Πώς παρασκευάζονται τα φάρμακα;

Τα φάρμακα μπορούν να παρασκευαστούν με σύνθεση χημικών ουσιών με πιθανά θεραπευτικά αποτελέσματα ή με εξαγωγή φαρμακολογικά ενεργών χημικών ουσιών από τη φύση.

Υπήρξε μια εποχή που οι άνθρωποι έπεφταν σαν μύγες σε ασθένειες όπως η χολέρα και η ελονοσία. Ευτυχώς, χάρη στην επιστήμη, έχουμε τώρα ένα εντυπωσιακό οπλοστάσιο φαρμάκων για την καταπολέμηση των αμέτρητων ασθενειών που μαστίζουν το είδος μας.

Χρειάστηκαν πολλές δεκαετίες και καριέρες έρευνας και ανάπτυξης, σημαντική επένδυση πόρων και λαμπρά μυαλά και τύχη για να γίνουν. Εγώ, για ένα, πιστεύω ότι η προσπάθεια άξιζε τον κόπο. Είναι η παρασκευή και η εξαγωγή φαρμάκων που μας δίνει την πολυτέλεια να συνεχίσουμε τη ζωή μας χωρίς τον φόβο των ασθενειών που κάποτε αποδεκάτισαν τους προγόνους μας.

Λοιπόν, πώς ακριβώς παρασκευάζονται αυτά τα φάρμακα - τα χάπια και οι κάψουλες, τα εναιωρήματα και τα σιρόπια, τα τζελ και οι κρέμες, τα ενέσιμα και τα εισπνεόμενα -; Και ίσως το πιο σημαντικό, πόσο ακριβό είναι η παραγωγή τους;

Αρχικά, ας ξεκινήσουμε με τα βασικά.

Τι είναι τα φάρμακα;

Τα φάρμακα είναι ουσίες που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία ή την πρόληψη ασθενειών και την ανακούφιση των συμπτωμάτων τους. Μπορούν να συντεθούν χημικά σε εργαστήρια ή να ληφθούν από διαθέσιμους φυσικούς πόρους, όπως φυτά και ορυκτά.

Τα παυσίπονα όπως η ασπιρίνη παράγονται χημικά, ενώ τα αντιβιοτικά όπως η πενικιλίνη εξάγονται από το είδος μυκήτων Penicillium chrysogenum . Τα αντιβιοτικά μπορούν επίσης να εξαχθούν από βακτήρια. για παράδειγμα, η στρεπτομυκίνη προέρχεται από το Streptomyces griseus .

Δραστικό φαρμακευτικό συστατικό (API) και στόχος φαρμάκου

Όλες αυτές οι ειδικές ενώσεις, είτε συντίθενται είτε εκχυλίζονται, αναφέρονται ως το δραστικό φαρμακευτικό συστατικό του φαρμάκου. Κάθε φάρμακο έχει μια μοναδική ένωση (ή συνδυασμό ενώσεων) που επιτυγχάνει το επιθυμητό θεραπευτικό ή προληπτικό αποτέλεσμα.

Όταν ένα φάρμακο εισέρχεται στον οργανισμό, τα ενεργά συστατικά των φαρμάκων αλληλεπιδρούν με βιοχημικά συστατικά του σώματός μας για να επιτύχουν το επιδιωκόμενο αποτέλεσμα στο σημείο ή στο όργανο που είναι γνωστό ως «στόχος του φαρμάκου».

Το 2019, το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς φαρμακευτικής παραγωγής υπολογίστηκε σε 324,42 δισεκατομμύρια δολάρια!

Ανάπτυξη φαρμάκων:πώς παράγονται τα φάρμακα;

Ο χημικός τρόπος

Οι χημικές ουσίες, οργανικές ή ανόργανες, αναμιγνύονται μεταξύ τους και μετά από μια σειρά σύνθετων χημικών αντιδράσεων, παίρνουμε φάρμακο που έχει μοναδικές φαρμακολογικές ιδιότητες.

Αυτές οι χημικές αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα σε γιγαντιαίες δεξαμενές αντίδρασης και είτε θερμαίνονται είτε ψύχονται, μετά από την οποία αναμειγνύονται με ελεγχόμενο τρόπο. Μετά την ολοκλήρωση της αντίδρασης, τα υπολείμματα χημικών ουσιών απομακρύνονται με βρασμό με υπερβολική θέρμανση του παρασκευάσματος. Το υπόλοιπο προϊόν της αντίδρασης ψύχεται μέχρι να σχηματιστεί μια κονιώδης ή κρυσταλλική ουσία.

Είναι αυτή η κονιώδης ή κρυσταλλική ουσία που περιέχει το δραστικό φαρμακευτικό συστατικό που μεταφέρεται στο επόμενο στάδιο — τη σύνθεση φαρμάκου.

Στη σύνθεση του φαρμάκου, το δραστικό συστατικό αναμιγνύεται με νερό και συνδετικούς παράγοντες σε ένα μεγάλο μίξερ για να σχηματιστεί η φαρμακευτική ένωση. Με βάση την επιλεγμένη μέθοδο χορήγησης, αυτό το μείγμα ξηραίνεται και είτε συμπιέζεται σε δισκία, υποβάλλεται σε επεξεργασία σε κρέμα ή γέλη, είτε εμφιαλώνεται σε φιαλίδια ένεσης.

