薬は、潜在的な治療効果を持つ化学物質を合成するか、自然から薬理学的に活性な化学物質を抽出することによって作成できます。
人間がコレラやマラリアなどの病気にハエのように倒れた時がありました。幸いなことに、科学のおかげで、私たちの種を悩ませている無数の病気と闘うための素晴らしい薬の武器を手に入れることができました.
それらを作るには、何十年にもわたる研究開発のキャリア、リソースへの多大な投資、優れた頭脳、そして幸運が必要でした。私は、その努力はそれだけの価値があったと信じています。かつて私たちの祖先を死に至らしめた病気を恐れずに生活できる贅沢を私たちに与えてくれるのは、薬の製造と抽出です。
では、錠剤やカプセル、懸濁液やシロップ、ジェルやクリーム、注射剤や吸入剤などの医薬品は、実際にはどのように作られているのでしょうか?そしておそらくもっと重要なのは、それらを生産するのにどれくらいの費用がかかるのですか?
まず、基本から始めましょう。
薬とは?
医薬品は、病気を治療または予防し、症状を緩和するために使用される物質です。それらは実験室で化学的に合成されるか、植物や鉱物などの利用可能な天然資源から得られます。
アスピリンなどの鎮痛剤は化学的に生成されますが、ペニシリンなどの抗生物質は真菌種 Penicillium chrysogenum から抽出されます。 .抗生物質は細菌から抽出することもできます。たとえば、ストレプトマイシンは Streptomyces griseus に由来します .
原薬（API）と創薬標的
これらの特殊な化合物はすべて、合成されたものであろうと抽出されたものであろうと、医薬品の原薬と呼ばれます。すべての医薬品には、望ましい治療効果または予防効果を達成する独自の化合物 (または化合物の組み合わせ) があります。
薬が体内に入ると、薬の有効成分が体内の生化学的成分と相互作用して、「薬物標的」として知られる部位または器官で意図した効果を達成します。
2019 年、世界の医薬品製造市場規模は 3,244 億 2000 万ドルと推定されました!
医薬品開発:医薬品はどのように作られるのか?
化学的方法
有機または無機の化学物質が一緒に混合され、一連の複雑な化学反応の後、独自の薬理学的特性を持つ薬が得られます。
これらの化学反応は、巨大な反応タンクで行われ、加熱または冷却された後、制御された方法で混合されます。反応が完了した後、混合物を過度に加熱することにより、残った化学物質を沸騰させます。反応の残りの生成物は、粉末状または結晶状の物質が形成されるまで冷却されます。
次の段階である医薬品製剤に持ち越されるのは、この粉末状または結晶状の物質であり、医薬品有効成分を含んでいます。
製剤化では、有効成分が水と結合剤と大型ミキサーで混合され、医薬品化合物が形成されます。選択された配送方法に基づいて、この混合物は乾燥され、錠剤に圧縮されるか、クリームまたはゲルに加工されるか、注射バイアルに瓶詰めされます。
錠剤の製造方法を示す簡単なフローチャート。
医薬品製造プロセスの視覚的なウォークスルーに興味がある場合は、AstraZeneca が医薬品製造に関する有益なビデオを提供しています。
自然な方法
歴史を振り返ると、創薬は主に植物から始まりました。古代エジプト人は鎮痛剤としてアヘンを使用し、インド人は歯と口腔の健康のためにニームを使用し、ターメリックは防腐剤と抗生物質の特性で有名でした.
今日でも、自然は創薬と開発にインスピレーションを与えています。
ソース全体を使用する代わりに、植物、微生物、動物、または鉱物のいずれかからその 1 つの医薬品有効成分を探して分離し、それを抽出して医薬品にパッケージ化します。
WHO によると、35 億人が医療のために天然物に依存しています。 （写真提供：twenty20）
医薬品の製造
例として、ペニシリンがどのように作られるかを見てみましょう。ペニシリンは、ペニシリンを DNA にコード化する能力を持つ真菌由来の抗生物質です。この特定の DNA の塊を切り取り、E.coli などの一般的に入手可能でメンテナンスの少ない細菌の DNA に挿入します。 （私たちのうんちで見つかりました）。次いで、細菌は、反応タンク内で培養、すなわち大量に増殖される。ペニシリンの生産が始まると、培養物からペニシリンが抽出され、ろ過、精製され、錠剤に詰められます。
研究所で作られた治療法のもう 1 つの例は、糖尿病患者の血糖値を下げるために使用されるホルモンである人工インスリンです。
植物 キナ からのキニーネ オフィシナリス 植物由来の薬の一例です。キニーネはマラリアを治療する薬です。より高度な形であるヒドロキシクロロキンについて聞いたことがあるかもしれません.
この植物の樹皮を粉砕し、完全に乾燥させてから粉末にします。次に、乾燥した樹皮粉末からキニーネを抽出し、精製します。
キナのオフィシナリスの乾燥した樹皮 - 一般にペルーの樹皮として知られています。 (写真提供:envato)
最後の言葉
創薬は簡単でも安くもありません！研究者たちは、何百もの分子のうちの 1 つが最終的に治療法になることを期待して、何年も何十年もかけて化学物質を作成しています。現在、私たちはコンピューターの助けも少し得ています。コンピューターは、薬物が標的に結合しやすい構造を持つ新薬のモデルを作成します。これを「Computer-Aided Drug Design」または略して CADD と呼んでいます。
先駆的な研究は、化学薬品の合成部門をさらに後押しするのに役立つ新しい改良された技術を示唆しています。おそらく、将来的には AI が医薬品開発のプロセス全体を単純に引き継いで、私たち全員の生活を楽にしてくれるでしょう。
これほど多くのお金と労力を費やしても、薬が本来の効果や意図したとおりに機能しない可能性は依然として高いです。実際、現在、医薬品開発の失敗率は 90% です。願わくば、今後数十年でこの割合が大幅に減少することを願っています。
