Генно-инженерный инсулин в России

Размещено на http://allbest.ru

Оренбургский государственный медицинский университет

(The Orenburg Medical University)

Генно-инженерный инсулин в России

(Genetic engineering insulin in Russia)

Гулина Е.И. , Маркова Т.Г.

Научный руководитель - к.б.н., доцент Е. Н. Лебедева

(Gulina E.I. , Markova T.G.)

(Research supervisor - Candidate of Biology,

associate professor Lebedeva E.N.)

Оренбург, Россия

(Orenburg, Russia)

В конце 1970-х годов Ю. А. Овчинников одним из первых в нашей стране оценил возможности генетической инженерии для получения практически важных белков и открывающиеся перспективы для развития биотехнологии.

Возглавил в Институте работы по совершенствованию методов химического синтеза и направленного мутагенеза ДНК, по созданию микроорганизмов, продуцирующих несвойственные им пептиды и белки.

В итоге были созданы штаммы-продуценты опиоидного нейропептида лейцин-энкефалина (1979 г.), противовирусного и противоопухолевого белка интерферона-б2 человека (1981 г.) и предшественника инсулина человека -- проинсулина (1983 г.).

На сегодняшний день инсулин, уникальный и столь важный для здоровья человека гормон, может быть получен из различного исходного сырья с помощью специально разработанных и тщательно проверенных технологий. генетический синтез инсулин биотехнология

В зависимости от способа получения различают инсулин следующих видов:

• Свиной или бычий, называемый также препаратом животного происхождения

• Биосинтетический он же свиной модифицированный

• Генно-инженерный или рекомбинантный

• Генно-инженерный модифицированный

• Синтетический

Классификация препаратов инсулина (Рис. 1)

Инсулин человеческий генно-инженерный является распространенным заменителем гормонального инсулина, который производит поджелудочная железа. Используют для синтеза не только генно-измененный гормон человека, но и синтетически созданное вещество.

Рис. 1

Известен способ получения генно-инженерного инсулина человека, состоящий в культивировании штамма-продуцента Е. Coli, продуцирующего проинсулин, содержащий два синтетических IgG связывающих домена стафилококкового белка А.

Рис. 2

Схема выделения заключается в разрушении бактериальных клеток, получении телец включения, содержащих проинсулин (Рис. 2), растворении телец включения, окислительном сульфитолизе проинсулина, его ренатурации, очистке ренатурированного белка аффинной хроматографией, расщеплении проинсулина протеолитическими ферментами (трипсином и карбоксипептидазой Б) и заключительной очистке инсулина высокоэффективной обращенно-фазовой жидкостной хроматографией (Рис. 3).

Рис. 3

«Вырезание» генов проводят с помощью специальных «генетических ножниц», ферментов -- рестриктаз, затем ген «вшивают» в вектор -- плазмиду, с помощью которого ген вводится в бактерию.

«Вшивание» осуществляется с помощью другой группы ферментов -- лигаз.

Причем вектор должен содержать все необходимое для управления работой этого гена -- промотор, терминатор, ген-оператор и ген-регулятор. Кроме того, вектор должен содержать маркерные гены, которые придают клетке-реципиенту новые свойства, позволяющие отличить эту клетку от исходных клеток.

Затем вектор вводится в бактерию, и на последнем этапе отбираются те бактерии, в которых введенные гены успешно работают. Излюбленный объект генных инженеров -- кишечная палочка, бактерия, живущая в кишечнике человека.

Именно с ее помощью получают гормон роста -- соматотропин, гормон инсулин, который раньше получали из поджелудочных желез коров и свиней, белок интерферон, помогающий справиться с вирусной инфекцией.

Препараты подобного типа вступают в реакцию с определенными рецепторами клеточных оболочек, образуя с ними комплексы (Рис. 4).

Рис. 4

При попадании в клетки комплекс препарата влияет на работу, стимулируя ее к большей активности и к выработке дополнительных ферментов. Уровень глюкозы падает за счет того, что она быстрее перерабатывается клетками. После чего ускоряется процесс липогенеза, выработки белков и снижается скорость работы печени по образованию глюкозы.

Для лечения пациента человеческим инсулином характерны следующие особенности:

1. Аллергия, антитела. Изначально предполагалось, что лечение человеческим инсулином не будет провоцировать развитие аллергии и образование антител, но позже выяснилось, что антитела возникают, в том числе и во время беременности, при употреблении человеческого инсулина.

