Экипированного в снаряжение для ныряльщиков, с кислородным баллоном на спине, Мёрфи можно спутать с бесстрашным археологом. Но вместо изучения артефактов, спрятанных среди почти 1500 затонувших кораблей, Мёрфи ищет новые антибиотики. Эта охота за сокровищами заставляет его погружаться на глубины до 40 метров в самых экстремальных местах планеты.
«Это большой риск,- говорит он. – Мы ищем неповторимые природные условия и можем лишь надеяться, что эволюционные воздействия, происходящие из-за проблем с выживанием в таких условиях, приведут к появлению микроорганизмов, способных дать нам новые пути для создания лекарств. Но что мы найдём, мы не знаем».
Стоимость таких мероприятий, заставляющих его путешествовать по всей планете от Таиланда до Исландии, может достигать десятков тысяч долларов. И в них заключена большая ответственность. Любая организация, способная тратить столько денег, будет требовать возврата инвестиций, но природа не всегда готова играть по правилам.
Новые антибиотики появляются естественным образом благодаря бактериям, использующим их как оружие в химической войне с другими микробами. Предсказать, где и как их можно найти, можно лишь при большой удаче и наличии предчувствий. Мёрфи предчувствует, что бактерии, живущие на губках в пресной воде, могут быть складом новых химикатов. «Мы знаем об этом виде не так много,- говорит он. – Но единственный способ выяснить, есть ли там что-то – это погрузиться к ним и вырезать их ножом».
Но даже если эти губки принесут нам антибиотики будущего, существует очень много препятствий, которые помешают нам использовать их для лечения болезней.
Мёрфи, энергичный 34-летний мужчина из Иллинойского университета, любитель приключений, совмещает работу учёного и дайвера. Сначала он хотел стать пожарным, но потом обнаружил, что биология может быть такой же интересной. Биологические изыскания [bioprospecting] – поиск лекарств будущего среди биологических источников – могут принести разочарование, но не скуку. Иногда они даже опасны.
«Мы очень стараемся погружаться безопасно, но иногда это сложно,- говорит он. – Во Вьетнаме делать погружения было особенно опасно. Люди там часто выбрасывают мусор за борт, не думая. В результате ты пытаешься проплыть по этим мелким водам, где везде торчат рыболовные сети и одновременно избежать полей с медузами, жалящими своими трёхметровыми щупальцами».
По сравнению с недавними экспедициями в холодных арктических водах, Великие озёра можно назвать менее экзотическими местами для поиска лекарств. Но в них может найтись инструмент для борьбы с древним убийцей, болезнью, служившей бичом человечества большую часть его недавней истории.
В апреле Мёрфи с коллегами открыли два новых соединения, диазаквиномицины H и J [diazaquinomycins], благодаря бактериям, живущим в озере Мичиган, недалеко от берега Милуоки. И хотя исследование пока находится на ранних стадиях, соединения удивительно хорошо работают даже против устойчивых к лекарствам бактерий туберкулёза.
Mycobacterium tuberculosis – бактериальная инфекция, атакующая лёгкие. Зародилась она в домашнем скоте, а затем перекочевала к людям, примерно семь тысяч лет назад, из-за увеличения потребления молока.
Открытие антибиотиков в XX веке позволило контролировать туберкулёз, но ситуация очень быстро меняется. Появление новых видов бактерий, устойчивых к лекарствам, только в 2013 году убило более 210 000 человек во всём мире.
Мёрфи исследует, будут ли новые соединения работать против туберкулёза в мышах, заражённых заболеванием. Если они продолжат демонстрировать эффективность, то станут кандидатами для клинических испытаний.
Но это всё-таки начало долгого процесса с неизвестным исходом, который может закончиться ничем, как и многие другие многообещающие медицинские открытия, сделанные за последние двадцать лет.
***
На объявление об открытии группа учёных, регуляторов и представителей индустрии собрались в университетском городе Уппсала в северной Швеции, чтобы обсудить возможные решения чрезвычайной ситуации, назревающей в медицине.
Факты были суровыми и страшными. Антибиотики, защищавшие нас от большого количества смертельных микробов более полувека, стремительно теряют эффективность. А винить в этом можно только нас самих. Безудержное и безответственное использование этих волшебных лекарств, вплоть до 63 000 тонн ежегодного использования антибиотиков в скотоводстве, привело к тому, что эволюция породила новый тип бактерий. Уже скоро мир может оказаться в ситуации, существовавшей до открытия пенициллина, когда даже самые простые инфекции, вроде содранной коленки, могут оказаться опасными для жизни, а каждая операция несет в себе опасность.
