Interferon er genetisk konstruert. Innhenting av interferoner ved hjelp av genteknologi. Utbredelse i naturen

interferon leukocytt-genvirus

For tiden har metoden for å produsere interferon ved mikrobiologisk syntese blitt anerkjent som mer lovende, noe som gjør det mulig å oppnå målproduktet med et betydelig høyere utbytte fra relativt rimelige utgangsmaterialer. Tilnærmingene som brukes her gjør det mulig å lage varianter av et strukturelt gen som er optimale for bakteriell ekspresjon, samt regulatoriske elementer som kontrollerer dets ekspresjon.

Ulike stammedesign av Pichia pastoris, Pseudomonas putida og Escherichia coli.

Ulempen med å bruke P. pastoris som interferonprodusent er de ekstremt vanskelige fermenteringsforholdene for denne typen gjær og behovet for å strengt opprettholde konsentrasjonen av induktoren, spesielt metanol, under biosynteseprosessen.

Ulempen med å bruke Ps. putida er kompleksiteten i fermenteringsprosessen ved et lavt ekspresjonsnivå (10 mg interferon per 1 liter kulturmedium). Mer produktiv er bruken av Escherichia coli-stammer.

Et stort antall plasmider og E. coli-stammer skapt på deres basis som uttrykker interferon er kjent: E. coli-stammer ATCC 31633 og 31644 med plasmidene Z-pBR322 (Psti) HclF-11-206 eller Z-pBR 322(Pstl)/ HclN SN 35-AHL6 (SU 1764515), E. coli-stamme pINF-AP2 (SU 1312961), E. coli-stamme pINF-F-Pa (AU 1312962), E. Coli-stamme SG 20050 med plasmid p280/21. Coli-stamme SG 20050 med plasmid pINF14 (SU 1703691), E. coli-stamme SG 20050 med plasmid pINF16 (RU 2054041), etc. Ulempen med teknologier basert på bruk av disse stammene er deres ustabilitet, samt utilstrekkelig nivå interferon uttrykk.

Sammen med egenskapene til stammene som brukes, avhenger effektiviteten av prosessen i stor grad av teknologien som brukes for isolering og rensing av interferon.

Det er en kjent metode for å produsere interferon, som inkluderer dyrking av Ps-celler. putida, ødeleggelse av biomasse, behandling med polyetylenimin, fraksjonering med ammoniumsulfat, hydrofob kromatografi på fenylsilokrom C-80, pH-fraksjonering av lysatet, dets konsentrasjon og diafiltrering, ionebytterkromatografi på cellulose DE-52, eluering i pH-gradient, ion byttekromatografi av den resulterende eluenten på cellulose SM-52, konsentrering ved å passere gjennom en filterkassett og gelfiltrering på Sephadex G-100 (SU 1640996). Ulempen med denne metoden, i tillegg til den komplekse flertrinnsfermenteringen, er flertrinnsprosessen for å oppnå sluttproduktet.

Det er også en kjent metode for å produsere interferon, som inkluderer dyrking av E. coli-stammen SG 20050/pIF16 i LB-buljong i kolber i en termostatisert shaker, sentrifugering av biomassen, vasking med bufferløsning og ultralydbehandling for å ødelegge cellene. Det resulterende lysatet sentrifugeres, vaskes med en 3M urealøsning i buffer, oppløses i en løsning av guanidinklorid i buffer, behandles med ultralyd, sentrifugeres, oksidativ sulfitolyse, dialyse mot 8 M urea, renaturering og siste totrinns kromatografi på CM- 52 cellulose og Sephadex G-50 (RU 2054041).

Ulempene med denne metoden er dens relativt lave produktivitet av hovedstadiene i isolasjons- og renseprosessen. Dette gjelder spesielt ultralydbehandling av produktet, dialyse og oksidativ sulfitolyse, som fører til ustabilitet i utbyttet av interferon, samt umuligheten av å bruke denne metoden til industriell produksjon av interferon.

Produksjonsmetoden kan angis som nærmeste analog (prototype) leukocytt interferon menneske, som består i å dyrke en rekombinant stamme av E. coli, fryse den resulterende biomassen ved en temperatur som ikke overstiger -70°C, tine, ødelegge cellene i mikroorganismen med lysozym, fjerne DNA og RNA ved å introdusere DNase i lysatet og rensing av den isolerte uløselige formen av interferon ved vasking med en bufferløsning med vaskemidler, oppløsning av interferonbunnfallet i en løsning av guanidinhydroklorid, renaturering og ett-trinns rensing ved ionebytterkromatografi. E. coli SS5-stammen oppnådd ved bruk av det rekombinante plasmidet pSS5 som inneholder tre promotere: Plac, Pt7 og Ptrp, og alfa-interferon-genet med introduserte nukleotidsubstitusjoner brukes som produsent.

Ekspresjon av interferon av E. coli SS5-stammen som inneholder dette plasmidet kontrolleres av tre promotere: Plac, Pt7 og Ptrp. Nivået av interferonekspresjon er ca. 800 mg per 1 liter cellesuspensjon.

Ulempen med denne metoden er den lave teknologiske effektiviteten ved bruk av enzymatisk ødeleggelse av celler, DNA og RNA av mikroorganismen og ett-trinns kromatografisk rensing av interferon. Dette forårsaker ustabilitet i prosessen med frigjøring av interferon, fører til en reduksjon i kvaliteten og begrenser muligheten for å bruke ovennevnte skjema for industriell produksjon av interferon.

Ulempene med dette plasmidet og stammen basert på det er bruken i plasmidet av en sterk uregulert promoter av T7-fagen i E. coli-stammen BL21 (DE3), hvor T7 RNA-polymerasegenet er lokalisert under promoteren av lac-operonen og som alltid "flyter". Følgelig skjer syntesen av interferon kontinuerlig i cellen, noe som fører til dissosiasjon av plasmidet og en reduksjon i levedyktigheten til cellene i stammen, og som et resultat en reduksjon i utbyttet av interferon.

