Дышите глубже | Forbes.ru
$58.93
69.4
ММВБ2148.6
BRENT64.76
RTS1144.35
GOLD1242.23

Дышите глубже

читайте также
Аэрофлот признан лидирующим авиационным брендом в мире Одна вокруг света: как не погибнуть во время мятежа, найти русских на окраине континента и почему знание иностранного языка не спасает На автовокзале Нью-Йорка произошел взрыв самодельной бомбы Владимир Путин заявил о готовности восстановить авиасообщение с Египтом Сдали норматив. Зачем МКБ привлекал финансирование этой осенью Кина не будет: Александр Мамут не успевает в срок отремонтировать кинотеатр «Художественный» Праздничный переполох: новогодний базар, полезные мастер-классы и новый бутик Dior в ЦУМе Бизнес для чайников: о чем не должен забывать начинающий предприниматель Сила доллара: какую политику выберет ставленник Трампа Война в ретейле. Миллионер Костыгин пригрозил партнеру по «Юлмарту» банкротством Мышление ларечника: почему нужно выходить на зарубежные рынки Миллиардер Рональд Перельман рассказал, как обогнать конкурентов Битва на Пресне: экс-глава ВЭБа судится с Олегом Дерипаской из-за Трехгорной мануфактуры Путин заявил о выводе российских войск из Сирии Код столетия: эволюция дресс-кода деловой женщины. 1975–2017 годы Зажгли звезды: 17 ресторанов Бангкока вошли в гид Michelin Структура «Ростеха» оспаривает в суде санкции ЕС из-за крымских турбин +11 просмотров за суткиКриптовалютная лихорадка. Фьючерсы на биткоин взлетели на 25% в первый день торгов Сложные углеводороды. Будущее Норвегии зависит от нефтегазовой компании Statoil ASA +4 просмотров за суткиДоктор на час. Как американская медицина освоила новые правила игры Математика в бизнесе будущего
03.11.2006 00:00

Дышите глубже

Керри Долан Forbes Contributor
Как создать инновационный аппарат для диабетиков? Нужно потратить 14 лет и использовать навыки десятка специалистов: от биологов до проектировщиков газотурбинных двигателей

Болезненная инъекция — самый простой способ ввести инсулин в организм человека, страдающего диабетом. Такие уколы — изнурительный ежедневный ритуал для миллионов диабетиков, которым приходится самостоятельно вводить себе дозу инсулина перед каждым приемом пищи. На протяжении 80 лет ученые бились над вопросом: как заменить укол безболезненной ингаляцией инсулина?

Эта идея воплотилась в жизнь в январе 2006 года, когда американские и европейские регулирующие органы одобрили Exubera — первый серийный ингалятор для инсулина. Фармацевтическому гиганту Pfizer потребовалось в течение десяти лет потратить более миллиарда долларов на клинические испытания ингалятора и разработанных для него препаратов инсулина и построить два новых завода. В США Exubera поступил в продажу в сентябре.

Всю сложнейшую работу проделала группа ученых и инженеров из компании Nektar Therapeutics. Малоизвестная фармацевтическая компания из калифорнийского города Сан-Карлос потратила 14 лет и $500 млн, чтобы довести до совершенства изобретенные ее специалистами препарат и ингалятор. «Никто даже и мысли не допускал, что мы сможем это сделать и что препарат и ингалятор будут безотказными, — говорит Джон Паттон, научный руководитель и соучредитель Nektar Therapeutics. — Мы походили на первопроходцев, прокладывающих путь на Дикий Запад. Это был долгий и трудный путь».

Получившийся прибор обманчиво прост — это разборный ручной 25-сантиметровый ингалятор из металла и пластмассы весом около 100 г. Вы вставляете покрытый фольгой блистер с порошкообразным инсулином в специальное отверстие, подкачиваете помпу с помощью рычажка, нажимаете на «спусковой крючок», и в прозрачную пластиковую камеру впрыскивается аэрозольное облако инсулина. А потом вы просто вдыхаете лекарство — в шприце больше нет нужды.

Итак, в чем секрет аппарата? Чтобы разработать первый инсулиновый ингалятор, компании Nektar Therapeutics нужно было изобрести способ превращения жидкого инсулина в порошок из частиц размером всего в 2 микрона, каждая из которых содержала бы сотни миллионов стабильных молекул инсулина. Частицы должны быть маленькими, чтобы преодолеть все изгибы и повороты полости рта, гортани и трахеи, но при этом не настолько крохотными, чтобы их легко было выдохнуть обратно. Сам ингалятор должен «выстреливать» воздух в ингаляционную камеру со сверхзвуковой скоростью — только в этом случае образуется аэрозольное облако из частиц инсулина. При этом пациент должен получить полную дозу инсулина в течение одной секунды, а устройство — работать без батареек при комнатной температуре.

