O O COOH N N O O N N H DIAD N O N N NH2 75% O 80% COOH 27 W JAKI SPOSÓB NOWE CZĄSTECZKI SĄ SYNTETYZOWANE W LABORATORIUM? O O CN N H N H N NaOH 70% pH 10-11 N 1. Reakcja chemiczna Ac2O O 2 h, 80 ºC O O N NH + NH2 96% 96% NaNO2 CN HOOC AcOH O N O Na2S2O4 O NH2 N EtOAc/H2O NH2 N O NO N NH2 76% OHC OH I + 75% K2CO3 OHC COOH DMF, 60ºC 3 dias O COOH reflujo en EtOH 62% O O COOH N N O O N N H DIAD N O N N NH2 75% O 80% COOH 28 W JAKI SPOSÓB NOWE CZĄSTECZKI SĄ SYNTETYZOWANE W LABORATORIUM? 2. Izolacja i oczyszczenie produktu 3. Scharakteryzowanie produktu CO DZISIAJ BĘDZIEMY ROBIĆ? W JAKI SPOSÓB NOWE CZĄSTECZKI SĄ SYNTETYZOWANE W LABORATORIUM? O O CN N H N H N O 2 h, 80 ºC O O N NH + NH2 96% 96% CN HOOC NaOH 70% pH 10-11 N Ac2O NaNO2 Reakcja chemiczna AcOH O N O Na2S2O4 O NH2 N EtOAc/H2O NH2 N O NO N NH2 76% OHC OH I + 75% K2CO3 OHC COOH DMF, 60ºC dias 33 dni O COOH przepłukanie w reflujo en EtOH EtOH 62% O O COOH N N O O N N H DIAD N O N N NH2 75% O 80% COOH CO DZISIAJ BĘDZIEMY ROBIĆ? Reakcja chemiczna Izolacja produktu metodą filtracji ? Scharakteryzowanie produktu metodą chromatograficzną Do badań!