Et eksempel på å oppnå rekombinant interferon:

600 g biomasse av Pseudomonas putida 84-celler inneholdende det rekombinante plasmidet p VG-3, etter dyrking, inneholdt 130 mg alfa-2-interferon. Cellene ble lastet inn i en ballistisk disintegrator med kapasitet på 5,0 liter med en mekanisk rører og 3,0 liter lyseringsbuffer inneholdende 1,2 % ble tilsatt. natriumklorid 1,2 % tris-(hydroksymetyl)-aminometan, 10 % sukrose, 0,15 % etylendiamintetraeddiksyre (EDTA), 0,02 % fenylmetylsulfonylfluorid og 0,01 % ditiotreitol ved pH 7,7. Biomassen ble blandet til en homogen suspensjon ble oppnådd i 30 minutter, deretter desintegrert i sirkulasjonsmodus i en ballistisk disintegrator i henhold til bruksanvisningen. Desintegreringstiden var 1,5 t. Desintegreringsprosessen ble fullført da det ved mikroskopering av preparatet i flere synsfelter av mikroskopet praktisk talt ikke ble observert hele celler av mikroorganismer. Volumet av den lyserte biomassesuspensjonen var 3,5 l.

Lysatet oppnådd på dette stadiet gikk deretter inn i utfellingsstadiet nukleinsyrer. For å gjøre dette ble 180 ml av en 5 % polyetyleniminløsning tilsatt til beholderen som inneholdt lysatet under omrøring med en hastighet på 1-1,2 l/time. Suspensjonen ble omrørt i 1 time og sentrifugert for å separere nukleinsyresedimentet i 1 time ved (9500±500) rpm, ved en temperatur på (5±2)C. Etter sentrifugering ble supernatanten separert, hvis volum var 3,0 L.

Under langsom omrøring med en rører ble 182 g tørt ammoniumsulfat helt i supernatanten i små porsjoner (hver etterfølgende porsjon ble tilsatt etter at den forrige var fullstendig oppløst). Etter at tilsetningen av ammoniumsulfat var fullført, ble omrøringen fortsatt til saltet var fullstendig oppløst og suspensjonen av proteinsediment ble holdt ved en temperatur på (5 ± 2) C i 16 timer, og deretter sentrifugert i 1 time ved (13500 ± 500) rpm ved en temperatur på (5 ± 2) MED.

Det resulterende bunnfallet ble oppløst i destillert vann, noe som brakte det totale volumet til 4 liter. For å utfelle medfølgende proteiner ble det utført syrefraksjonering av den resulterende løsningen inneholdende alfa-2-interferon. For å gjøre dette ble 5,0 ml 50% eddiksyre tilsatt til løsningen til pH 4,75. Den resulterende blandingen ble overført til et kjøleskap og hensatt ved en temperatur på (5±2)C i 3 timer, deretter ble proteinsuspensjonen sentrifugert ved (13500±500) rpm i 30 minutter ved (5±2)C.

Til 4 L supernatant ble 50,0 ml 1 M Tris-løsning tilsatt til pH (6,9 ± 0,1). Konsentrasjon totalt protein, bestemt ved Lowry-metoden, var 9,0 mg/ml, den biologiske aktiviteten til alfa-2-interferon (6,80,5) 106 IU/ml. Spesifikk aktivitet 8,5105 IE/mg. Det totale innholdet av alfa-2-interferon på dette stadiet er 2,91010 IE.

Soloz KG-sorbent i en mengde på 0,6 1 i form av en vandig suspensjon ble plassert i en kromatografisk kolonne. Deretter, ved hjelp av en peristaltisk pumpe, 2,0 l 0,2 M natriumhydroksidløsning, 6,0 l destillert vann og 4,5 l 0,05 M tris-acetatbufferløsning ved pH (7,1±0,1), som ble overvåket med et pH-meter ved kl. utløpet av kolonnen.

En proteinløsning inneholdende alfa-2-interferon ble fortynnet med destillert vann til en konduktivitet på (6,0+2,0) mS/cm ved romtemperatur. Volumet av løsningen var 19,2 liter.

Løsningen ble påført kolonnen med en hastighet på 1,5 l/time, deretter ble sorbenten vasket med 2,0 1 Tris-acetatbuffer 0,05 M ved pH 7,0. Eluering ble utført med 1,2 1 0,05 M Tris-løsning med pH (10,2 ± 0,1) Interferoninnholdet i fraksjoner samlet ved bruk av en fraksjonsoppsamler ble bestemt ved enzymimmunoassay.

Konsentrasjonen av totalt protein, bestemt ved Lowry-metoden, er (2,2 ± 0,2) mg/ml, den biologiske aktiviteten til alfa-2-interferon (2,1 ± 0,5) 107 IE/ml, den spesifikke aktiviteten til medikamentet (9,7 ± 0,5) )106 IE/mg. Det totale innholdet av alfa-2-interferon på dette stadiet er (1,5±0,5)1010 IE.

Spherocell qae-sorbent i en mengde på 0,15 l i form av en vandig suspensjon ble fylt inn i kolonnen og vasket med en hastighet på 0,15 l/time suksessivt med 0,5 l av en 2 M natriumkloridløsning, 1,5 l destillert vann og 1,0 liter. 1 trisacetatbufferløsning 0,05 M med pH 8,0, overvåking av pH i bufferløsningen ved utløpet av kolonnen med et pH-meter.