Согласно отчёту проекта Antimicrobial Resistance, организованного британским правительством, ежегодно от бактериальных инфекций погибает 700 000 человек. Но многие считают, что эта цифра сильно занижена.
«Если вам нужно заменить сердечный клапан, но вы умираете от бактериальной инфекции, врачи констатируют смерть от естественных причин,- говорит профессор Уильям Феникал из Института океанографии им. Скриппса в Сан-Диего. – Так что эти вещи проходят незамеченными».
Согласно некоторым подсчётам, к 2050-му году больше людей будут умирать от бактериальных инфекций, чем от рака. Тренд очевиден. Вывод, сделанный в Уппсала, был простым: миру нужно очень быстро разрабатывать новые антибиотики.
Но где взять денег?
***
Уильям Феникал, профессор Института океанографии им. Скриппса в Сан-Диего, — один из пионеров морской биомедицины. Он начал изучать потенциал океана для обнаружения новых лекарств в конце 1960-х, задолго до того, как это стали считать наукой. Проведя почти всю жизнь на побережье Калифорнии, он описывает себя, как химика с неотъемлемым интересом к океану.
«На планете Земля существует несколько десятков биологических типов, — говорит он. – Тип – базовая единица жизни. Почти две трети из них живут в воде,- Поэтому разумнее искать антибиотики в океанах, реках и озёрах, так как шансы найти их там удваиваются».
В 2003 году недалеко от побережья Сан-Диего Феникал сделал одно из самых интересных открытий в области антибиотиков. Бактерия, живущая в придонных отложениях на дне Тихого океана, производила соединение антрасимицин. Феникал вскоре обнаружил, что оно способно атаковать бактерию MRSA [метициллин-резистентный золотистый стафилококк; также это соединение способно убивать сибирскую язву – прим. перев.], устойчивый к антибиотикам вид, обитающий в госпиталях, который очень сложно лечить.
Но в каком-то смысле открыть антибиотик легко. Найти кого-то, кто заинтересуется инвестировать в их разработку – гораздо сложнее. Два года прошло с момента открытия антрасимицина, и никто не заинтересовался тем, чтобы перенести его из исследовательской лаборатории в клинику.
«За последнее время мы обнаружили шесть антибиотиков,- говорит Феникал. – Из них у 3-4 есть серьёзный потенциал, включая антрасимицин. Но разрабатывать их мы не в состоянии. Ни одна из компаний в США не заинтересовалась им. Они с удовольствием продают существующие антибиотики, но не интересуются исследованиями и разработкой новых».
Из-за быстро растущей стоимости разработки лекарств большинство крупных фармацевтических компаний забросили свои программы разработки антибиотиков к 1995 году. Частный сектор не способен организовать серьёзное финансирование.
25 лет назад срочная необходимость в поиске лекарств для ВИЧ стала политизированным полем битвы. Государственный институт инфекционных заболеваний США превратился в вирусологический центр. Всё так и остаётся до сих пор, но сегодня не существует государственных программ по борьбе с бактериями, устойчивыми к антибиотикам.
«Это срочная медицинская необходимость в США и Европе, но поведение политиканов этого не отражает,- говорит Феникал. – Обама представил программу разработки новых лекарств, но конгресс не выделил на неё денег».
Разочарование Феникала растёт из того факта, что разработка нового антибиотика в каком-то смысле проще, чем разработка лекарств для болезней типа рака. В середине 1990-х он открыл небольшую медузу, длиною всего около 15 см, прикрепившуюся к подводной скале недалеко от берега Филиппин. Внешняя хрупкость существа, названного Diazona angulata, удивила учёных – было неясно, как оно может выжить в открытом океане. Но Феникал по опыту знал, что такие мягкотелые существа часто имеют химическое оружие для самозащиты.
Он обнаружил, что существо было вооружено соединением диазонамид А [diazonamide A], даже в минимальных дозах убивающим раковые клетки кишечника – самого сложного для лечения вида рака. Многообещающим было и то, что существо использует неизвестный ранее механизм. «Нас ждала, буквально, вся фарминдустрия,- вспоминает Феникал. Мы все думали, что находимся на пороге разработки нового типа лекарств от рака».
Дайверы вернулись на Филиппины, но прошло целых три года, пока они нашли это существо снова. И, несмотря на все попытки, они не смогли набрать достаточное количество медуз, чтобы получить нужный объём ценного вещества.
Это было уже второе разочарование за десять лет для Феникала, который открыл еще одно потенциальное лекарство от рака «элютеробин» [elutherobin], встречающееся в одном из видов мягких кораллов, которое показало высокую эффективность против рака груди. Но на этот раз превращению находки в лекарство помешали законы по сохранению окружающей среды.
