Одной из нерешенных проблем в этом направлении является введение новых дисциплин для многих специальностей. Решение таких задач осложнено тем, что подготовка специалистов в высшей школе ведется в соответствии с действующими в течение, как правило, пяти лет Федеральными образовательными стандартами высшего профессионального образования. Внесение изменений в список дисциплин возможно только на уровне и в рамках вариативной части учебного плана подготовки специалистов. Однако эта часть учебного плана разрабатывается учебным заведением самостоятельно и пока не может быть гармонизирована между вузами, что может вызвать проблемы при обмене студентами и унификации подготовки специалистов [6; 7].
На современном этапе уровень научных исследований в высокоразвитых странах, в том числе и в России, столь высок, что позволяет создавать химические вещества с заданными свойствами или определенной биологической активностью, что, прежде всего, относится к лекарственным средствам.
Последнее время уделяется значительное внимание разработке методов, позволяющих осуществлять априорную оценку свойств химических соединений, исходя из структурной формулы, еще до их синтеза и испытаний в лабораториях, то есть in siliko. Такой подход позволяет значительно расширить поиск активной молекулы, сократить время, необходимое на создание нового лекарственного средства, снизить расходы на коммерциализацию фармацевтического продукта. Однако точность таких расчетов и их результаты не всегда подтверждаются в эксперименте в связи с тем, что существует целый ряд трудно формализуемых свойств лекарственных средств, мало поддающихся подобным расчетам и систематизации.
Несмотря на столь огромное количество биологически активных соединений, которое проходит все стадии доклинических и клинических испытаний, причем как на зарубежных, так и на отечественных клинических площадках, темпы создания новых оригинальных лекарственных средств ежегодно снижаются из-за возрастающих требований к эффективности, безопасности, предъявляемых к этим готовым коммерческим продуктам.
К настоящему моменту такие традиционные источники получения лекарственных средств, как растительные объекты, микробные метаболиты, эндогенные нейромедиаторы и гормоны, теряют свою актуальность по многим причинам. Основные из них - это трудоемкость получения индивидуальных соединений, проблемы выработки продукта с высокой степенью чистоты, а высокопроизводительный скрининг и комбинаторная химия не привели к ожидаемому прорыву в создании оригинальных лекарственных средств [3].
В соответствии с классификацией IUPAC, медицинскую химию в настоящее время определяют как область химической науки, «связанную с выявлением, развитием, идентификацией и исследованием механизма действия биологически активных соединений на молекулярном уровне. Главное внимание при этом направлено на лекарственные препараты, но интересы медицинской химии распространяются также на изучение, установление и синтез метаболитов лекарств и родственных соединений» [1].
Предмет медицинской химии объединяет несколько взаимосвязанных направлений.
- Рациональное, направленное создание химических соединений с заданным типом биологической активности, в частности лекарственных средств (drug design).
- Установление молекулярных мишеней и исследование химических аспектов молекулярного механизма действия лекарственных препаратов.
- Выявление взаимосвязи между химической структурой и физиологической активностью.
В настоящее время для реализации этих направлений широкое применение находят методы исследования количественной связи между структурой веществ, их свойствами и биологической активностью - QSPR/QSAR методы - Quantitative Structure-Property/Activity Relation-ships, а также технологии ADMET - анализ всасывания, распределения, метаболизма, экскреции и токсичности лекарственных средств. Такие методы основаны на описании структуры химического соединения с помощью набора числовых характеристик - дескрипторов и построении корреляций между величиной свойства активности и значениями дескрипторов. Компьютерные модели свойств лекарственных средств позволяют по структурной формуле легко предсказать свойства для новых соединений, а в сочетании с программами компьютерной генерации структур осуществлять направленное конструирование новых соединений с заданным комплексом свойств.
Альтернативным активно развивающимся подходом к созданию новых веществ с заданным видом биологической активности является моделирование биомишеней и подбор молекул, оптимально связывающихся с ними, с помощью метода молекулярного докинга и других методов. В последнее десятилетие такие подходы получили наибольшее распространение при целенаправленном дизайне лекарственных средств, что привело к дополнению традиционных методов исследования in vitro и in vivo компьютерными методами - in siliko.
Таким образом, можно сказать, что медицинская химия - это междисциплинарная наука, предметом которой является поиск биологически активных веществ, интерпретация механизма их действия на молекулярном уровне и разработка на этой основе новых лекарственных средств. Исследования в области медицинской химии подразумевают создание молекулы, разработку, идентификацию и интерпретацию механизма действия нового биологически активного соединения, в частности оригинального лекарственного средства, на молекулярном уровне in siliko. Решать задачи такого уровня может специалист, обладающий набором определенных профессиональных качеств и компетенций, основным из которых является наличие синтетического мышления, связанного с умением использовать фундаментальные фармакологические и химические знания, компетенции и навыки.
Основы современной медицинской химии закладывались во всех отраслях химической науки и медико-биологических дисциплинах. В США медицинская химия впервые преподавалась как раздел фармацевтической химии в период с 1909 по 1920 г. В дальнейшем Американским химическим обществом медицинская химия была выведена в отдельный предмет и в настоящее время преподается как самостоятельная дисциплина [8].
