మందులను ఎలా కనుక్కొంటారు?

పరిచయము

జాతస్య మరణం ధ్రువం అన్నారు. పుట్టినవాడు గిట్టక మానడు. ఈ రెంటి మధ్య సాగే జీవనంలో ఎన్నో రోగాలు, బాధలు, నొప్పులు రాక మానవు. ఇన్ఫ్లుయెంజా లాటి జ్వరాలు, అమ్మవారు లాటి రోగాలు, కాన్సర్, ఎయిడ్స్ లాటి వ్యాధులు – ఇలా ఎన్నో. మనకు 1947లో స్వాతంత్ర్యము వచ్చేటప్పటికి భారతీయుని సగటు జీవన ప్రమాణం 28 ఏళ్లు మాత్రమే[1]. కాని 2011లో అది సుమారు 68 ఏళ్లు[2] అని అంచనా ఇలా 60 సంవత్సరాలలో ఆయువు రెండింతలకన్న ఎక్కువైందంటే దానికి కారణాలు ఎన్నో ఉన్నాయి. అందులో ఒక ముఖ్యకారణం చిన్న వయసులో సోకే పోలియోవంటి మారకవ్యాధులను అరికట్టే టీకాలు, మందులు అందరికీ అందుబాటులో ఉండడమే. అంతే కాక మధుమేహము (అతిమూత్రవ్యాధి), గుండెజబ్బు, కాన్సర్, ఎయిడ్స్ తదితర దీర్ఘవ్యాధులకు కూడా కొత్త మందులు కనిపెట్టి వాడటం కూడా ఇంకొక కారణం. వ్యాధులను అరికట్టాలంటే మంచి మందులు వాడాలి. మానవ ఆయుర్దాయాన్ని ఎక్కువ చేసి జీవితాన్ని మెరుగుగా గడపడానికి అవకాశాన్ని ఇచ్చే మందులను ఎలా కనుక్కొంటారు అనే ప్రశ్నని ఈ చిన్న వ్యాసం ద్వారా వివరించే ప్రయత్నం చేస్తాను.

నాగరికత ఆరంభమయిన కాలంనుండి నేటి వరకు మందులను కనిబెడుతూనే ఉన్నారు. అప్పటికీ ఇప్పటికీ తేడా ఏమంటే అప్పుడు చాలా మందులను అకస్మాత్తుగా, కాకతాళీయముగా (accidental) కనుగొన్నారు. ఈ రోజు జీవ, రసాయన, వైద్యశాస్త్రాల ద్వారా, కంప్యూటరు గణిత శాస్త్ర రీత్యా కనుగొంటున్నారు. ఇందుకు అపారమైన అర్థబలమూ, బుద్ధిబలమూ రెండూ అవసరమే. అందుకే కొత్త మందుల ధరలు అంతగా ఉంటున్నాయని ఔషధపరిశ్రమ వాదన.

వ్యాధులు – మందులు

అసలు మందులకు ఉండవలసిన ముఖ్య గుణాలు ఏమిటి? (1) మందు ఖరీదు సామాన్య ప్రజల అందుబాటులో ఉండాలి. (2) మందు చాలా తక్కువ మోతాదులో ఉపయోగించబడాలి. (3) ప్రతి మందుకు ఆ మందు ఏ వ్యాధిని నిర్మూలించడానికి ఉపయోగించబడుతుందో దానికి ఉండవలసిన లక్షణాలను మాత్రమే కలిగి ఉండాలి. దానితో బాటు ప్రాణాపాయకరమైన ఇతర అవలక్షణాలు (side effects) ఉండరాదు, ఉన్నా ఎంతో తక్కువగా ఉండాలి. (4) మందు రోగి పరిస్థితిని అభివృద్ధి చేసి జీవితావధిని పెంచాలి కాని ప్రాణహానికి, అంగహానికి దారి తీయరాదు.

అతిమూత్రవ్యాధి ఉండే ఒక మనిషి ఉన్నాడనుకొందాం. ఇతనికి 50 ఏళ్లకు ఈ వ్యాధి సంక్రమించి ఉంటుంది. ఇతని ఆయుస్సు 80 ఏళ్లు అనుకొందాం. ఈ 30 సంవత్సరాలలో ఈ వ్యక్తి ప్రతి రోజూ సుమారు ఐదు మాత్రలైనా మింగుతాడు (అతిమూత్ర వ్యాధికి రెండో మూడో మాత్రలు, రక్తపోటుకు ఒకటి, చిన్న ఆస్పిరిన్ ఒకటి, కొలెస్టెరాల్‌ను అదుపులో ఉంచటానికి ఒకటి ఇలా మాత్రలను వాడాలి). చివరి దశకములో మందులకు బదులు ఇన్సులిన్ ఇంజెక్షన్లను కూడా వాడడానికి ఆస్కారం ఉంది. ఇలా సుమారు 55 వేల మాత్రలను ఈ ముప్ఫై ఏళ్ళలో ఈ వ్యక్తి వాడుతాడు. ఇంగ్లాండు దేశములో ప్రతి మనిషి తన జీవితములో సరాసరి 14 వేల మాత్రలను (మామూలుగా వాడే ఆస్పిరిన్, టైలనాల్ వంటివి కాక) వాడుతాడట[3]. ఇట్టి సంఖ్య సుమారుగా అన్ని దేశాలకు వర్తిస్తుంది. ఇలా మనం వాడుతున్న ఇన్ని మాత్రల చరిత్ర ఆసక్తికరం అనే దాంట్లో సందేహం లేదు.