En 0,7 L proteinløsning inneholdende alfa-2-interferon ble påført en 0,15 L Spherocell-QAE-sorbentkolonne med en hastighet på 0,2 L/time. Kolonnen ble vasket med 0,1 L Tris-acetat 0,05 M bufferløsning (pH 8,0), deretter ble urenhetsproteinene vasket med 1,0 L av samme bufferløsning med tilsetning av 0,05 M NaCl. Interferon ble eluert med 0,8 L 0,1 M natriumacetatbufferløsning ved pH 5,0. Innholdet av alfa-2-interferon i fraksjonene samlet ved bruk av en oppsamler ble bestemt ved hjelp av enzymimmunoanalysemetoden. Proteinkonsentrasjonen var (0,35±0,05) mg/ml, den biologiske aktiviteten til alfa-2 interferon var (1,7±0,2)107 IE/ml. Den spesifikke aktiviteten til legemidlet er 5,5107 IE/mg protein. Eluatet inneholdt 1,20 x 1010 ME. Utbyttet av biologisk aktivitet på dette stadiet er 82,5%.

Den resulterende løsningen ble justert til pH (5,0±0,1) 50 % eddiksyre og fortynnet med 0,05 M natriumacetatbufferløsning. Den spesifikke elektriske ledningsevnen var (0,29±0,02) mS/cm ved en temperatur på (5±2)C. Proteinløsningen fremstilt på denne måten ble påført en kolonne med Spherocell LP-M sorbent med en hastighet på 0,1 l/t, vasket med 0,3 1 av bufferløsningen ovenfor, og deretter ble interferon eluert ved bruk av en lineær gradient av natriumkloridkonsentrasjon laget ved bruk av en Ultragrad gradientblander. Eluatet ble fraksjonert ved bruk av en fraksjonssamler og konsentrasjonen av totalt protein og alfa-2 interferon ble målt. Proteinkonsentrasjon i sammenslåtte fraksjoner (0,45±0,02) mg/ml. Volumet av løsningen er 0,1 l. Totalt innhold av alfa-2 interferon (8,6±0,2)109 IE. Spesifikk aktivitet - e (7,5±0,2)107 IE/mg. Utbyttet på dette stadiet er 73 %.

Den resulterende 0,1 L løsning 3 ble konsentrert til (5,0 ± 0,2) ml ved bruk av en ultrafiltreringscelle ved bruk av en Amicon YM-3 membran. Prøven fremstilt på denne måten ble påført en kolonne med Sephadex G-100 sorbent, ekvilibrert med fosfatbufret saltvann ved en hastighet på 0,025 l/t. Volumet av fraksjonene er 10,0 ml. Fraksjonene oppnådd etter kromatografi ble testet for innholdet av alfa-2-interferon ved bruk av enzymimmunoanalysemetoden og kombinasjonsfraksjoner som inneholdt hovedtoppen av alfa-2-interferon. Volumet av den resulterende løsning var 30,2 ml. Konsentrasjonen av totalt protein, bestemt ved Lowry-metoden, er (0,90 ± 0,02) mg/ml. Det totale innholdet av alfa-2-interferon i løsningen er 5,5109 ME. Den spesifikke aktiviteten til det resulterende alfa-2-interferonpreparatet er 2,3108 IE/mg. Utbyttet av alfa-2-interferon på dette stadiet er 90,2%. Det resulterende produktet ble sterilisert og pakket. Generell utgang medikament 35,8 %, inkludert 51 % ved rensetrinnet.

For å oppnå store mengder IFN, brukes seks-dagers monolagskulturer av kyllingembryoceller eller dyrkede humane blodleukocytter infisert med en viss type virus. Med andre ord, for å oppnå IFN, opprettes et spesifikt viruscellesystem.

Genet ansvarlig for biosyntesen av IFN ble isolert fra en menneskelig celle. Eksogent humant IFN produseres ved bruk av rekombinant DNA-teknologi. Prosedyren for å isolere IFN-s cDNA er som følger:

1) mRNA isoleres fra humane leukocytter, fraksjoneres etter størrelse, revers transkriberes og settes inn i stedet til et modifisert plasmid.

2) Det resulterende produktet brukes til å transformere E. coli; de resulterende klonene er delt inn i grupper som identifiseres.

3) Hver gruppe av kloner hybridiseres med IFN - mRNA.

4) Fra de resulterende hybridene som inneholder cDNA og chRNA, blir mRNA isolert og translatert i proteinsyntesesystemet.

5) Bestem den antivirale interferonaktiviteten til hver blanding oppnådd som et resultat av translasjon. Gruppene som viste interferonaktivitet inneholder en klon med cDNA hybridisert med IFN - mRNA; re-identifiser en klon som inneholder full-lengde humant IFN cDNA.


Relatert informasjon.


Interferoner er proteinmolekyler med en molekylvekt på 15 000 til 21 000 dalton produsert og utskilt av celler som respons på virusinfeksjon eller andre patogener.

Interferoner (IFN) er en gruppe autogene glykoproteiner, hvis virkningsbiomekanisme er assosiert med en samtidig antiviral effekt - aktivering av cellulære gener, som et resultat av hvilke proteiner syntetiseres som hemmer syntesen av viralt DNA (RNA) og har en immunmodulerende effekt - evnen til å forbedre uttrykket av antigener på cellemembraner og øke aktiviteten til cytotoksiske T-celler og naturlige drepeceller.

IFN-er er delt inn i to typer. Den første typen, som virker som hemmere av viral replikasjon og har en overveiende antiviral effekt, inkluderer 22 forskjellige undertyper av IFN-α og en undertype av IFN-β. Den andre typen, som viser immunmodulerende aktivitet, inkluderer IFN-y.

Det er tre immunologisk distinkte klasser av IFN: IFN-α, IFN-β, IFN-γ.

Naturlig forekommende IFN inkluderer lymfoblastoid og leukocytt IFN (IFN-α), syntetisert av henholdsvis stimulerte humane monocytter og B-lymfocytter, som deretter ekstraheres og renses; fibroblast IFN (IFN-β), oppnådd fra human fibroblastkultur, og T-lymfocytt IFN (IFN-y).

Kunstig syntetiserte IFN-er inkluderer rekombinant IFN-α, som er en svært renset enkelt undertype av IFN-α produsert ved bruk av rekombinant molekylær teknologi.

