In den 100 Jahren seitdem Frederick Banting und Charles Best Als Insulin zur Behandlung von Diabetes entdeckt wurde, hat sich der Prozess der Wirkstoffentdeckung radikal verändert – von Laborgeräten zu Techniken und Technologien.
Das Bestreben der Pharmazeutiker, lebensrettende Medikamente zu entwickeln, ist nach wie vor groß.
“Insulin ist ein phänomenales Beispiel dafür, wie wichtig Arzneimittelentdeckungen das Leben von Menschen auf der ganzen Welt verändern können”, sagt er Lisa Dolovich, Dekan der Leslie Dan Fakultät für Pharmazie der Universität von Toronto.
“Wir sind wirklich stolz darauf, an therapeutischen Entdeckungen und neuen Diagnosen zu arbeiten, von denen wir hoffen, dass sie auch erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit und Lebensqualität der Menschen haben.”
Unabhängig davon, ob es sich um Diabetes oder andere Erkrankungen handelt, sind die Forscher von Leslie Dan Teil einer von Banting und Best inspirierten Kultur der Innovation und Entdeckung, die von der Breite des Fachwissens und der Forschungsansätze der Fakultät profitiert.
„Es bietet neue Möglichkeiten und Denkweisen, um unsere verschiedenen Labore zu erweitern, da die Menschen voneinander lernen können“, sagt Dolovich. “Und natürlich profitieren wir davon, dass Studenten, die in verschiedenen Bereichen ausgebildet wurden, alle in den pharmazeutischen Wissenschaften zusammenkommen.”
Hier sind fünf Forscher der Leslie Dan Fakultät für Pharmazie, die die Grenzen der medikamentösen Behandlung von Diabetes und anderen Krankheiten überschreiten:
Das Verständnis des Mechanismus von medikamenteninduziertem Diabetes kann zu neuen Behandlungen führen
Eine der ersten Phasen der Wirkstoffentdeckung ist das Verständnis der Zellwege und der Fehler unter verschiedenen Bedingungen, um Wege zu finden, um diesen Effekten entgegenzuwirken.
“Ein Teil meiner Forschung besteht darin, neue Wirkstofftargets zu entdecken und dann mit Chemikern zusammenzuarbeiten, um kleine Moleküle herzustellen, von denen wir hoffen, dass sie irgendwann zu Therapeutika werden”, sagt er Carolyn Cummins, außerordentlicher Professor an der Leslie Dan Fakultät für Pharmazie. “Diese Forschung zur Wirkstoffentdeckung ist von zentraler Bedeutung für die pharmazeutischen Wissenschaften.”
Cummins untersucht, wie Glukokortikoide – Stresshormone, die häufig als entzündungshemmende Medikamente verschrieben werden – medikamenteninduzierten Diabetes verursachen. Diese Medikamente aktivieren einen Rezeptor in der Leber, der den Körper zur Produktion von Glukose anregt, und prädisponieren Patienten bei chronischer Einnahme für Erkrankungen wie Fettleibigkeit und Diabetes.
Ihre Arbeit konzentriert sich auf die Kernrezeptoren, die an den Glukokortikoid-Signalwegen beteiligt sind. Ein besseres Verständnis der Funktionsweise dieser Signalwege und der Ereignisse bei Überstimulation kann neue Wirkstofftargets und eine Möglichkeit zur Dosierung der Entzündungshemmer vorschlagen, um diese Nebenwirkung zu vermeiden.
Obwohl sich ihre Arbeit in einem frühen Stadium der Wirkstoffentdeckung befindet, sagt sie, dass ihre Forschung unter Berücksichtigung der Patientenperspektive immer noch informiert und erweitert ist.
„Als Pharmazeutiker haben wir die Möglichkeit, die Patientenperspektive kennenzulernen, da wir Zugang zu Klinikern und Apothekern an vorderster Front haben“, sagt sie.
Klinische Kooperationen sind der Schlüssel, um die Forschung voranzutreiben
Die Interaktion und Zusammenarbeit mit Klinikern ist ein Schlüsselelement von Shana Kelley Forschung, Verbesserung ihrer Fähigkeit, neue Durchbrüche zu erzielen und es ihr zu ermöglichen, die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Heilung von Krankheiten aus erster Hand zu sehen.
„Wenn Sie einen Mitarbeiter in einem Krankenhaus aufsuchen, können Sie es nicht verpassen, die Menschen zu sehen, die dort betreut werden“, sagt Kelley, ein Universitätsprofessor. “Wir haben eine sehr kollaborative klinische Gemeinschaft in Toronto, und es ist eine riesige Ressource für Menschen wie mich, aber es hält auch die Patienten im Auge.”
