Doprinos prirodnih spojeva medicini


Izjava kako iz prirode dobivamo lijekove ili kako nas inspirira za nove lijekove može biti prazna. Srećom, postoje marljivi ljudi koji objavljuju vrlo opsežne statističke analize temeljem kojih takve izjave i dajemo.

Klasifikacija lijekova prema podrijetlu

Prije razvoja organske kemije, gotovo svi lijekovi bili su biljnog podrijetla. Razvitkom moderne znanosti, došlo je do razvoja drugih tipova lijekova. Raznovrsni pristupi stvaranja novih lijekova potaknuli su i sistematičan pristup analizi odakle i na koji način dobivamo nove lijekove.

Najpoznatiju analizu već redovito izdaju DJ Newman i GM Cragg i posljednju su objavili 2012. godine (Natural Products as Sources of New Drugs Over the 30 Years from 1981 to 2010; J. Nat. Prod. 2012, 75, 311-335). Oni su predložili sljedeću klasifikaciju podrijetla novih registriranih lijekova:

  1. Biološki lijek je makromolekula nastala najčešće putem rekombinantne tehnologije, primjerice, protutijelo Adalimumab protiv tumor nekrozirajućeg fatkora alfa.
  2. Prirodna molekula označava potpuno prirodnu molekulu koja je lijek, primjer je paklitaxel, antitumorski lijek iz pacifičke tise, koju proizvodi endosimbiotska gljivica Penicillium raistrickii.
  3. Botanički prirodni lijek je tvar izolirana direktno iz biljnog organizma i proizvod je biljnog metabolizma. Zanimljivo, ovo je najnovija klasa u službenoj klasifikaciji izvora lijekova u uveden je u posljednjih pet godina. Primjer je lijek Desoris, stabilizirani vodeni ekstrakt biljke Argemone mexicana L., Papaveraceae, odobren za upotrebu kod psorijaze. Neke tipično biljne tvari poput artemizinina, svrstane su u klasu prirodnih molekula.
  4. Prirodna modificirana molekula je kemijski modificirana prirodna molekula, a svrha kemijske modifikacije je poboljšanje svojstava lijeka. Primjer je vinorelbin (Navelbine), kemijski modificirana molekula iz vrste Cataranthus roseus.
  5. Sintetska molekula dobivena je kao potpuno novi kemijski entitet dobiven kemijskom sintezom. Primjer je antitumorski lijek karboplatin.
  6. Kod sintetske molekule/prirodnog farmakofora, molekula je stvorena kemijskom sintezom, ali dijelovi molekule posjeduju farmakofor prirodne molekule. Azacitidin je primjer sintetskog lijeka koji sadrži dijelove molekule (farmakofore) koji su prisutni u prirodnoj molekuli citidinu.
  7. Kao što i naziv govori, kod sintetske molekule/mimike prirodne molekule, lijek oponaša priridnu molekulu. Camostat je lijek, inhibitor enzima serin proteaze, koji oponaša prirodnu molekulu.
  8. Sintetska molekula/mimika prirodne molekule/prirodni farmakofor je kombinacija oponašanja prirodne molekule, a uz to sama molekula ima potpuno prirodni farmakofor. Bexarotene je primjer takvog lijeka koji djeluje na retinoid X receptor.
  9. Vakcina je cjepivo.

Ukupna statistika podrijetla novih lijekova 1981-2010

Na dijagramu se vide postoci od ukupno 1355 lijekova registriranih u navedenom razdoblju, najmanji je postotak vakcina, što niti ne čudi s obzirom na sasvim drugačiju namjenu ove grupe lijekova. Zanimljivo je da prirodnih i prirodno modificiranih molekula ima gotovo isti postotak (26%) u odnosu na sintetske molekule (29%). 13% sintetskih lijekova u svojoj strukturi imaju prirodni farmakofor, što znači da je dio molekule odgovoran za biološko djelovanje prirodnog podrijetla. Ne čudi niti broj lijekova koji su mimika prirodnih molekula, jer je velik broj lijekova “oponašatelj” prirodnih tvari koja se veže za proteine. Bold slovima označen je ukupni broj lijekova po pojedinoj kategoriji.

Zanimljivo, u odnosu na članak objavljen 2007. godine, došlo je tek do neznatnih promjena u postocima, odnosno omjerima među pojedinim klasama.

Anti-infektivni lijekovi

Od samog početka istraživanja klasa lijekova kao što su antibiotici, istraživanje novih lijekova bilo je usmjereno prema prirodnim molekulama. Kao prirodne molekule, oni su i nastali u kompeticiji različitih mikroorganizama, gdje bi jedan mikroorganizam spriječio lokalni rast drugih. Stoga je slika kod njih drugačija od one u statistici svih lijekova. Čak 33% svih lijekova čine prirodne i prirodne modificirane molekule, u odnosu na 24,5% sintetskih molekula. Kao što je i za očekivati, vakcine ovdje imaju veći postotak u odnosu na udio kod ukupnih broja lijekova.

Antineoplasitici (protutumorski lijekovi)

Ova klasa lijekova ima vjerojatno najveći broj prirodnih molekula u odnosu na sve druge klase. 10% svih lijekova čine potpuno prirodne molekule i botanički lijekovi, a dodatnih 25% čine prirodno modificirane molekule. 20% svih lijekova u onkologiji dodatno u svojoj strukturi sadrži prirodni farmakofor.

Proizvodi mikroorganizama su najzanimljivija klasa prirodnih spojeva

Sami autori zaključuju kako je najzanimljivija domena prirodnih spojeva podrijetlom iz mikroorganizama, bakterija i gljivica. To pogotovo vrijedi za klasu prirodnih spojeva i prirodno modificiranih molekula. U domeni lijekova koji sadrže uglavnom jednu biološki aktivnu molekulu, prirodni će derivati, mahom mikrobnog podrijetla, i u budućnosti imati najveći primat, usprkos razvoja tzv. kombinatorijalne kemije i metoda sinteze koji omogućuju sintezu velikog broja sintetskih molekula. Oni će imati primat i u odnosu na biljne ljekovite spojeve.

Premda su prirodni spojevi i molekule inspirirane prirodnim spojevima još uvijek dominantne, u ovoj klasifikaciji gotovo da i nema molekula iz svima poznatih biljaka poput koprive, preslice, gloga, ginka, sikavice i sličnih lijekova. Većina biljaka korištenih u fitoterapiji ne sadrži jednu molekulu kao aktivni spoj, već više aktivnih spojeva koji (uglavnom) djeluju sinergijski. Novost u ovoj klasifikaciji, botanički lijek, sigurno će u budućim godinama doprinijeti kvalitetnijoj statističkoj analizi.