2. Гипогликемия. Признаки приближающейся гипогликемии проявляются в нарушении координации больного, при применении лечения человеческим (синтетическим) инсулином эти симптомы запаздывают, гипогликемию в этом случае предвидеть сложно.

Приступ гипогликемии начинается внезапно.

3. Терапия и оздоровительная польза. Лечение человеческим инсулином в большинстве случаев хорошо переносится больными сахарным диабетом.

4. Профиль действия. Скорость воздействия человеческого инсулина на организм больного выше, чем скорость действия животного инсулина. Действие человеческого инсулина продолжительно по времени.

В настоящее время в России зарегистрированы инсулины двух типов: свиные монокомпонентные и человеческие. Необходимость снизить иммуногенные и антигенные свойства, а также изменить фармакокинетические свойства гормона привела к созданию аналогов инсулина.

Человеческие инсулины в зависимости от метода синтеза подразделяются на две группы: полусинтетические и генноинженерные, являющиеся последними разработками в этой области. Динамика структуры продаж человеческих инсулинов представлена на диаграмме (Рис. 5).

Рис. 5

Объемы продаж полусинтетических инсулинов практически стабильны, рост продаж происходит за счет постоянно возрастающей части генно-инженерных инсулинов.

Инсулины по длительности действия подразделяются на 4 группы, динамика продаж которых продемонстрирована на Рисунке 6.

Рис. 6

Инсулин и его аналоги, в отличие от большинства других генноинженерных препаратов, которые есть на рынке, занимают особое положение. Количество людей с диабетом растет, соответственно, и потребность в инсулине растет с предсказываемым приростом мировой потребности до 20% в год. Недостаточное финансирование по препаратам инсулиновой группы и дефицит отечественных лекарственных средств, отвечающих определенным стандартам, уже на протяжении многих лет является острейшей проблемой. Только за последние 2 года цены на инсулины выросли почти в 2 раза. Поэтому налаживание производства качественного препарата не только решает проблему поддержки больных диабетом, но и является экономически выгодным.

Сегодня инсулины отечественных производителей занимают лишь 4-5 % российского рынка. Причем они выпускают лекарство на основе субстанции, приобретаемой за рубежом. Исключение составляет препарат компании «Герофарм-Био» (ранее «Национальные биотехнологии»), которая осуществляет промышленное производство полного цикла -- от создания первичной субстанции генно-инженерного инсулина человека до выпуска на основе нее готовых лекарственных форм.

В 2003 году «Герофарм-Био» ввели в эксплуатацию первую в России промышленную линию, способную выпускать 30 килограммов субстанции генно-инженерного инсулина. В 2004 году производство по стандартам GMP вышло на заданную производительность. Технология предприятия «Герофарм-Био» -- это 5-я конкурентоспособная технология в мире, экологически безопасная, подтвердившая свою эффективность при работе в промышленных масштабах.

Сегодня они выпускают два вида генно-инженерного инсулина под торговыми наименованиями «Ринсулин Р» (быстрого действия) и «Ринсулин НПХ» (продолжительного действия), оба в виде флаконов, картриджей и шприц-ручек.

Препараты полностью отвечают стандартам европейской и американской фармакопей, при этом их стоимость -- одна из самых низких.

Характеристика препаратов Ринсулин Р и Ринсулин НМХ

генетический синтез инсулин биотехнология

Весь цикл производства отечественного инсулина должен находиться и контролироваться в пределах России и быть в состоянии удовлетворить потребность страны для гарантии лекарственной безопасности. Неоспоримое преимущество «Герофарма» перед другими в том, что это единственный полностью независимый отечественный производитель, имеющий полный цикл производства инсулина в РФ. Самое важное -- инсулин является стратегическим медицинским препаратом. Надо понимать, что есть критические технологии, то есть сложные комплексные технологии, отсутствие которых может грозить стране гуманитарной катастрофой. Эти технологии жизненно важно иметь здесь, в России. Это в полной мере относится к инсулинам. Весь цикл производства отечественного инсулина должен находиться и контролироваться в пределах России и быть в состоянии удовлетворить потребность страны для гарантии лекарственной безопасности. Неоспоримое преимущество «Герофарма» перед другими в том, что мы единственный полностью независимый отечественный производитель, имеющий полный цикл производства инсулина в РФ.

Размещено на Allbest.ru