వ్యాధులను నివారించడానికి మందులు కావాలి, మరి వ్యాధి అంటే ఏమిటి? అది ఒక అంటువ్యాధి కావచ్చు. కొన్ని అంటు వ్యాధులు బాక్టిరియావల్ల (కలరా లాటివి), వైరసులవల్ల (ఇన్‌ఫ్లుయెంజా లాటివి) వస్తాయి. వ్యాధులు వంశపారంపరికమైనవి కూడా. వీటిని genetic disorders అంటాము. నెత్తురులో కొడవలి ఆకారములో ఉండే ఎర్రకణాల వ్యాధి (sickle cell anemia) ఇటువంటిదే. పర్యావరణ పరిస్థితి కూడా వ్యాధులకు దారి తీయవచ్చు. గాలి కలుషితమయితే సంక్రమించే ఊపిరితిత్తుల వ్యాధులు ఇలాటివే. మనము ఎక్కువగా ఉపయోగించే ‘టెన్షన్’ పదము కూడా ఈ కోవకు చెందినదే!

మందుల పరిశోధన

ఎన్నో శతాబ్దాలుగా మందులను వివిధ దేశాలలో కనుక్కొంటూనే వున్నారు.పశుపక్షుల ప్రవర్తనను అధ్యయనం చేసి, అనుభవజ్ఞానంతో కొన్ని వృక్షజాతులు దేహబాధలను, కొన్ని రోగాలను నివారించగలవని మన పూర్వీకులు కనుగొన్నారు. ఆయుర్వేదములోని మూలికలు (సర్పగంధి ఇత్యాదులు), పశ్చిమ దేశాలలోని ఆదిమవాసుల మందులు (నొప్పి తగ్గడానికి కోకా ఆకులను నమలడం) ఇలాటివే. పశుపోషణ వృత్తిగా ఉండేవారికి మశూచికం తగలకుండా ఉండడం, తద్వారా జెన్నర్‌ (Edward Jenner) మాశూచికపు టీకామందు (vaccination) కనుక్కోవడం కూడా ఇట్టిదే. ప్రకృతి వైద్యంతోబాటు రసాయనిక శాస్త్రాన్ని జోడించితే పుట్టిన విజ్ఞానమే Natural Products Chemistry అయింది.


ప్రోటియేజ్ కిణ్వము

విజ్ఞానం ఎంతో అభివృద్ధి చెందిన ప్రస్తుత కాలంలో మందులను కనుక్కోడానికి ఒక నిర్దిష్టమైన పద్ధతి ఉన్నది. ఈనాడు ప్రతి వ్యాధికీ DNAలో లేక మాంసకృత్తులలో (proteins) ఏది గురిగా (target) ఉంటుందో అనే విషయాన్ని ముందు పరిశీలిస్తారు. ఒక్కొక్కప్పుడు ఒక మందు ముందే తెలిసి ఉంటే దానిని ఇంకా మంచి మందుగా తయారు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తారు. లేక పోతే ఒక ప్రోటీను ఒక వ్యాధికి కారణం అని సందేహం కలిగితే ఆ ప్రోటీనుపైన పరిశోధనలు చేస్తారు. ఆ ప్రోటీనులో అణువులు ఎలా అమర్చబడి ఉన్నాయో (atomic arrangement) అనే విషయాన్ని మొదట కనుక్కొంటారు. ఆ తర్వాత అందులోని కీలక స్థానం (active site) ఏదో, ఆ చోటులో ఎలాంటి రసాయనిక మిశ్రణాన్ని (chemical compound) ఉపయోగిస్తే ఆ ప్రోటీను రసాయన చర్యను (activity) అణచడానికి (inhibition) కానీ లేక పెంచడానికి (enhancement) కానీ వీలవుతుందో అనే విషయాన్ని పరిశోధిస్తారు. ఇలా ఒక రసాయన మిశ్రణాన్ని కనుగొన్న తరువాత దానిలో వేరువేరు స్థానాలలో ఉండే అణువులను మారిస్తే ఆ మిశ్రమ ధాతువు యొక్క రసాయనిక చైతన్యత ఎలా ఎక్కువవుతుందో లేదా తగ్గుతుందో అనే విషయాన్ని పరామర్శిస్తారు. ఇప్పుడు వాడుకలో ఉండే కొన్ని మందులు (protease inhibitor drugs) ఇందుకు ఉదాహరణ. ఇవి వ్యాధి కలిగించే వైరస్‌కి ముఖ్యమైన కిణ్వపు (enzyme) చేతనత్వాన్ని నిరోధించడం ద్వారా వ్యధిని అదుపులో ఉంచుతాయి. ఉదా: ఎయిడ్స్ వ్యాధికి కారణమైన HIV-1 వైరసులో ఒక ముఖ్యమైన కిణ్వము ప్రోటియేజ్ (Protease) అణు నిర్మాణాన్ని మొదటి చిత్రములో చూడవచ్చును. మామూలుగా ఆ ప్రోటీనుకు పైభాగములో రెక్కల వలె ఉండే భాగము తెరచుకొని ఉంటుంది (ఎడమవైపు). మందు మాలిక్యూలు కీలక స్థానములో ప్రవేశపెట్టబడినప్పుడు ఆ రెక్కలు ఆ మాలిక్యూలును కప్పడానికి మూసుకొంటాయి (కుడివైపు). తద్వారా ఆ ప్రోటీను చేతనత్వాన్ని నిరోధించవచ్చు.