Det er kjente metoder for å oppnå humant leukocytt-interferon fra leukocytter av humant donorblod, indusert av virus og andre induktorer.

Den største ulempen med disse metodene for å produsere interferoner er sannsynligheten for forurensning av sluttproduktet med humane virus, som hepatitt B- og C-virus, immunsviktvirus, etc.

For tiden har metoden for å produsere interferon ved mikrobiologisk syntese blitt anerkjent som mer lovende, noe som gjør det mulig å oppnå målproduktet med et betydelig høyere utbytte fra relativt rimelige utgangsmaterialer. Tilnærmingene som brukes her gjør det mulig å lage varianter av et strukturelt gen som er optimale for bakteriell ekspresjon, samt regulatoriske elementer som kontrollerer dets ekspresjon.

Ulike stammedesign av Pichia pastoris, Pseudomonas putida og Escherichia coli brukes som kildemikroorganismer.

Ulempen med å bruke P. pastoris som interferonprodusent er de ekstremt vanskelige fermenteringsforholdene for denne typen gjær og behovet for å strengt opprettholde konsentrasjonen av induktoren, spesielt metanol, under biosynteseprosessen.

Ulempen med å bruke Ps. putida er kompleksiteten i fermenteringsprosessen ved et lavt ekspresjonsnivå (10 mg interferon per 1 liter kulturmedium). Mer produktiv er bruken av Escherichia coli-stammer.

Et stort antall plasmider og E. coli-stammer skapt på deres basis som uttrykker interferon er kjent: E. coli-stammer ATCC 31633 og 31644 med plasmidene Z-pBR322 (Psti) HclF-11-206 eller Z-pBR 322(Pstl)/ HclN SN 35-AHL6 (SU 1764515), E. coli-stamme pINF-AP2 (SU 1312961), E. coli-stamme pINF-F-Pa (AU 1312962), E. Coli-stamme SG 20050 med plasmid p280FkoNK.Vr. og andre, Bioorganic chemistry, 1987, v. 13, nr. 9, s. 1186-1193), E. Coli SG 20050-stamme med pINF14-plasmid (SU 1703691), E. coli SG 20050-stamme med plas pINF416 0 5mid (4016) og etc. Ulempen med teknologier basert på bruken av disse stammene er deres ustabilitet, så vel som det utilstrekkelige nivået av interferonekspresjon.

Sammen med egenskapene til stammene som brukes, avhenger effektiviteten av prosessen i stor grad av teknologien som brukes for isolering og rensing av interferon.

Det er en kjent metode for å produsere interferon, som inkluderer dyrking av Ps-celler. putida, ødeleggelse av biomasse, behandling med polyetylenimin, fraksjonering med ammoniumsulfat, hydrofob kromatografi på fenylsilokrom C-80, pH-fraksjonering av lysatet, dets konsentrasjon og diafiltrering, ionebytterkromatografi på cellulose DE-52, eluering i pH-gradient, ion byttekromatografi av den resulterende eluenten på cellulose SM-52, konsentrering ved å passere gjennom en filterkassett og gelfiltrering på Sephadex G-100 (SU 1640996). Ulempen med denne metoden, i tillegg til den komplekse flertrinnsfermenteringen, er flertrinnsprosessen for å oppnå sluttproduktet.

Det er også en kjent metode for å produsere interferon, som inkluderer dyrking av E. coli-stammen SG 20050/pIF16 i LB-buljong i kolber i en termostatisert shaker, sentrifugering av biomassen, vasking med bufferløsning og ultralydbehandling for å ødelegge cellene. Det resulterende lysatet sentrifugeres, vaskes med en 3M urealøsning i buffer, oppløses i en løsning av guanidinklorid i buffer, behandles med ultralyd, sentrifugeres, oksidativ sulfitolyse, dialyse mot 8 M urea, renaturering og siste totrinns kromatografi på CM- 52 cellulose og Sephadex G-50 (RU 2054041).

Ulempene med denne metoden er dens relativt lave produktivitet av hovedstadiene i isolasjons- og renseprosessen. Dette gjelder spesielt ultralydbehandling av produktet, dialyse og oksidativ sulfitolyse, som fører til ustabilitet i utbyttet av interferon, samt umuligheten av å bruke denne metoden til industriell produksjon av interferon.

Som nærmeste analog (prototype) kan en metode for å oppnå humant leukocyttinterferon være indisert, som består i å dyrke en rekombinant stamme av E. coli, fryse den resulterende biomassen ved en temperatur som ikke overstiger -70°C, tine, ødelegge mikroorganismeceller med lysozym, fjerning av DNA og RNA ved å innføre i DNAse-lysatet og rensing av den isolerte uløselige formen av interferon ved å vaske med en bufferløsning med vaskemidler, løse opp interferonbunnfallet i en løsning av guanidinhydroklorid, renaturering og ett-trinns rensing ved ion utvekslingskromatografi. E. coli SS5-stammen oppnådd ved bruk av det rekombinante plasmidet pSS5 som inneholder tre promotere: Plac, Pt7 og Ptrp, og alfa-interferon-genet med introduserte nukleotidsubstitusjoner brukes som produsent.

Ekspresjon av interferon av E. coli SS5-stammen som inneholder dette plasmidet kontrolleres av tre promotere: Plac, Pt7 og Ptrp. Nivået av interferonekspresjon er ca. 800 mg per 1 liter cellesuspensjon.

Ulempen med denne metoden er den lave teknologiske effektiviteten ved bruk av enzymatisk ødeleggelse av celler, DNA og RNA av mikroorganismen og ett-trinns kromatografisk rensing av interferon. Dette forårsaker ustabilitet i prosessen med frigjøring av interferon, fører til en reduksjon i kvaliteten og begrenser muligheten for å bruke ovennevnte skjema for industriell produksjon av interferon.