Kelley und ihr Team entwickeln Technologien, die mithilfe von Molekularbiologie und Nanotechnologie Krankheiten erkennen und diagnostizieren – und suchen nach Wirkstofftargets in großen Probenmengen – und arbeiten häufig mit Klinikern zusammen, um auf Patientenproben zuzugreifen. Ein Großteil ihrer Arbeit konzentrierte sich auf Systeme, die große Zellpopulationen nach bestimmten genetischen Sequenzen oder Mutationen absuchen, die zur Früherkennung von Krankheiten wie Krebs verwendet werden können.
Kelleys Team konzentriert sich nicht auf eine einzige Krankheit. Sie wenden ihr Fachwissen an, um Probleme zu lösen, die für verschiedene Arten von Bedingungen gelten.
“Die Pharmazeutische Wissenschaft ist ein weites Feld und sehr umfassend”, sagt Kelley. “In unserer Fakultät legen wir großen Wert darauf, kritisch wichtige Probleme zu lösen. Daher hat sie eine Kultur, die sich dazu eignet, neue Dinge zu entdecken und neue Technologien zu entwickeln.”
Der Fokus auf die Anwendung von Entdeckungen zur Lösung von Problemen ist laut Dolovich eine besondere Stärke der Leslie Dan Fakultät für Pharmazie.
“Wir sehen über die Grenzen eines medizinischen Bereichs oder einer Erkrankung hinaus und betrachten diese Probleme aus der Arzneimittelperspektive oder aus der Geräteperspektive”, sagt sie. „Wir können auf Entdeckungen aufbauen, die im Zusammenhang mit einer Krankheit gemacht wurden [so it can be] für andere in Betracht gezogen. “
Arzneimittelabgabetechnologien zur Verbesserung der Patientengesundheit
Professor Shirley Wu und ihr Team entwickeln neue Technologien zur Arzneimittelabgabe, um sicherzustellen, dass Arzneimittel ihre beabsichtigten Ziele im Körper erreichen.
Die Forschung ist multidisziplinär und kann auf viele verschiedene Krankheiten angewendet werden. Daher ist die Zusammenarbeit mit Experten für diese Krankheiten unerlässlich.
„Mit nur einem Labor kann nicht viel gearbeitet werden“, sagt Wu. “Wir haben die Technologie, um die Arzneimittelabgabe zu verbessern, aber wir brauchen das Fachwissen anderer, um die Biologie zu verstehen und zu bewerten, was wir entwickeln.”
Wus Team hat Arbeiten im Zusammenhang mit einer Reihe von Erkrankungen geleitet, darunter Krebs, Diabetes und Alzheimer.
Um die Insulintherapie bei Diabetes zu verbessern, hat ihr Team in den letzten zwei Jahrzehnten die intelligente Insulinabgabe untersucht. Kürzlich haben sie ein „intelligentes“ Mikronadelpflaster entwickelt, das Menschen mit Diabetes bei der Behandlung von Hypoglykämie hilft, einer potenziell gefährlichen Komplikation der Insulintherapie. Das Pflaster erkennt niedrige Blutzuckerspiegel und setzt als Reaktion automatisch das Hormon Glucagon frei, das den Blutzuckerspiegel erhöht. Das nicht-invasive und schmerzlose Gerät befindet sich derzeit in der präklinischen Entwicklung.
Wu sagt, dass ihr Team sich der Forschung mit der Absicht nähert, einen Unterschied für die Patienten zu machen.
“Wir wollen die Patientenversorgung, ihre Gesundheit und ihr Leben verbessern”, sagt Wu. „Nachdem wir das erste Papier zum Mikronadel-Patch veröffentlicht hatten, erhielten wir mehrere E-Mails von Patienten und Angehörigen, in denen wir gefragt wurden, wann und wo wir klinische Studien durchführen würden. Dies ist eine gefragte Behandlung, die uns motiviert, härter und schneller auf die klinische Anwendung hinzuarbeiten. “
Fortgeschrittene Biologika können bei der Behandlung von Komplikationen bei Diabetes helfen
Als Insulin vor 100 Jahren entdeckt wurde, war es die weltweit erste biologische Behandlung, bei der ein Protein zur Behandlung von Krankheiten verwendet wurde. Ein Jahrhundert später entwickeln Forscher von U of T auch fortschrittliche Biologika zur Behandlung von Erkrankungen wie der diabetischen Retinopathie, einer Augenerkrankung, die zu Sehverlust und Blindheit führen kann und etwa ein Drittel der Menschen mit Diabetes betrifft.
Eine undurchlässige physiologische Barriere in den Blutgefäßen um das Auge – die Blut-Netzhaut-Schranke – schützt das Auge vor Molekülen, die den Körper durch das Blut zirkulieren lassen. Bei Diabetes führt ein hoher Blutzuckerspiegel dazu, dass die Barriere „ausläuft“, die Netzhaut schädigt und Blindheit verursacht.
