У серпні 2018 року американські дослідники запропонували нове пояснення здатності талідоміду - «препарату-монстра», як його один час називали - провокувати важкі вади розвитку у дітей. Вона виявилася пов'язана з дією на фактор транскрипції SALL4, що грає різноманітні ролі в ембріональному розвитку, функціонуванні нирок і розвитку раку. Але перш ніж заглибитися в молекулярні механізми, варто згадати історію ліків - вона сама по собі заслуговує уваги.
«Диво-ліки»
Світ відходив від наслідків Другої світової війни. Психологічний стан людей залишав бажати кращого - неврози і безсоння були звичайною справою. Відповідним був і попит на седативні та снодійні засоби. При цьому єдиними препаратами цієї групи залишалися барбітурати - токсичні, що викликають важку залежність і смертельні при передозуванні. Світ гостро потребував альтернативи.
Альфа-фталімідоглутарімід - похідне іміда глутамінової кислоти - розробили як седативний засіб у швейцарській фармкомпанії Ciba (зараз вона входить у концерн Novartis) 1952 року. Після нетривалого вивчення нової молекули її не визнали перспективною і припинили роботу, зосередившись на іншому снодійному - глютетиміді, який став першим конкурентом барбітуратам на ринку седативних препаратів (як з'ясувалося згодом, ненабагато кращим).
Через два роки фталімідоглутаримід синтезували знову як побічний продукт при пошуку противірусних засобів, цього разу в німецькій компанії Grünenthal, і запатентували його. Нову молекулу, назва якої швидко скоротилася до талідоміду, тестували з безлічі різних свідчень: як антигістамінний препарат, антиконвульсант, спазмолітик і навіть місцевий анестетик, однак без особливого успіху. У підсумку з'ясувалося, що він все ж являє собою непоганий седативний засіб - малотоксичний і не викликає залежності.
Випробувавши талідомід на декількох видах тварин (клінічні випробування тоді не були обов'язковими і часто проводилися в довільній формі) і переконавшись у його хорошій переносимості, представники Grünenthal почали роздавати безкоштовні зразки препарату лікарям і навіть власним співробітникам. У 1956 році ліки почали продавати як седативні; незабаром з'ясувалося, що воно ефективно усуває нудоту, в тому числі у вагітних. Згідно з уявленнями того часу, жодна лікарська молекула не могла проникнути через гематоплацентарний бар'єр (тобто від матері до плоду), тому жінкам, які виношують дитину, робили призначення на загальних підставах.
У результаті компанія вивела вже безрецептурний препарат на ринок під назвою Contergan. Як стверджувала реклама, «диво-ліки» рятували від безсоння, нудоти, кашлю, застуди і головного болю. Діючу речовину почали додавати в інші симптоматичні засоби, що продаються без рецепта, в тому числі для допомоги при гіпертензії, астмі та мігрені. Ліцензії на препарат почали купувати по всьому світу: до кінця 1950-х років 14 фармкомпаній поширювали його в 46 країнах.
Незважаючи на численні спроби, проникнути на ринок США талідоміду не вдалося. Експерт Управління продуктів і ліків США (FDA) Френсіс Келсі (Frances Kelsey) на підставі випадкових повідомлень і уривчастих даних засумнівалася в безпеці препарату і відмовилася ліцензувати його продажі в країні. Згодом вона стане другою в історії жінкою, яка отримала Президентську премію за видатну цивільну службу; вручить нагороду Джон Кеннеді.
Як з'ясувалося, насторожилася Келсі не марно. Вже в 1959 році стали з'являтися повідомлення про випадки периферичної нейропатії (ураження дрібних нервів, яке проявляється покалюванням, печінням, болем, розладами чутливості тощо) у пацієнтів, які тривало приймали талідомід. Спочатку компанія-виробник заперечувала зв'язок захворювання з ліками, проте в грудні 1960 року відповідна публікація з'явилася в. Незабаром після цього The Distillers Company, що виробляла препарат за ліцензією, помістила на упаковку попередження, навесні 1961 року те ж зробила Grünenthal, талідомід знову почали продавати за рецептом. До цього часу від полінейропатії постраждали 40 тисяч осіб у різних країнах світу.