«Нам требовались килограммы вещества, чтобы произвести лекарство,- говорит он. – Но нам не удалось собрать его достаточно. Никто не разрешит вам уничтожать красивые коралловые рифы для этого».
Изготовление антибиотиков, с другой стороны, не требует вторжений в природу. Всё, что нужно, это собрать несколько производящих антибиотик бактерий, которых затем можно выращивать, чтобы организовать промышленное производство химического соединения.
***
Совершив потенциальный прорыв в исследовании туберкулёза всего за несколько месяцев исследований в озере Мичиган, Мёрфи с энтузиазмом стремится изучить и остальные Великие озёра. Но при отсутствии денег он решил обратиться за помощью к общественности.
«Перед погружениями мы всегда общаемся с местными дайверами, чтобы узнать, что они уже нашли,- говорит он. – Некоторые из них проводят больше времени под водой, чем на суше. И мы решили, почему бы нам не попросить их собирать губки и другие виды, живущие в озёрах, чтобы отправлять их затем к нам?»
Всего за пару месяцев команда получила 40 образцов, найденных на пространстве от реки Гудзон в Нью-Йорке до озера Гурон. Разбиение их на категории, идентификация живущих в них бактерий и производимых ими химических соединений займёт недели и месяцы. Мёрфи в долгу у небольшой армии студентов и добровольцев, помогающих в этом долгом процессе. Но, несмотря на утомительность процесса, они знают, что в образцах могут содержаться лекарства от самых смертельных бактериальных инфекций.
Проблема в том, что денег на то, чтобы сделать что-то с ними, просто нет.
Для любого из сделанных Мёрфи открытий дорога к развитию полна препятствий. Тестирование на безопасность, тестирование на животных, и надежда, что можно будет убедить фармацевтические компании и их инвесторов поставить сотни миллионов долларов на то, что новые соединения пройдут все этапы клинических испытаний перед тем, как их можно будет превратить в розничный продукт.
Шансов мало, но поскольку количество людей, ежегодно умирающих от бактерий, устойчивых к лекарствам, за 35 лет подойдёт к отметке в 10 миллионов, учёные надеются, что политики смогут договориться по поводу финансирования разработки антибиотиков. Вопрос в том, смогут ли они сделать это, пока ещё не слишком поздно?
Экипированного в снаряжение для ныряльщиков, с кислородным баллоном на спине, Мёрфи можно спутать с бесстрашным археологом. Но вместо изучения артефактов, спрятанных среди почти 1500 затонувших кораблей, Мёрфи ищет новые антибиотики. Эта охота за сокровищами заставляет его погружаться на глубины до 40 метров в самых экстремальных местах планеты.
«Это большой риск,- говорит он. – Мы ищем неповторимые природные условия и можем лишь надеяться, что эволюционные воздействия, происходящие из-за проблем с выживанием в таких условиях, приведут к появлению микроорганизмов, способных дать нам новые пути для создания лекарств. Но что мы найдём, мы не знаем».
Стоимость таких мероприятий, заставляющих его путешествовать по всей планете от Таиланда до Исландии, может достигать десятков тысяч долларов. И в них заключена большая ответственность. Любая организация, способная тратить столько денег, будет требовать возврата инвестиций, но природа не всегда готова играть по правилам.
Новые антибиотики появляются естественным образом благодаря бактериям, использующим их как оружие в химической войне с другими микробами. Предсказать, где и как их можно найти, можно лишь при большой удаче и наличии предчувствий. Мёрфи предчувствует, что бактерии, живущие на губках в пресной воде, могут быть складом новых химикатов. «Мы знаем об этом виде не так много,- говорит он. – Но единственный способ выяснить, есть ли там что-то – это погрузиться к ним и вырезать их ножом».
Но даже если эти губки принесут нам антибиотики будущего, существует очень много препятствий, которые помешают нам использовать их для лечения болезней.
Мёрфи, энергичный 34-летний мужчина из Иллинойского университета, любитель приключений, совмещает работу учёного и дайвера. Сначала он хотел стать пожарным, но потом обнаружил, что биология может быть такой же интересной. Биологические изыскания [bioprospecting] – поиск лекарств будущего среди биологических источников – могут принести разочарование, но не скуку. Иногда они даже опасны.
«Мы очень стараемся погружаться безопасно, но иногда это сложно,- говорит он. – Во Вьетнаме делать погружения было особенно опасно. Люди там часто выбрасывают мусор за борт, не думая. В результате ты пытаешься проплыть по этим мелким водам, где везде торчат рыболовные сети и одновременно избежать полей с медузами, жалящими своими трёхметровыми щупальцами».