Ένα απλό διάγραμμα ροής για να δείξετε πώς παράγονται τα φάρμακα σε δισκία.

Εάν ενδιαφέρεστε για μια οπτική περιγραφή της διαδικασίας παρασκευής φαρμάκων, η AstraZeneca διαθέτει ένα ενημερωτικό βίντεο σχετικά με την παρασκευή φαρμάκων.

Ο φυσικός τρόπος

Κοιτάζοντας πίσω στην ιστορία, η ανακάλυψη φαρμάκων προήλθε κυρίως από φυτά. Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι χρησιμοποιούσαν το όπιο ως παυσίπονο, οι Ινδοί χρησιμοποιούσαν το neem για την υγεία των δοντιών και του στόματος και ο κουρκουμάς ήταν διάσημος για τις αντισηπτικές και αντιβιοτικές του ιδιότητες.

Ακόμη και σήμερα, η φύση εμπνέει την ανακάλυψη και την ανάπτυξη φαρμάκων.

Αντί να χρησιμοποιήσουμε ολόκληρη την πηγή, αναζητούμε και απομονώνουμε αυτό το ένα ενεργό φαρμακευτικό συστατικό είτε από το φυτό, μικροοργανισμό, ζώο ή ορυκτό, το εκχυλίζουμε και μετά το συσκευάζουμε σε φαρμακευτικά προϊόντα.

Σύμφωνα με τον ΠΟΥ, 3,5 δισεκατομμύρια άνθρωποι εξαρτώνται από φυσικά προϊόντα για ιατρική φροντίδα. (Φωτογραφία :twenty20)

Παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων

Ας δούμε πώς παρασκευάζεται η πενικιλίνη ως παράδειγμα. Η πενικιλίνη είναι ένα αντιβιοτικό που προέρχεται από έναν μύκητα που έχει την ικανότητα να κάνει την πενικιλίνη κωδικοποιημένη στο DNA του. Αυτό το συγκεκριμένο κομμάτι DNA κόβεται και εισάγεται στο DNA ενός ευρέως διαθέσιμου βακτηρίου με χαμηλή συντήρηση, όπως το E.coli (βρέθηκε στα κακά μας). Τα βακτήρια στη συνέχεια καλλιεργούνται, δηλ. αναπτύσσονται χύμα, μέσα σε μια δεξαμενή αντίδρασης. Μόλις αρχίσουν να παράγουν πενικιλίνη, αυτή εξάγεται από την καλλιέργεια και στη συνέχεια φιλτράρεται, καθαρίζεται και συσκευάζεται σε δισκία.

Ένα άλλο παράδειγμα ενός εργαστηριακού θεραπευτικού μέσου είναι η τεχνητή ινσουλίνη—η ορμόνη που χρησιμοποιείται για τη μείωση του σακχάρου στο αίμα σε διαβητικούς.

Κινίνη από το φυτό Cinchona officinalis είναι ένα παράδειγμα ιατρικής που προέρχεται από φυτά. Η κινίνη είναι ένα φάρμακο που θεραπεύει την ελονοσία. Ίσως έχετε ακούσει για την πιο προηγμένη μορφή της—υδροξυχλωροκίνη.

Ο φλοιός αυτού του φυτού συνθλίβεται και ξηραίνεται εντελώς πριν γίνει σκόνη. Στη συνέχεια, η κινίνη εκχυλίζεται από την αποξηραμένη σκόνη φλοιού και καθαρίζεται.

Ο αποξηραμένος φλοιός της Cinchona officinalis – κοινώς γνωστός ως περουβιανός φλοιός. (Φωτογραφία :envato)

Μια τελευταία λέξη

Η ανακάλυψη ναρκωτικών δεν είναι εύκολη ή φθηνή! Οι ερευνητές ξοδεύουν χρόνια ή και δεκαετίες δημιουργώντας χημικές ουσίες με την ελπίδα ότι ένα μόριο στα εκατοντάδες μπορεί να καταλήξει να είναι μια θεραπεία. Τώρα, λαμβάνουμε επίσης λίγη βοήθεια από υπολογιστές, οι οποίοι δημιουργούν μοντέλα νέων φαρμάκων που έχουν δομές που διευκολύνουν τη σύνδεση του φαρμάκου στον στόχο του. Αυτό το ονομάζουμε "Computer-Aided Drug Design" ή CADD για συντομία.

Η πρωτοποριακή έρευνα προτείνει νέες και βελτιωμένες τεχνολογίες που θα βοηθήσουν στην περαιτέρω ενίσχυση του τομέα της σύνθεσης χημικών φαρμάκων. Ποιος ξέρει, ίσως η τεχνητή νοημοσύνη απλώς να αναλάβει ολόκληρη τη διαδικασία ανάπτυξης φαρμάκων στο μέλλον και να κάνει τη ζωή εύκολη για όλους μας.

Ακόμη και με τόσα πολλά χρήματα και προσπάθεια, εξακολουθεί να υπάρχει μεγάλη πιθανότητα τα φάρμακα να μην λειτουργήσουν όπως θα έπρεπε ή όπως σκοπεύουμε. Στην πραγματικότητα, υπάρχει σήμερα ένα ποσοστό αποτυχίας 90% στην ανάπτυξη φαρμάκων. Ας ελπίσουμε ότι θα δούμε σημαντική μείωση σε αυτό το ποσοστό τις επόμενες δεκαετίες.