Приблизно в один час з публікацією про полінеропатію відразу кілька учасників педіатричної конференції в Касселі повідомили про різко збільшену частоту народження дітей з важкими дефектами кінцівок - станом, відомим як фокомелія (від др.-греч. Також - «морський котик» і - - «Кінцівка»). Воно може бути обумовлено генетичною мутацією, але це трапляється надзвичайно рідко (наприклад, при синдромах Окіхіро, Холт-Орама, Робертса і деяких інших). Недорозвинення кінцівок часто поєднувалося з вродженими вадами серця і шлунково-кишкового тракту, деформаціями очей, нирок, геніталій і вух.
Гамбурзький педіатр і генетик Відукінд Ленц (Widukind Lenz) запідозрив зв'язок цих аномалій з прийомом вкрай популярного серед вагітних талідоміду. Під час самостійного дослідження він виявив два факти. По-перше, з 212 тисяч дітей, що з'явилися на світ в Гамбурзі з 1930 по 1955 рік, тільки один народився з фокомелією. По-друге, 50 відсотків матерів постраждалих дітей повідомили про прийом талідоміду в першому триместрі вагітності. Реальна кількість таких жінок могла бути більшою, оскільки, як вже згадувалося, речовина входила в багато комбінованих препаратів. Результати аналогічних спостережень стали надходити з різних кінців світу.
Зв'язок був очевидним, і в листопаді 1961 року талідомід вивели з ринку. За оцінками, за час його застосування у всьому світі народилися від 8 до 12 тисяч дітей з фокомелією (з них 5-7 тисяч в Західній Німеччині), лише 40-50 відсотків з них вижили, хоча і залишилися глибокими інвалідами. У 1962 році Всесвітня організація охорони здоров'я наклала на препарат офіційну заборону.
Катастрофа призвела до різкого посилення вимог до виробників їжі, ліків і косметики щодо доказу ефективності та безпеки продукції перед отриманням дозволу на її продаж. До слова, в розробці першого подібного закону, прийнятого в 1962 році в США, взяла участь все та ж Келсі (яка в підсумку пропрацювала в FDA до 90-річного віку і прожила 101 рік). Аналогічні вимоги почали вводити і в інших країнах, що заклало фундамент того інституту ліцензування, заснованого на багатофазних доклінічних, клінічних і постмаркетингових випробуваннях, який існує зараз.
Злощасний препарат, через який все почалося, здавалося б, назавжди пішов зі сцени.
Не від нудоти
Незважаючи на недавню трагедію, вже в 1964 році ізраїльський дерматолог Яків Шескін (Jacob Sheskin) випадково знайшов упаковку забороненого препарату і призначив його пацієнту з вкрай болючим шкірним проявом лепри (прокази) - лепрозною вузловатою еритемою, через яку той не міг спати і пересуватися. Враховуючи, що пацієнт фактично перебував у термінальному стані, лікар визнав себе вправі використовувати «останній шанс». На його здивування, пацієнт проспав 20 годин, після чого зміг піднятися з ліжка без сторонньої допомоги. Проведені після цього багаторічні контрольовані клінічні випробування підтвердили високу ефективність талідоміду при цій формі лепри.
У підсумку FDA 1998 року зареєструвала препарат для застосування за цим показом, проте зобов'язала виробника - Celgene Corporation розробити і впровадити спеціальну «Систему навчання і безпеки прописування талідоміду» (STEPS) для лікарів, фармацевтів і пацієнтів. Вимоги включали також реєстрацію всіх людей, які отримують ліки, щоб повністю виключити його застосування під час вагітності.
Відновлений інтерес до препарату став приводом для проведення досліджень механізму його дії, в першу чергу терапевтичного. З'ясувалося, що він володіє імуномодулюючими і протизапальними властивостями, зокрема, знижує вироблення фактора некрозу пухлини - одного з ключових медіаторів запалення.