Ulempene med dette plasmidet og stammen basert på det er bruken i plasmidet av en sterk uregulert promoter av T7-fagen i E. coli-stammen BL21 (DE3), hvor T7 RNA-polymerasegenet er lokalisert under promoteren av lac-operonen og som alltid "flyter". Følgelig skjer syntesen av interferon kontinuerlig i cellen, noe som fører til dissosiasjon av plasmidet og en reduksjon i levedyktigheten til cellene i stammen, og som et resultat en reduksjon i utbyttet av interferon.

For å oppnå store mengder IFN, brukes seks-dagers monolagskulturer av kyllingembryoceller eller dyrkede humane blodleukocytter infisert med en viss type virus. Med andre ord, for å oppnå IFN, opprettes et visst viruscellesystem.

Genet ansvarlig for biosyntesen av IFN ble isolert fra en menneskelig celle. Eksogent humant IFN produseres ved bruk av rekombinant DNA-teknologi. Prosedyren for å isolere IFN-s cDNA er som følger:

1) mRNA isoleres fra humane leukocytter, fraksjoneres etter størrelse, revers transkriberes og settes inn i stedet til et modifisert plasmid.

2) Det resulterende produktet brukes til å transformere E. coli; de resulterende klonene er delt inn i grupper som identifiseres.

3) Hver gruppe av kloner hybridiseres med IFN - mRNA.

4) Fra de resulterende hybridene som inneholder cDNA og chRNA, blir mRNA isolert og translatert i proteinsyntesesystemet.

5) Bestem den antivirale interferonaktiviteten til hver blanding oppnådd som et resultat av translasjon. Gruppene som viste interferonaktivitet inneholder en klon med cDNA hybridisert med IFN - mRNA; en klon som inneholder full-lengde humant IFN cDNA blir re-identifisert.

2. Virkningsmekanismer for interferoner

IFN-er viser noen aktiviteter som lymfokiner og immunmodulatorer. Type I IFN, som først og fremst virker som hemmere av viral replikasjon i cellen, utøver sin effekt ved å stimulere produksjonen av cellulære enzymer av ribosomer av vertsceller, som hemmer produksjonen av virus, forstyrrer translasjonen av viralt mRNA og syntesen av virale proteiner.

IFN-er produseres av de fleste dyrearter, men manifestasjonen av deres aktivitet er artsspesifikk, dvs. de virker bare i den dyrearten de er produsert av.

IFN-er forårsaker induksjon av tre enzymer:

proteinkinase som forstyrrer Første etappe bygge en peptidkjede;

oligoisoadenylatsyntetase, som aktiverer RNase, som ødelegger viralt RNA;

fosfodiesterase, som ødelegger de endelige nukleotidene til tRNA, noe som fører til forstyrrelse av peptidforlengelsen.

Tatt i betraktning de antivirale og immunmodulerende effektene av IFN, har NPO Biomed foreslått og vellykket testet stikkpiller med IFNan1 og probiotika for behandling av dysbakteriose av viral og bakteriell etiologi, candidiasis; i gynekologisk praksis for behandling av endometritt, kolpitt, vaginitt og gynekologisk herpes.

3. Terapeutisk bruk av human INF

Det er to generasjoner med interferonmedisiner. Den første generasjonen er preget av naturlig opprinnelse, der den er hentet fra blod fra givere. Tørt humant leukocyttinterferon oppnås fra det, som brukes til inhalering og instillasjon i nesegangene. De produserer også interferon i suppositorier, renset konsentrert interferon i tørr form og leukinferon.

Denne metoden for å skaffe interferonbaserte medisiner er ganske kostbar og utilgjengelig, derfor, på slutten av 1900-tallet, ved å bruke genteknologi Andre generasjons interferonpreparater ble laget.

Dermed var det mulig å utvikle legemidler Viferon, Interal og andre som inneholder rekombinant menneskelig interferon alfa-

På grunn av deres unike egenskaper Interferonpreparater brukes i behandling og forebygging av alle luftveissykdommer, de fleste kreftformer, og til behandling av mange virussykdommer og influensa. Interferonpreparater er mye brukt i behandlingen av hepatitt B og C: interferon begrenser utviklingen av viruset, forhindrer forekomsten av skrumplever og eliminerer død.

Noen interferonmedisiner har bivirkninger, For eksempel, hudutslett, allergier og sykdommer i det hematopoietiske systemet.

Ved langvarig bruk av interferon produserer kroppen antistoffer mot interferon, noe som gjør den ikke i stand til å bekjempe virus. Årsaken til disse fenomenene ligger i tilstedeværelsen av albumin i interferonbaserte preparater.

Albumin er hentet fra blod, så det er en risiko (om enn minimal) for å få hepatitt og andre blodbårne sykdommer.

Legemiddelnavn

Undertype INF

Metode for å skaffe

farmakologisk effekt

Indikasjoner for bruk

Interferon

Biosyntese i dyrkede leukocytter av donorblod under påvirkning av virus

Antiviral, immunmodulerende, antiproliferativ

Virussykdommer, leukemi, ondartet melanom, nyrekreft, karsinoid syndrom

Forrigling

Biosyntese i dyrkede leukocytter av donorblod under påvirkning av paramykovirus

Undertrykker aktiviteten til en rekke virus

Virale øyesykdommer, hepatitt

Rekombinant

Antiviral, immunmodulerende, hemmer spredningen av et bredt spekter av tumorceller

Epitelform av akutt og tilbakevendende viral øyeinfeksjon; onkologiske sykdommer

Interferon alfa-2a

Rekombinant. Protein som inneholder 165 aminosyrer

Antiviral, antitumoraktivitet

Leukemisk retikuloendoteliose, Kaposis sarkom, nyrekreft, blærekreft, melanom, herpes zoster

Reaferon

Rekombinant INF produsert av en bakteriestamme av pseudomonas, hvis genetiske apparat inneholder det humane leukocytt-IFN α2-genet. Identisk med human leukocytt IFN α2.