По сравнению с недавними экспедициями в холодных арктических водах, Великие озёра можно назвать менее экзотическими местами для поиска лекарств. Но в них может найтись инструмент для борьбы с древним убийцей, болезнью, служившей бичом человечества большую часть его недавней истории.
В апреле Мёрфи с коллегами открыли два новых соединения, диазаквиномицины H и J [diazaquinomycins], благодаря бактериям, живущим в озере Мичиган, недалеко от берега Милуоки. И хотя исследование пока находится на ранних стадиях, соединения удивительно хорошо работают даже против устойчивых к лекарствам бактерий туберкулёза.
Mycobacterium tuberculosis – бактериальная инфекция, атакующая лёгкие. Зародилась она в домашнем скоте, а затем перекочевала к людям, примерно семь тысяч лет назад, из-за увеличения потребления молока.
Открытие антибиотиков в XX веке позволило контролировать туберкулёз, но ситуация очень быстро меняется. Появление новых видов бактерий, устойчивых к лекарствам, только в 2013 году убило более 210 000 человек во всём мире.
Мёрфи исследует, будут ли новые соединения работать против туберкулёза в мышах, заражённых заболеванием. Если они продолжат демонстрировать эффективность, то станут кандидатами для клинических испытаний.
Но это всё-таки начало долгого процесса с неизвестным исходом, который может закончиться ничем, как и многие другие многообещающие медицинские открытия, сделанные за последние двадцать лет.
***
На объявление об открытии группа учёных, регуляторов и представителей индустрии собрались в университетском городе Уппсала в северной Швеции, чтобы обсудить возможные решения чрезвычайной ситуации, назревающей в медицине.
Факты были суровыми и страшными. Антибиотики, защищавшие нас от большого количества смертельных микробов более полувека, стремительно теряют эффективность. А винить в этом можно только нас самих. Безудержное и безответственное использование этих волшебных лекарств, вплоть до 63 000 тонн ежегодного использования антибиотиков в скотоводстве, привело к тому, что эволюция породила новый тип бактерий. Уже скоро мир может оказаться в ситуации, существовавшей до открытия пенициллина, когда даже самые простые инфекции, вроде содранной коленки, могут оказаться опасными для жизни, а каждая операция несет в себе опасность.
Согласно отчёту проекта Antimicrobial Resistance, организованного британским правительством, ежегодно от бактериальных инфекций погибает 700 000 человек. Но многие считают, что эта цифра сильно занижена.
«Если вам нужно заменить сердечный клапан, но вы умираете от бактериальной инфекции, врачи констатируют смерть от естественных причин,- говорит профессор Уильям Феникал из Института океанографии им. Скриппса в Сан-Диего. – Так что эти вещи проходят незамеченными».
Согласно некоторым подсчётам, к 2050-му году больше людей будут умирать от бактериальных инфекций, чем от рака. Тренд очевиден. Вывод, сделанный в Уппсала, был простым: миру нужно очень быстро разрабатывать новые антибиотики.
Но где взять денег?
***
Уильям Феникал, профессор Института океанографии им. Скриппса в Сан-Диего, — один из пионеров морской биомедицины. Он начал изучать потенциал океана для обнаружения новых лекарств в конце 1960-х, задолго до того, как это стали считать наукой. Проведя почти всю жизнь на побережье Калифорнии, он описывает себя, как химика с неотъемлемым интересом к океану.
«На планете Земля существует несколько десятков биологических типов, — говорит он. – Тип – базовая единица жизни. Почти две трети из них живут в воде,- Поэтому разумнее искать антибиотики в океанах, реках и озёрах, так как шансы найти их там удваиваются».
В 2003 году недалеко от побережья Сан-Диего Феникал сделал одно из самых интересных открытий в области антибиотиков. Бактерия, живущая в придонных отложениях на дне Тихого океана, производила соединение антрасимицин. Феникал вскоре обнаружил, что оно способно атаковать бактерию MRSA [метициллин-резистентный золотистый стафилококк; также это соединение способно убивать сибирскую язву – прим. перев.], устойчивый к антибиотикам вид, обитающий в госпиталях, который очень сложно лечить.
Но в каком-то смысле открыть антибиотик легко. Найти кого-то, кто заинтересуется инвестировать в их разработку – гораздо сложнее. Два года прошло с момента открытия антрасимицина, и никто не заинтересовался тем, чтобы перенести его из исследовательской лаборатории в клинику.