Показана в низці досліджень висока ефективність талідоміду при терапії множинної мієломи (онкологічного захворювання крові) виявила ще один механізм його дії - антиангіогенний. Пригнічуючи сигнальні шляхи основного чинника зростання фібробластів (basic fibroblast growth factor, bFGF) і судинного ендотеліального фактора зростання (vascular endothelial growth factor, VEGF), препарат перешкоджає формуванню нових судин у тканинах - процесу, без якого неможливий зріст злоякісних новоутворень.
Завдяки цим знахідкам коло офіційних і неофіційних свідчень до призначення талідоміду значно розширилося: крім вже згаданих лепрозної вузловатої еритеми і множинної мієломи його стали застосовувати при туберкульозі, реакції відторгнення трансплантату, ВІЛ-інфекції, різноманітних аутоімунних і онкологічних захворюваннях. Також були розроблені більш прицільно діючі аналоги: леналідомід і помалідомід; вся група препаратів отримала назву імуномодуляторних імідів (immunomodulatory imide drugs, IMiDs).
Пошук мішеней
Механізми тератогенного ефекту талідоміду тим часом залишалися менш вивченими, хоча досліджень на цю тему проводили чимало (за перші 40 років після трагедії було опубліковано понад 2000 досліджень на цю тему і висловлено як мінімум 30 гіпотез).
У 2000 році вийшла робота співробітників Університету Айдахо, на думку яких до фокомелії при прийомі препарату мають відношення антиангіогенні механізми, але не ті, що відповідають за протипухлинну дію. Мова йде про сигнальні шляхи інсуліноподібного фактора зростання I (insulin-like growth factor I, IGF-I) і фактора зростання фібробластів 2 (fibroblast growth factor 2, FGF-2), які активують експресію суб'єдиниць інтегрину v і сть3. Цей інтегрин стимулює ангіогенез у зачатку кінцівки, забезпечуючи її зростання. Талідомід або його метаболіт імовірно пов'язується з багатими гуаніном і цитизином промоторами генів і, пригнічуючи їх сигнальні шляхи і, як наслідок, перешкоджаючи розвитку кінцівок. Автори обумовлюються, що дія препарату тканеспецифічна, тобто до нього чутливі не всі ангіогенні механізми.
Ще одну цікаву гіпотезу висловили в 2010 році дослідники з Токійського технологічного інституту. Вони ідентифікували білок цереблон, який формує комплекс з E3 убіквітінлігазою, білком 1, що пов'язує пошкоджену ДНК (DDB1), і кулліном-4А. Цей комплекс необхідний для очищення клітин від відпрацьованих структурних елементів, репарації ДНК, забезпечення клітинного циклу, сперматогенезу, кроветворіння і, що важливо в контексті цього матеріалу, ембріонального розвитку кінцівок. Як показали автори роботи, талідомід пов'язується з цереблоном, перешкоджаючи формуванню убіквітінлігазного комплексу. Протягом майже 10 років цей механізм вважали основою тератогенного ефекту препарату.
Нова робота співробітників Інституту раку Дейна-Фарбер, опублікована в журналі, пов'язує дію IMiDs на плід з фактором транскрипції Sal-подібним білком 4 (SALL4), що грає одну з ключових ролей в диференціюванні ембріональних органів, а також впливає на функції нирок і бере участь у розвитку раку. Генетичні дефекти SALL4 призводять до синдрому Окіхіро, практично невідличному від талідомідової фокомелії. Науковий колектив вивчив дію талідоміду, леналідоміду та помалідоміду на людські стовбурові клітини. З'ясувалося, що всі ці препарати викликають швидку (протягом чотирьох годин) деградацію SALL4 в клітинній культурі.
Враховуючи попередні роботи, поки складно сказати, чи поставить це дослідження крапку у вивченні механізму тератогенного дії талідоміду (швидше за все, немає). Однак тільки набравши достатній масив знань з цього питання, можна буде розробити його аналоги, що володіють максимальною безпекою і ефективністю, а можливо, і навчитися передбачати потенційну тератогенність інших лікарських засобів.