Virale, tumorsykdommer

Interferon alfa – n1

Høyrenset human INF

Antiviralt

Kronisk aktiv smittsom hepatitt I

Inreferon beta

Superproduksjon av humane fibroblaster av en stimulator i nærvær av inhibitorer metabolske prosesser

Antiviral, immunmodulerende, antitumoraktivitet

Kroniske virusinfeksjoner innen oftalmologi, gynekologi og urologi, dermatologi, hepatologi, onkologi

Interferon gamma

Rekombinant

Antiviral, immunmodulerende, antitumoraktivitet

Kroniske granulomatøse sykdommer

1. www.antibiotic.ru/ab/brviri.shtml

2. www.interferon.su/php/content.php?id=71

3. www.pharmvestnik.ru

4. Midlertidig farmakopéartikkel 42U-23/60-439-97. Interferon human rekombinant alfa-2.

5. Gavrikov A.V. Optimalisering av bioteknologisk produksjon av rekombinante humane interferonstoffer - M., 2003,

6. Glick B., Pasternak J. Molecular biotechnology / B. Glick, J. Pasternak. – M., Mir, 2002.

7. Statens farmakopé til USSR. XI utg., hefte 1.- S. 175.

8. Statens legemiddelregister / Utg. A.V. Katlinsky og andre - M., 2002.

9. Naroditsky B.S. Molekylær bioteknologi av interferoner. // samling av vitenskapelig og praktisk konferanse “Interferon – 50 år”. – M., 2007, s. 17-23

10. Grunnleggende om farmasøytisk bioteknologi: Opplæringen/ T.P. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhaleva. – Rostov ved Don: Phoenix; Tomsk: NTL Publishing House, 2006.

11. Frolov A.F., Vovk A.D., Dyadyun S.T. Effektiviteten av rekombinant alfa-to-interferon i viral hepatitt B // Medical Affairs. - Kiev, 1990. - Nr. 9. - S. 105–108.

I 1957 oppdaget forskere at celler infisert med et virus produserer et spesielt stoff som hemmer reproduksjonen av både homologe og heterologe virus, som de kalte interferon. Hvis immunsystemet sørger for proteinhomeostase og gjennom det eliminerer fremmed genetisk informasjon, så påvirker interferonsystemet direkte fremmed genetisk informasjon, og eliminerer den fra kroppen for cellenivå, og dermed sikre nukleinsyrehomeostase. Interferonsystemet samhandler tett med immunsystemet.
Interferoner er kodet i cellens genetiske apparat. Genene for humant fibroblastinterferon er lokalisert i 2., 9. og lange armer til det 5. kromosomet, det transkripsjonsregulerende middelet er lokalisert i den korte armen til samme kromosom. Genet som bestemmer mottakelighet for interferon er lokalisert på det 21. kromosomet. Genet for α-interferon er lokalisert på 9. kromosom, og for γ-interferon - på 11. kromosom.
Interferonsystemet har ikke sentral myndighet, siden alle celler i kroppen til virveldyr har evnen til å produsere interferon, selv om hvite blodceller produserer det mest aktivt.
Interferon produseres ikke spontant av intakte celler, og for dannelsen er det nødvendig med induktorer, som kan være virus, bakterielle toksiner, ekstrakter fra viltsoppbakterier, fytohemagglutininer, syntetiske stoffer - polykarboksylater, polysulfater, dekstraner, men de mest effektive induserne av interferon er doble. -trådet RNA: dobbelttrådet viralt RNA dobbelttrådet syntetiske kopolymerer av ribonukleotider (poly-GC, poly-IC), etc. Induksjon av interferon oppstår på grunn av derepresjon av dets gener.
Typer interferoner. Tre typer humane interferoner er kjent: a-interferon, eller leukocyttinterferon, som produseres av leukocytter behandlet med virus og andre midler; β-interferon, eller fibroblastinterferon, som produseres av fibroblaster behandlet med virus og andre midler. Begge disse interferonene tilhører type 1. Det sterkere γ-interferonet, eller immuninterferonet, tilhører type 2. Det finnes flere undertyper av α-interferon, og det totale antallet hos mennesker er det opptil 25. Sammenlignende egenskaper for humane interferoner er gitt i tabellen. Interferonaktivitet måles i internasjonale enheter (IE). En enhet tilsvarer mengden interferon som hemmer virusreproduksjonen med 50 %.
Under induksjonen av interferoner syntetiseres to av dens typer. Under induksjon av interferon på lymfoblaster dannes således 87 % leukocytter og 13 % fibroblastinterferon; når interferon induseres på fibroblaster, oppstår de motsatte forhold. Synergistiske interaksjoner kan eksistere mellom de tre typene interferoner.