«За последнее время мы обнаружили шесть антибиотиков,- говорит Феникал. – Из них у 3-4 есть серьёзный потенциал, включая антрасимицин. Но разрабатывать их мы не в состоянии. Ни одна из компаний в США не заинтересовалась им. Они с удовольствием продают существующие антибиотики, но не интересуются исследованиями и разработкой новых».
Из-за быстро растущей стоимости разработки лекарств большинство крупных фармацевтических компаний забросили свои программы разработки антибиотиков к 1995 году. Частный сектор не способен организовать серьёзное финансирование.
25 лет назад срочная необходимость в поиске лекарств для ВИЧ стала политизированным полем битвы. Государственный институт инфекционных заболеваний США превратился в вирусологический центр. Всё так и остаётся до сих пор, но сегодня не существует государственных программ по борьбе с бактериями, устойчивыми к антибиотикам.
«Это срочная медицинская необходимость в США и Европе, но поведение политиканов этого не отражает,- говорит Феникал. – Обама представил программу разработки новых лекарств, но конгресс не выделил на неё денег».
Разочарование Феникала растёт из того факта, что разработка нового антибиотика в каком-то смысле проще, чем разработка лекарств для болезней типа рака. В середине 1990-х он открыл небольшую медузу, длиною всего около 15 см, прикрепившуюся к подводной скале недалеко от берега Филиппин. Внешняя хрупкость существа, названного Diazona angulata, удивила учёных – было неясно, как оно может выжить в открытом океане. Но Феникал по опыту знал, что такие мягкотелые существа часто имеют химическое оружие для самозащиты.
Он обнаружил, что существо было вооружено соединением диазонамид А [diazonamide A], даже в минимальных дозах убивающим раковые клетки кишечника – самого сложного для лечения вида рака. Многообещающим было и то, что существо использует неизвестный ранее механизм. «Нас ждала, буквально, вся фарминдустрия,- вспоминает Феникал. Мы все думали, что находимся на пороге разработки нового типа лекарств от рака».
Дайверы вернулись на Филиппины, но прошло целых три года, пока они нашли это существо снова. И, несмотря на все попытки, они не смогли набрать достаточное количество медуз, чтобы получить нужный объём ценного вещества.
Это было уже второе разочарование за десять лет для Феникала, который открыл еще одно потенциальное лекарство от рака «элютеробин» [elutherobin], встречающееся в одном из видов мягких кораллов, которое показало высокую эффективность против рака груди. Но на этот раз превращению находки в лекарство помешали законы по сохранению окружающей среды.
«Нам требовались килограммы вещества, чтобы произвести лекарство,- говорит он. – Но нам не удалось собрать его достаточно. Никто не разрешит вам уничтожать красивые коралловые рифы для этого».
Изготовление антибиотиков, с другой стороны, не требует вторжений в природу. Всё, что нужно, это собрать несколько производящих антибиотик бактерий, которых затем можно выращивать, чтобы организовать промышленное производство химического соединения.
***
Совершив потенциальный прорыв в исследовании туберкулёза всего за несколько месяцев исследований в озере Мичиган, Мёрфи с энтузиазмом стремится изучить и остальные Великие озёра. Но при отсутствии денег он решил обратиться за помощью к общественности.
«Перед погружениями мы всегда общаемся с местными дайверами, чтобы узнать, что они уже нашли,- говорит он. – Некоторые из них проводят больше времени под водой, чем на суше. И мы решили, почему бы нам не попросить их собирать губки и другие виды, живущие в озёрах, чтобы отправлять их затем к нам?»
Всего за пару месяцев команда получила 40 образцов, найденных на пространстве от реки Гудзон в Нью-Йорке до озера Гурон. Разбиение их на категории, идентификация живущих в них бактерий и производимых ими химических соединений займёт недели и месяцы. Мёрфи в долгу у небольшой армии студентов и добровольцев, помогающих в этом долгом процессе. Но, несмотря на утомительность процесса, они знают, что в образцах могут содержаться лекарства от самых смертельных бактериальных инфекций.
Проблема в том, что денег на то, чтобы сделать что-то с ними, просто нет.
Для любого из сделанных Мёрфи открытий дорога к развитию полна препятствий. Тестирование на безопасность, тестирование на животных, и надежда, что можно будет убедить фармацевтические компании и их инвесторов поставить сотни миллионов долларов на то, что новые соединения пройдут все этапы клинических испытаний перед тем, как их можно будет превратить в розничный продукт.
Шансов мало, но поскольку количество людей, ежегодно умирающих от бактерий, устойчивых к лекарствам, за 35 лет подойдёт к отметке в 10 миллионов, учёные надеются, что политики смогут договориться по поводу финансирования разработки антибиотиков. Вопрос в том, смогут ли они сделать это, пока ещё не слишком поздно?