“Derzeit gibt es nur begrenzte Medikamente zur Behandlung der diabetischen Retinopathie und sie wirken nicht bei jedem. Daher müssen dringend andere Medikamente entwickelt werden, die den Patienten zugute kommen könnten”, sagt er Stephane Angers, Professor und stellvertretender Dekan für Forschung. “Wir entwickeln ein Biologikum, das einen völlig anderen Mechanismus als die bestehende Behandlung verwendet, und unsere präklinischen Untersuchungen zeigen, dass dieses Biologikum zur Förderung der Barrierefunktion sehr wirksam ist.”
Angers und sein Team entwickelten einen Antikörper, der einen Signalweg reguliert, der an der Funktion der Blut-Netzhaut-Schranke beteiligt ist, um die Schranke zu stärken. Um diese biologische Behandlung in die Klinik zu bringen, hat er ein Start-up-Unternehmen gegründet, um die präklinischen Arbeiten abzuschließen, und er hofft, dass das Medikament in ein paar Jahren für klinische Studien bereit sein wird.
“Unsere von Toronto geleiteten Bemühungen, ein Biologikum für Menschen mit diabetischer Retinopathie zu entwickeln, folgen dem Erbe von Banting and Best”, sagt Angers. „Da wir uns in einem Ökosystem für die Wirkstoffforschung befinden, sind wir ideal positioniert [Leslie Dan Faculty of Pharmacy] neue Medikamente zu entwickeln und unsere Forschung in medikamentöse Therapien umzusetzen. “
Die klinische Erfahrung beeinflusst den Prozess der Wirkstoffentdeckung
So wie Forscher Entdeckungen in die Klinik bringen wollen, bringen Kliniker-Wissenschaftler ihre Front-Line-Perspektiven auch wieder in die Wirkstoffforschung ein.
„Da wir Angehörige der Gesundheitsberufe und Studenten haben, die gemeinsam mit denen, die sich auf wissenschaftliche Entdeckungen konzentrieren, lernen und arbeiten, können wir die Brücke von der Wirkstoffentdeckung zur Gesundheitsversorgung überqueren“, sagt Dolovich. „Wir können darüber nachdenken, wie sich neue Arzneimittelentdeckungen auf Patienten und deren Pflege sowie auf die Fachkräfte auswirken werden, die diese Pflege anbieten. All diese Informationen fließen in den Prozess der Wirkstoffentdeckung ein. “
Marisa Battistella ist ein Apotheker und Kliniker-Wissenschaftler, der sich auf chronische Nierenerkrankungen (CKD) spezialisiert hat. “Menschen mit Diabetes haben ein höheres Risiko für andere Erkrankungen, einschließlich CNI, und nehmen häufig viele verschiedene Arten von Medikamenten ein, was zu Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten führen kann”, sagt sie.
Battistellas Forschung konzentriert sich auf die Apothekenpraxis, einschließlich der Verwendung der Genomik als Leitfaden für die Arzneimittelauswahl und der Optimierung von Patientenmedikamenten, einschließlich der Verschreibung.
Sie sagt, dass die Zusammenarbeit von klinischen Wissenschaftlern und Grundlagenforschern dazu beiträgt, Innovationen in der Wirkstoffforschung voranzutreiben.
„Kliniker-Wissenschaftler und Grundlagenforscher versuchen alle, die Patientenversorgung zu verbessern – das ist unser oberstes Ziel. Diese Zusammenarbeit ist sehr wichtig und sie können sich gegenseitig informieren, um die Forschung und die Patientenversorgung zu verbessern “, sagt sie. “Ich habe die Beziehungen im Krankenhaus, um im Labor gemachte Entdeckungen auszurollen, aber wir können Forschern an der Fakultät auch erklären, wie wir Forschung oder klinische Studien in die Praxis umsetzen.”
Battistella ist auch in der Ausbildung aktiv, nicht nur als Kursleiter und Koordinator, sondern auch als Lehrer und Mentor. „Die Schüler stellen oft wirklich gute Fragen oder beschäftigen sich eingehender mit einer bestimmten Krankheit oder einem bestimmten Medikament“, sagt sie. “Ihre fragenden Köpfe helfen mir, mein Denken zu informieren und tief zu denken und Ideen oder Forschungsfragen zu berücksichtigen, die wir verfolgen könnten.”
Mit fast vier Millionen Kanadiern, die mit Diabetes leben und deren Zahl in den kommenden Jahren voraussichtlich zunehmen wird, werden U of T-Studenten, die sowohl Pharmazie als auch Pharmazeutische Wissenschaften studieren, in Zukunft eine aktive Rolle bei der Verbesserung der Diabetesversorgung spielen, sagt Dolovich.
“Wir sind stolz darauf, dass wir Pharmazeutiker und Apotheker abschließen, die in der Lage sein werden, Menschen mit Diabetes zu helfen, sei es in der Gemeinschaftsapotheke, im Krankenhaus oder in Forschungseinrichtungen”, sagt sie. “Wir tun unser Bestes, um unsere Schüler darauf vorzubereiten, sich der Herausforderung zu stellen und als integrale Mitglieder des Gesundheitsteams beizutragen.”
