Препараты для похудения, такие как Оземпик, создают скрытую экологическую катастрофу
Оземпик и аналогичные пептидные препараты ежегодно производят миллионы килограммов опасных отходов. В настоящее время разрабатывается новый подход на водной основе для снижения этого воздействия.
Оземпик помог превратить пептидные препараты в фармацевтическую державу. Теперь ученые задаются более сложным вопросом: какова экологическая цена их производства?
Пептиды, короткие цепочки аминокислот, являющиеся строительными блоками белков, лежат в основе некоторых из самых востребованных сегодня лекарств. Они используются в блокбастерах для снижения веса, терапии рака и лечения метаболических и редких заболеваний. Их применение также распространяется на сельское хозяйство, ветеринарию и косметику.
Этот успех привел к быстрому росту. В 2023 году глобальный рынок пептидных терапевтических препаратов оценивался более чем в 50 миллиардов долларов, и ожидается, что к 2030 году он превысит 70 миллиардов долларов. Большая часть этого роста приходится на агонисты рецепторов GLP-1, такие как Оземпик и аналогичные препараты.
Но за этим бумом скрывается во многом скрытая проблема. Многие пептидные препараты производятся с использованием процессов, генерирующих огромное количество токсичных отходов.
На протяжении десятилетий производители полагались на твердофазный синтез пептидов (ТФСП). В этом методе аминокислоты добавляются по одной к твердой подложке, обычно к полистироловым шарикам. Он эффективен и масштабируем, но каждый этап требует многократных химических реакций и промывок с использованием больших объемов органических растворителей.
Одним из наиболее распространенных является диметилформамид (ДМФ), промышленный растворитель, также используемый в таких продуктах, как средства для удаления краски. Он эффективен, но его утилизация сложна и дорогостояща, и он подвергается растущему регулирующему давлению. Пластиковые подложки, используемые в процессе, добавляют еще один слой неразлагаемых отходов.
Масштаб проблемы
Для производства всего 1 килограмма (2,2 фунта) препарата GLP-1 может потребоваться до 30 000 фунтов токсичного растворителя. Для сравнения, для производства типичного низкомолекулярного препарата требуется около 650 фунтов растворителя на фунт продукта. Ежегодное производство семаглутида приближается к 8800 фунтам, и этот единственный класс лекарств может ежегодно производить не менее 120 миллионов фунтов отходов растворителей.
Этот дисбаланс побудил исследователей из Мельбурнского университета, работающих с доктором Доном Веллингсом из компании SpheriTech Ltd в Великобритании, искать альтернативу. Их целью было заменить токсичные растворители водой.
Ключевые ингредиенты, известные как Fmoc-защищенные аминокислоты, не растворяются в воде, что долгое время препятствовало синтезу на водной основе.
Команда нашла обходной путь, сочетая эти аминокислоты со специфическими солями, что позволило им растворяться в высоких концентрациях, оставаясь при этом химически активными. Они также разработали водосовместимый активатор и заменили традиционные пластиковые носители биоразлагаемым, водопритягивающим материалом.
Прорыв в синтезе на водной основе
В результате был разработан метод, позволяющий осуществлять синтез пептидов полностью в воде.
При участии лауреата Нобелевской премии по химии, профессора Мортена Мелдала, исследователи усовершенствовали процесс и продемонстрировали его на примере получения трех сложных пептидов. Новый подход по выходу и чистоте соответствовал или превосходил традиционные методы, при этом исключая использование ДМФ (диметилформамида).
Более экологичное производство может снизить затраты, повысить безопасность и помочь производителям лекарств соответствовать ужесточающимся экологическим нормам. Это также важно, поскольку спрос продолжает расти, а более дешевые версии препаратов GLP-1 могут еще больше расширить их применение.
В настоящее время исследователи работают над масштабированием метода и его адаптацией для автоматизированных систем. В случае успеха это может изменить способ производства пептидных препаратов, сократив количество отходов и не отставая от одной из самых быстрорастущих областей современной медицины.