Известно, что первый курс медицинской химии в России был прочитан в Московском университете в 1765/66 гг., а в 1860 г. на медицинском факультете была учреждена специальная кафедра медицинской химии, фармации и фармакогнозии, которую в 1884 г. переименовали в кафедру медицинской химии. В дальнейшем произошло множество реорганизаций этой дисциплины и как самостоятельной, и как раздела других химических дисциплин. В 1997 г. в МГУ им. М.В. Ломоносова была открыта новая специализация «Медицинская химия» на кафедре органической химии, которая преподается по настоящее время студентам, обучающимся по химическим специальностям [1; 2]. Специализацию по медицинской химии проходят студенты, обучающиеся по специальности «Фундаментальная и прикладная химия» химических факультетов многих вузов РФ, например Кемеровского государственного университета, Самарского государственного университета и др. [4; 5].
Обзор эволюции и прогресса профессии провизора показывает, что ее уникальность заключается в том, что именно эти специалисты обладают синхронизированными знаниями в области химии и фармакологии лекарственных средств, которые являются химическими соединениями. Это качество провизоров отличает их от специалистов медиков и фармакологов, которые имеют широкие фундаментальные знания в области физиологии и фармакологии, но значительно менее информированы в области химии лекарственных средств, что связано со спецификой подготовки этих профессиональных кадров.
Специалисты химики-органики обладают всесторонним химическим кругозором, но их профессиональная подготовка не предполагает знаний основ биохимии, молекулярной и клеточной биологии, фармакологии, в результате чего эти специалисты самостоятельно не могут в достаточной степени оценить фармакологические эффекты и токсичность конструируемых соединений, что также связано с особенностью их специализации.
Междисциплинарная взаимосвязь адекватной формулировки фармакологической задачи на структурном языке органической химии успешно реализуется при подготовке специалистов в области фармации, что обусловлено действующим ФГОС ВО по специальности «Фармация». Таким образом, только высококвалифицированный специалист-провизор сочетает интегрированные знания в области органической и фармацевтической химии, а также фармакологии, биохимии и токсикологии.
Представляя собой эксклюзивную базу знаний, медицинская химия играет важнейшую роль в формировании критического мышления, умения принимать оптимальные решения на основе фактических данных, навыков решения проблем, что позволит провизорам, как ведущим специалистам в области создания лекарственных средств, приобрести дополнительные компетенции, необходимые им в их дальнейшей профессиональной и научной работе.
Провизоры являются квалифицированными специалистами, которые после окончания фармацевтического вуза успешно работают практически во всех направлениях, связанных с оборотом лекарственных средств.
Медицинская химия обеспечивает полное понимание основных принципов действия лекарственного средства и его поведения в организме, что является основой современной фармацевтической и медицинской помощи, а также качественного лекарственного обеспечения населения. По результатам социологического исследования, в клиниках США, где предусмотрена должность клинического фармаколога, которую может занимать только специалист с высшей фармацевтической квалификацией, частота возникновения непредвиденных нежелательных реакций, серьезных нежелательных реакций, в том числе с летальным исходом, снизилась в несколько раз по сравнению с периодом, когда врачи клиник с целью оптимизации комплексной терапии не прибегали к консультации таких специалистов [9].
В процессе лекарственного обеспечения населения одним из слабых звеньев на пути лекарственного средства к потребителю является именно создание молекулы лекарственного средства. Для вывода на фармацевтический рынок инновационного отечественного коммерческого продукта, в частности лекарственного препарата, необходимо, в первую очередь, создать активную и максимально безопасную молекулу этого лекарственного средства. Для реализации этой идеи необходимы грамотные, обученные специалисты, способные в короткие сроки решать поставленные задачи по созданию таких структур.
Таким образом, введение новой дисциплины «Медицинская химия» в Федеральный государственный образовательный стандарт нового поколения по подготовке кадров по специальности «Фармация», квалификация «Провизор», является актуальным и необходимым, так как, занимаясь направленной подготовкой специалистов в области молекулярного дизайна лекарственных средств и их постдипломным образованием, а именно обучением в аспирантуре и докторантуре, фармацевтические вузы и факультеты могут обеспечить научными кадрами лаборатории, которые занимаются исследованиями в этой области, а также провести планомерную подготовку преподавательского состава по этой специальности.
Рецензенты:
Оганесян Э.Т., д.фарм.н., профессор, заведующий кафедрой органической химии Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ГБОУ ВПО «ВолгГМУ» МЗ, г. Пятигорск.
Степанова Э.Ф., д.фарм.н., профессор, профессор кафедры технологии лекарств Пятигорского медико-фармацевтического института - филиала ГБОУ ВПО «ВолгГМУ» МЗ, г. Пятигорск.
Библиографическая ссылка
Печинский С.В., Курегян А.Г. МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ – НОВАЯ ДИСЦИПЛИНА В ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОМ ОБРАЗОВАНИИ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=13045 (дата обращения: 19.04.2024).