tabell 2
Sammenlignende egenskaper av humane interferoner

Egenskaper til interferoner. Interferoner har vevsspesifisitet. Dette betyr at humant interferon bare er aktivt i menneskekroppen, men er inaktivt i andres kropp. biologiske arter. Selvfølgelig er barrierene for artsspesifisitet ikke absolutte: menneskelig interferon viser en viss aktivitet i vevet til store aper, og kyllinginterferon i kroppene til nært beslektede arter av kyllingfamilien. Imidlertid avtar interferonaktiviteten i heterogene organismer kraftig.
Derfor kan vi konkludere med at interferoner som dukket opp i virveldyr utviklet seg sammen med vertene deres. Interferon er et relativt stabilt protein som tåler et surt miljø (pH2,2), som brukes til isolering og rensing. De antigene egenskapene til interferoner er dårlig uttrykt, og det er grunnen til at antistoffer mot dem kun kan oppnås etter gjentatte immuniseringer.
Interferoner har ikke spesifisitet for virus og har en hemmende effekt på reproduksjonen av ulike virus, selv om ulike virus har ulik følsomhet for interferon. Følsomhet for neme faller vanligvis sammen med interferon-induserende aktivitet. De mest brukte interferon-induktorene, det er virus for titrering, er rhabdovirus (vesikulært stomatittvirus), paramyxovirus og togavirus. Interferonproduksjon avhenger også av arten av cellene som brukes. Det er celler som er defekte i flere interferon-gener.
Interferoner har antivirale, antitumor-, immunmodulerende og mange andre effekter. Deres antivirale effekt er mest studert, og det er på virale modeller at de biologiske og andre egenskapene til interferoner har blitt belyst.
Interferon har en antitumoreffekt i parenteral administrering i store doser, assosiert med dets undertrykkelse av cytoproliferativ aktivitet. Tilsetningen av interferon til en kultur av normale celler er ledsaget av hemming av DNA-syntese innen 2 timer. I virusinduserte svulster hemmer interferon reproduksjonen av onkovirus og undertrykker samtidig cytoproliferativ aktivitet.
Interferon er en regulator av ulike mekanismer for immunresponsen, og har en stimulerende eller hemmende effekt på immunresponser.
Virkningsmekanismen til interferon. Interferon binder seg til cellulære reseptorer lokalisert på plasmamembranen, som fungerer som et signal for derepresjon av de tilsvarende genene. Som et resultat induseres syntesen av en spesiell proteinkinase PK, som er tilstede i spormengder i alle pattedyrceller og aktiveres av lave konsentrasjoner av dobbelttrådet RNA, og i virusinfiserte celler av virale replikasjonskomplekser.
Proteinkinase fosforylerer α-underenheten til translasjonsinitieringsfaktoren eIF-2, og fosforylering blokkerer aktiviteten til initieringsfaktoren. Som et resultat kan ikke mRNA bundet av initieringskomplekset binde seg til den store ribosomale underenheten, og derfor blokkeres translasjonen. Den initierende faktoren eIF-2 er like nødvendig for translasjonen av både cellulære og virale mRNA-er, men oversettelsen av virale mRNA-er assosiert med virale dobbelttrådete RNA-strukturer er hovedsakelig blokkert som et resultat av lokal aktivering av proteinkinase.
I interferon-behandlede celler induseres syntesen av et enzym, syntetase, som katalyserer 2,5-oligoadenylsyre, som endrer virkningen av cellulære nukleaser for å ødelegge virale mRNA. Dermed blir virale mRNA-er ødelagt av nukleaser. Interferons blokkering av stadiet for translasjonsinitiering og ødeleggelse av mRNA bestemmer dens universelle virkningsmekanisme ved infeksjoner forårsaket av virus med forskjellig genetisk materiale.
Bruk av interferoner. Interferoner brukes til å forebygge og behandle en rekke virusinfeksjoner. Effekten deres bestemmes imidlertid av dosen av stoffet høye doser interferon har giftig effekt. Interferoner er mye brukt for influensa og andre akutte luftveissykdommer. Legemidlet er effektivt på tidlige stadier sykdommer, påført topisk, for eksempel ved instillasjon eller administrering ved bruk av en inhalator Airways i konsentrasjoner opp til 3∙104-5∙104 enheter 2-3 ganger daglig. For konjunktivitt brukes interferon i form av øyedråper. Interferoner har terapeutisk effekt for hepatitt B, herpes, så vel som for ondartede neoplasmer. For disse sykdommene, mer enn høye konsentrasjoner. Legemidlet brukes parenteralt - intravenøst ​​og intramuskulært i en dose på 105 enheter per 1 kg kroppsvekt. Høyere doser har bivirkning(temperaturøkning, hodepine, hårtap, svekket syn, etc.). Interferon kan også forårsake lymfopeni, forsinket modning av makrofager og alvorlig sjokktilstander, pasienter med kardiovaskulære sykdommer - hjerteinfarkt. Rensing av interferon reduserer toksisiteten betydelig og tillater bruk av høye konsentrasjoner. Rensing utføres ved anvendelse av affinitetskromatografi ved bruk av monoklonale antistoffer interferon.
Genetisk konstruert interferon. Genetisk konstruert leukocyttinterferon produseres i prokaryote systemer (Escherichia coli). Bioteknologi for å produsere interferon inkluderer følgende trinn:
1) behandling av leukocyttmasse med interferon-induktorer;
2) isolering av en blanding av mRNA fra de behandlede cellene;
3) oppnå totalt komplementært DNA (cDNA) ved bruk av revers transkriptase;
4) innsetting av cDNA i et plasmid coli dens kloning;
5) seleksjon av kloner som inneholder interferon-gener;
6) inkludering av en sterk promoter i plasmidet for vellykket gentranskripsjon;
7) interferon-genekspresjon, dvs. syntese av det tilsvarende proteinet;
8) ødeleggelse av prokaryote celler og rensing av interferon ved bruk av affinitetskromatografi.
Høyrensede og konsentrerte interferonpreparater er oppnådd og testes i klinikken.
Humant leukocyttinterferon, naturlig og konsentrert, er beregnet på forebygging og behandling av influensa og andre virale luftveissykdommer.
Leukocyttinterferon er et artsspesifikt protein syntetisert av humane leukocytter som respons på påvirkningen av et interferonogenvirus. Interferon har ikke selektiv antiviral aktivitet og virker på nesten alle virus.
For å tilberede interferon brukes leukocytter fra nyinnhentet donorblod. Under påvirkning av interferonogenviruset syntetiserer leukocytter i kulturmediet interferon. Leukocyttene fjernes deretter ved sentrifugering og viruset inaktiveres. Legemidlet er et naturlig interferon. For å oppnå konsentrert naturlig interferon renses det ytterligere ved kromatografisk separasjon på Ssephadex-kolonner.
Interferon produseres i tørr form i vampler. Native tørr interferon er et porøst gråbrunt pulver som lett løses opp i destillert vann. Det oppløste stoffet har en rosa-rød farge med kopalescens. En lett brun fargetone av løsningen er tillatt. Det konsentrerte tørre preparatet er et porøst gråhvitt pulver, også lett løselig i destillert vann. Løsningen av stoffet har en gråaktig farge med co-palescence, kanskje en svak gulbrun fargetone. Det skal ikke være fremmedlegemer.
Humant leukocyttinterferon frigjøres virologisk og bakteriologisk sterilt. Den antivirale aktiviteten til det opprinnelige stoffet må være minst 32 enheter, den konsentrerte - 100 enheter. Aktiviteten bestemmes ved titrering av vesikulært stomatittvirus på en primærkultur av humane embryonale hud-muskelvevsceller.
Det er ingen kontraindikasjoner for bruk av stoffet. Interferon er ikke-reaktogent og gir ingen bivirkninger.
Legemidlet oppbevares ved 4 °C. Holdbarhet 1 år. Etter utløpet kan rekontroll utføres ved instituttet som produserte denne serien av stoffet. Ved lagring fysiske egenskaper og aktivitet, kan holdbarheten til legemidlet forlenges med ytterligere 3 måneder.