Сам по себе инсулин был открыт в начале 1920-х, и очень скоро его могли бы производить уже в виде таблеток, если бы было возможно избежать распада вещества при прохождении через пищеварительный тракт. Проблема в том, что молекула инсулина очень велика, она в 10 раз больше молекул лекарств, которые можно принимать в таблетках.

В 1925 году ученые выяснили, что организм может усваивать инсулин через легкие. После этого попытки создания ингаляторов для диабетиков не прерывались ни на год, но даже образцы, созданные в 1980-х, были столь несовершенны, что необходимую дозу препарата пациент получал лишь после 60 вдохов. Начиная с 2000 года такие фармацевтические компании, как Elan, Vectura Limited и Bristol-Myers Squibb, пытались создать аэрозольную форму инсулина, но все они признали свое поражение.

Один из соучредителей Nektar, морской биолог Джон Паттон, оказался вовлечен в разработку ингалятора. Genentech, крупная биотехнологическая компания из Сан-Франциско, наняла Паттона в конце 1980-х, чтобы он, специалист, разбирающийся в том, как рыбы абсорбируют жиры через желудочно-кишечный тракт, выяснил, можно ли разработанный компанией гормон роста вводить в человеческий организм не только с помощью инъекций, но и перорально.

Паттону не удалось добиться успеха. Молекула гормона роста, как и молекула инсулина, слишком велика, чтобы уцелеть, проходя через пищеварительный тракт. Но однажды Паттон ввел инъекцию жидкого гормона роста в легкие подопытной крысы и к удивлению своему обнаружил, что препарат отлично абсорбируется. В 1986 году Паттон убедил Genentech разрешить ему продолжить исследования этого метода, и компания запатентовала ингаляционный способ введения гормона роста.

Впрочем, в 1990 году Genentech свернула исследовательский проект Паттона. Тогда он ушел из компании и вместе с Робертом Платцем из Стэнфордского исследовательского института основал фирму, которая впоследствии выросла в Nektar Therapeutics. Genentech выдала им лицензию на использование патента. Первым препаратом, с которым начали экспериментировать партнеры, стал инсулин. Разработанный ими ингалятор получился очень громоздким, размером с кофейник. Но образец работал, и это позволило Паттону и Платцу привлечь в 1991 году $750 000 венчурных инвестиций.

Одним из первых сотрудников Nektar стал Эдриан Смит, инженер-механик, который в свое время проектировал струйные принтеры для Hewlett-Packard и медицинские инструменты. Благодаря Смиту удалось собрать звездную исследовательскую группу из специалистов самого разного профиля. Фармаколог Дэвид Лечуга-Баллестерос из Мексики — доктор наук, имеющий за плечами опыт работы в Abbott Laboratories. Инженер-теплотехник Герман Снайдер из Висконсина до Nektar работал в одном из подразделений компании Caterpillar. Инженер-механик Джеймс Паркс проектировал оборудование для производства электронных комплектующих. Карлос Шулер из Венесуэлы — доктор наук, специалист в области механики жидкостей и аэродинамики, прежде работал в NASA и в IBM.

Группа Лечуга-Баллестероса занялась поисками формулы сухого инсулина, хотя всем было известно, что инсулин активен только в жидком состоянии. Чтобы получить порошкообразный инсулин, который затем можно перевести в жидкое состояние, ученым предстояло найти ингредиенты, позволяющие создать вокруг молекулы инсулина защитную оболочку. Сам Лечуга сравнил эту задачу с поисками «рецепта булки с изюмом, в которой роль изюминок выполняют молекулы инсулина».

В поисках источника вдохновения группа Лечуга-Баллестероса обратилась к природе. Ученые занялись исследованиями живых организмов, способных существовать без воды, — растений, которые выживают в мексиканской пустыне Сонора, 500-летних семян китайского лотоса и малоподвижных микроорганизмов. У всех них в обезвоженном состоянии наблюдается повышенное содержание сахара, поэтому Лечуга-Баллестерос с коллегами попытались использовать в качестве добавок к инсулину натуральную сахарозу и раффинозу. Это не сработало. Исследовав более десятка различных формул защитной оболочки (в ходе экспериментов ингредиенты обезвоживали с помощью специально сконструированных аппаратов и нагревали в печи), ученые из Nektar нашли, наконец, правильную «рецептуру», когда смешали инсулин с глицином (аминокислота), цитратом (соль органической кислоты, которая содержится в человеческом организме) и маннитолом (сахар, который используется во внутривенных препаратах).

