Медицинские препараты, разрабатываемые методами современной биотехнологии

Однако метод генетической инженерии относится к числу пер-спективнейших при получении многих белковых биологических веществ, представляющих ценность для медицины. В области со­здания биологически активных веществ медицинского назначе­ния с помощью метода генетической инженерии исследования продолжаются на следующем этапе — создаются препараты вто­рого поколения, т. е. аналоги природных веществ, обладающих большей эффективностью действия.

При определении целесообразности и экономичности мето­дов генетической инженерии для получения медицинских или других препаратов по сравнению с традиционными способами учитываются многие обстоятельства, в первую очередь доступ­ность этого метода, экономичность его, качество получаемого препарата, новизна, безопасность проведения работ и др.

Метод генетической инженерии является единственным при получении препаратов, если природный микроорганизм или жи­вотные и растительные клетки не культивируются в промыш­ленных условиях. Например, возбудитель сифилиса или малярий­ный плазмодий практически не растет на искусственных пита­тельных средах. Поэтому для получения диагностических препа­ратов или вакцин прибегают к клонированию или синтезу ге­нов протективных антигенов, их встраиванию в легко культиви­руемые бактерии. При выращивании этих рекомбинантных бак-

терий-реципиентов получают нужные антигены, на основе ко­торых создают диагностический препарат или вакцину. Таким образом, уже производится вакцина против гепатита В. Ген HBs-антигена вируса гепатита встроен в дрожжевую клетку; при выращивании дрожжей образуется HBs-антиген, из которого готовят вакцину.

Метод генетической инженерии предпочтительнее также в том случае, когда микроорганизм высоко патогенен и опасен при промышленном производстве. Например, для получения из ВИЧ диагностических препаратов и вакцин предпочитают не выращи­вать вирус в больших количествах, а необходимые антигены получают методом генетической инженерии. К настоящему вре­мени практически все основные антигены ВИЧ (р24, gp41, gpl20 и др.) получены путем выращивания рекомбинантных штаммов Е. coli или дрожжей, способных продуцировать эти антигены. На основе рекомбинантных белков уже созданы диагностические препараты для обнаружения СПИДа.

Метод генетической инженерии используют в том случае, когда исходное сырье для получения препарата традиционным способом является дефицитным или дорогостоящим. Например, лейкоцитарный а-интерферон получают из лейкоцитов донорс­кой крови человека. Из 1 л крови получают 2—3 дозы высоко­концентрированного интерферона. На курс лечения онкологичес­кого больного требуются сотни доз препарата. Следовательно, массовое производство и применение лейкоцитарного интерфе­рона из крови нереально. Производство лейкоцитарного интер­ферона методом генетической инженерии значительно экономич­нее и не требует дефицитного сырья (крови). Его получают пу­тем выращивания рекомбинантных штаммов бактерий (Е. coli, псевдомонад), способных продуцировать интерферон в резуль­тате встройки им гена а-интерферона. Из 1 л культуры реком­бинантных бактерий получают 100—150 доз лейкоцитарного ин­терферона с активностью 10⁶ ME.

Получение природного инсулина — гормона для лечения ди­абета, основанное на извлечении его из поджелудочных желез крупного рогатого скота и свиней, сдерживается дефицитом сы­рья. Кроме того, гормон имеет животное происхождение. Разра­ботанный генетической инженерией метод получения человечес­кого инсулина путем выращивания рекомбинантного штамма Е. coli решил проблему обеспечения больных этим жизненно важ­ным препаратом. Такая же ситуация наблюдается и в отноше­нии гормона роста человека, получаемого из гипофиза умерших людей. Этого гормона не хватало для лечения карликовости, бы­стрейшего заживления ран и т.д. Генетическая инженерия решила эту проблему: достаточно 1000 л культуры рекомбинантного штамма Е. coli, чтобы получить количество гормона, достаточ-

ное для лечения карликовости, например, в такой большой стра­не, как США.

Большую группу иммуноцитокинов эндогенного происхожде­ния (см. главу 9), играющих большую роль в регуляции имму­нитета, кооперации иммунокомпетентных клеток и в связи с этим используемых для лечебных и профилактических целей при иммунодефицитах, опухолях, нарушениях работы иммунной си­стемы, получают главным образом методом генетической инже­нерии, поскольку этот метод эффективнее традиционного. К им-муноцитокинам относят интерлейкины (насчитывают 18 разно­видностей: ИЛ-1, ИЛ-2... ИЛ-18), миелопептиды, факторы рос­та, гормоны вил очковой железы. Все они являются пептидами, вырабатываемыми иммунокомпетентными клетками, и облада­ют биологическим действием, влияют на пролиферацию, диф-ференцировку или физиологическую активность иммунокомпе­тентных и других клеток (Т- и В-лимфоцитов, макрофагов). Им-муноцитокины получают путем культивирования клеток (лимфо­цитов, макрофагов и др.) на искусственных питательных средах. Однако процесс этот сложен, продукция иммуноцитокинов не­значительна и не имеет практического значения. Поэтому для по­лучения иммуноцитокинов применяют метод генетической ин­женерии. Уже созданы рекомбинантные штаммы Е. coli и другие штаммы, продуцирующие интерлейкины (ИЛ-1, 2, 6 и др.), фактор некроза опухолей, фактор роста фибробластов и др. Это значительно ускорило процесс внедрения иммуноцитокинов в практику.

Метод генетической инженерии используется для получения принципиально новых продуктов и препаратов, не существую­щих в природе. Например, только с помощью генетической ин­женерии можно получить рекомбинантные поливалентные жи­вые вакцины, несущие антигены нескольких микроорганизмов. Получен рекомбинантный штамм вируса оспенной вакцины, про­дуцирующий HBs-антиген вируса гепатита В, бешенства, клеще­вого энцефалита. Такие живые вакцины называют векторными.

Метод генетической инженерии позволяет также заменить многие методы, основанные на получении продуктов in vivo, на способы получения этих продуктов in vitro. До последнего вре­мени диагностические, лечебные и профилактические сыворот­ки получали из крови иммунизированных лошадей или вакци­нированных людей-доноров. В настоящее время этот дорогой и непростой способ вытесняется гибридомной техникой получения антител. Эта техника основана на получении клеток-гибридом путем слияния В-лимфоцитов, взятых от иммунизированных жи­вотных и миеломных (раковых) клеток. Образующаяся гибрид­ная клетка (гибридома) обладает способностью миеломной клет­ки быстро размножаться на искусственных питательных средах

и продуцировать при этом антитела (так же, как В-лимфоцит) к антигену, использованному для иммунизации.

Гибридомы, продуцирующие антитела, могут выращиваться в больших масштабах в культиваторах или специальных аппаратах. Поскольку образующиеся гибридомой антитела «произошли» от одной родоначальной клетки (В-лимфоцита), то они называют­ся моноклональными антителами. Моноклональные антитела ши­роко используются для создания диагностических препаратов, а также в некоторых случаях применяются с лечебной целью (в он­кологии).

Многие фармакологические средства до сих пор получают пу­тем переработки лекарственных трав. Для этого необходимо орга­низовать сбор этих трав или выращивать их на плантации. Био­технология и генетическая инженерия позволяют получать эти же природные фармакологические вещества путем выращивания в промышленных условиях культур клеток лекарственных растений. В настоящее время налажен выпуск таким способом десятков ле­карственных средств, среди них женьшень, строфантин и др.