ఇందులోని ముఖ్య విషయం ఏమంటే మందు తక్కువ మోతాదులో ఎక్కువ ఫలితాలను సాధించాలి. మందు మోతాదు ఎంత తక్కువగా ఉంటే అనవసర అవాంఛనీయ ఫలితాలు (side effects) అంత తక్కువగా ఉంటాయి. మన ఉద్దేశం ఒక రోగానికి తగ్గించడం కోసం ఇంకో రోగాన్ని తెప్పించడం కాదు కదా. ఈ మందులను కనుక్కొనే పద్ధతిలో ఎన్ని అంచెలున్నాయో రెండవ చిత్రంలో చూడగలరు. పైన చెప్పినట్లుగా ఈవిధమైన పరిశోధనలలో ఎన్నో విభాగాలకు చెందిన శాస్త్రజ్ఞులు పని చేస్తారు. వైద్యులు (doctors), వైద్య రసాయన శాస్త్రజ్ఞులు (medicinal chemists), జీవ, రసాయన, జీవ-రసాయన శాస్త్రజ్ఞులు (biologists, chemists, biochemists), జీవ అణునిర్మాణ శోధన శాస్త్రజ్ఞులు (Structural biologists in crystallography, NMR, spectroscopy, etc.), కంప్యూటర్ రసాయన శాస్త్రజ్ఞులు (computer chemists), ఇలా ఎందరో వాళ్ల ప్రతిభను ఉపయోగించి ఒకే గురితో సమిష్టిగా పనిచేస్తారు ఈ ఉద్యమంలో.


మందుకు ముందు ఎన్ని పరీక్షలో

ఇలా పరిశోధనలు జరిపిన తరువాత మందుకు కావలసిన లక్షణాలు ఉండే ఒక రసాయన మిశ్రమాన్ని కనుగొన్నారు అనుకొందాం. దీనికి ఒక వ్యాధికి కీలకమైన ఒక ప్రొటీను కార్యకలాపాన్ని అణిచివేసే లక్షణాలు ఉన్నాయి. కాని అంత మాత్రాన ఇది వ్యాధిగ్రస్తులు వాడే మందు కాబోదు. దీనిపైన ఎన్నో పరీక్షలు చేయాలి. మొదట చుంచు ఎలుకలు, కుందేళ్లు, కోతులు వంటి జంతువుల శరీరాల్లో ఆ వ్యాధిని ప్రవేశపెడతారు. వాటికి ఈ మందును ఇచ్చి ఆ వ్యాధినుండి జంతువులు ఎలా తేరుకొంటాయో, తేరుకొన్న తరువాత ఆరోగ్యంగా, అంగవికలత్వం వంటి అవలక్షణాలు లేకుండా ఉంటాయా అనే విషయాన్ని గాఢంగా, దీర్ఘంగా పరిశోధిస్తారు. ప్రధానంగా మనుష్యులకు మాత్రం సంక్రమించే ఎయిడ్స్ వంటి కొన్ని కొన్ని వ్యాధులకు జంతు పరీక్షలు వీలు పడవు. ఇలా మందుల తయారీలో కొన్ని లక్షల జంతువులు బలి అవుతాయి. ఇందుకు బాధగా అనిపించినా ఇది అనివార్యమని మనం గ్రహించాలి. అందుకే అనవసర హింసకు తావు లేకుండా, ఈ జంతువులను జాగ్రత్తగా జీవకారుణ్య దృక్పథముతో చూచుకొని వ్యవహరించడానికి నియమాలున్నాయి. అంటే పరిశోధనకు అవసరమైన మోతాదులోనే ఆ జంతువుకి వ్యాధిని తద్వారా బాధను కలగజేయడం వంటివి. జపాన్‌వంటి దేశాలలో ప్రతి ఏడాది ఒక దినాన్ని చనిపోయిన ఈ జంతువుల జ్ఞాపకార్థం పాటిస్తారు. సౌందర్యదోహదకారులకు (beauty products) కూడా జంతు పరీక్షలు అవసరమే. అనవసరమైన జంతుబలిని అరికట్టాలంటే ఇట్టి ఉపకరణాలను వాడడం మానవచ్చు.