Попытки подвергнуть эту смесь сухой заморозке оказались неудачными — в результате получалась комковатая субстанция, а чтобы препарат действовал, все его «крупицы» должны быть одинакового размера. Затем Роберту Платцу, соучредителю Nektar, удалось обнаружить, что препарат нужной консистенции можно получить методом распылительной сушки, который используется при производстве сухого молока. Однако лабораторное оборудование позволяло производить всего лишь несколько граммов порошка в день, тогда как Nektar нужно было выпускать препарат килограммами. Кроме того, даже с помощью самых лучших аппаратов распылительной сушки невозможно было получить частицы препарата размером меньше 15 микрон, а Nektar нужны были еще более мелкие частицы.

Доводкой этих аппаратов занялся Герман Снайдер. Принцип действия аппарата распылительной сушки такой же, как у топливного инжектора дизельного двигателя, — оба дробят жидкость (инсулин или солярку) на мельчайшие капли. Снайдер, который четыре года занимался проектированием газотурбинных двигателей для Caterpillar, смоделировал на компьютере десятки режимов работы аппарата, тестируя каждый по две-три недели. Результатом экспериментов стало сопло, которое позволяло дробить инсулин на капли нужного размера. Агрегат распылительной сушки, построенный Снайдером, оказался высотой с трехэтажный дом, а длина самого сопла превысила 1,2 м.

Теперь Nektar предстояло взять еще один барьер — научиться расфасовывать микроскопические частицы порошкообразного инсулина стандартными дозами в простые для использования блистерные упаковки. Когда инженер-механик Джеймс Паркс в 1994 году присоединился к Nektar, работники компании заполняли блистерные упаковки инсулиновым порошком вручную. Один сотрудник заполнял в день 100 упаковок — для массового производства этого было явно мало. Но при использовании любой из машин, способных обрабатывать тысячи упаковок в минуту, инсулиновый порошок сбивался в комки, а площадь поверхности крохотных частиц инсулина столь велика по отношению к их массе, что они, подобно попкорну или муке, ссыпались в упаковку неравномерно, создавая в ней воздушные карманы. Точность доз при этом обеспечить невозможно. Паркс справился с этой проблемой, позаимствовав технологию, которую применяют при смешивании полимеров: загрузочную воронку осторожно покачивают, чтобы частицы «стекали» в камеру-дозатор, как вода. Вакуумный насос, расположенный под дозатором, выкачивает из него порошок, и тот попадает на фильтр, который обычно используют для сепарации крови. Когда дозатор переворачивается (как форма для кекса), нужная доза лекарства падает в блистер, сделанный из фольги.

Решение задачи по превращению инсулинового порошка в аэрозоль было поручено ученому-ракетчику Карлосу Шулеру. Он должен был сконструировать ингалятор, который был бы настолько прост, чтобы им могла пользоваться и 85-летняя старушка, но при этом «выстреливал» воздух со скоростью, превышающей 1450 км/ч.

Исследовательской группе Шулера потребовался целый год и 80 промежуточных компьютерных моделей, чтобы создать опытный образец пластмассового воздушного клапана для ингалятора. Работает он так же, как помповое ружье. Пациент в течение секунды «заряжает» помпу, потом нажимает на кнопку, и она высвобождает скопившуюся энергию за одну двадцатую секунды, выталкивая со сверхзвуковой скоростью струю воздуха, которая и рассеивает порошок, впрыскивая его в ингаляционную камеру.

Ингалятор Exubera обещает Pfizer рекордные продажи. Клинические испытания показали, что Exubera так же эффективен, как и инсулин кратковременного действия, дозы которого пациенты, страдающие диабетом первого и второго типа, вводят себе инъекциями. Кроме того, Exubera помогает контролировать уровень сахара в крови, если применяется совместно с таблетками, регулирующими чувствительность к глюкозе. Согласно подсчетам аналитика компании WR Hambrecht & Co. Эндрю Формана, дневная доза Exubera будет стоить $4 или $5 — в полтора раза дороже инъекций. Он предсказывает, что ежегодные продажи Exubera к 2010 году достигнут $2,8 млрд и препарат займет около 30% рынка инсулина (людям, страдающим диабетом первого типа, все еще нужно будет делать инъекции инсулина пролонгированного действия).

Большинство пациентов, участвовавших в клинических испытаниях ингалятора, утверждают, что они предпочли бы вдыхать инсулин, а не вводить его с помощью шприца. Мало кто из них имеет хоть малейшее представление о том, сколько труда, времени и денег потребовалось для того, чтобы этот ингалятор стал реальностью.

Закрыть
Уведомление в браузере
Будь в курсе самого главного.
Новости и идеи для бизнеса -
не чаще двух раз в день.
Подписаться