№ 7 Interferoner, natur. Metoder for tilberedning og bruk.
Interferon tilhører viktige beskyttende proteiner immunforsvar. Oppdaget under studiet av virusinterferens, dvs. fenomenet når dyr eller cellekulturer infisert med ett virus ble ufølsomme for infeksjon av et annet virus. Det viste seg at interferensen skyldes det resulterende proteinet, som har beskyttende antivirale egenskaper. Dette proteinet ble kalt interferon.
Interferon er en familie av glykoproteinproteiner som syntetiseres av celler i immunsystemet og bindevevet. Avhengig av hvilke celler som syntetiserer interferon, er det tre typer: α, β og γ-interferoner.
Alfa interferonprodusert av leukocytter, og det kalles leukocytt; interferon beta kalt fibroblastisk fordi det syntetiseres av fibroblaster - celler bindevev, A gamma interferon- immun, siden det produseres av aktiverte T-lymfocytter, makrofager, naturlige drepeceller, dvs. immunceller.
Interferon syntetiseres konstant i kroppen, og konsentrasjonen i blodet holdes på omtrent 2 IE/ml (1 internasjonal enhet - MEG. - dette er mengden interferon som beskytter cellekulturen mot 1 CPD 50 av viruset). Produksjonen av interferon øker kraftig under infeksjon med virus, samt ved eksponering for interferonindusere, som RNA, DNA og komplekse polymerer. Slike interferon-induktorer kalles interferonogener.
I tillegg til den antivirale effekten har interferon antitumorbeskyttelse, da det forsinker spredningen (reproduksjonen) av tumorceller, samt immunmodulerende aktivitet, stimulerer fagocytose, naturlige drepeceller, regulerer antistoffdannelse av B-celler, aktiverer uttrykket av de viktigste histokompatibilitetskompleks.
Virkningsmekanismeninterferon er komplekst. Interferon påvirker ikke viruset direkte utenfor cellen, men binder seg til spesielle cellereseptorer og påvirker prosessen med virusreproduksjon inne i cellen på stadiet av proteinsyntese.
Bruk av interferon. Virkningen av interferon er mer effektiv jo tidligere det begynner å syntetiseres eller komme inn i kroppen fra utsiden. Derfor brukes den med for forebyggende formål for mange virusinfeksjoner, som influensa, samt terapeutisk formål for kroniske virusinfeksjoner, slik som parenteral hepatitt (B, C, D ), herpes, multippel sklerose etc. Interferon gir positive resultater under behandlingen ondartede svulster og sykdommer assosiert med immunsvikt.
Interferoner er artsspesifikke, dvs. humant interferon er mindre effektivt for dyr og omvendt. Imidlertid er denne artsspesifisiteten relativ.
Får interferon. Interferon oppnås på to måter: a) ved å infisere humane leukocytter eller lymfocytter med et sikkert virus, som et resultat av at de infiserte cellene syntetiserer interferon, som deretter isoleres og interferonpreparater konstrueres fra det; b) genetisk konstruert - ved å dyrke rekombinante stammer av bakterier som er i stand til å produsere interferon under produksjonsforhold. Vanligvis brukes rekombinante stammer av pseudomonas og Escherichia coli med interferon-gener innebygd i deres DNA. Interferon oppnådd ved genteknologi kalles rekombinant. I vårt land fikk rekombinant interferon det offisielle navnet "Reaferon". Produksjonen av dette stoffet er på mange måter mer effektivt og billigere enn leukocyttstoffet.
Rekombinant interferon har funnet bred anvendelse i medisin som et forebyggende og middel for virusinfeksjoner, neoplasmer og immunsvikt.

10267 0

Biosyntese av somatotropin og andre humane hormoner

Humant veksthormon, eller somatotropin, syntetiseres i den menneskelige hjernen i den fremre hypofysen. Den ble først isolert fra kadaverisk materiale og renset i 1963. Med mangel på somatotropin utvikler hypofyse-dvergvekst, hvis forekomst er estimert til 7 til 10 tilfeller per million mennesker.

Hormonet har artsspesifisitet, dvs. i motsetning til insulin, har dyreveksthormoner ingen aktivitet i menneskekroppen. Følgelig er den eneste kuren for hypofyse-dvergvekst hypofysehormonet, som ble isolert fra lik. Forskning har vist at når intramuskulær injeksjon somatotropin i doser på 10 mg per 1 kg kroppsvekt i et år, tre injeksjoner per uke, gir en økning i høyden med ca. 8-18 cm per år.

Syke barn på fire til fem år, med kontinuerlig behandling, fanget opp i vekst med jevnaldrende ved puberteten (14-16 år). Hvis vi tar i betraktning det faktum at 4-6 mg somatotropin kan fås fra ett lik, kan vi forstå at behandling av denne sykdommen med naturlig somatotropin er helt håpløst. I tillegg til mangelen på medikament, oppsto andre problemer knyttet til heterogeniteten til hormonet frigjort fra kadaverisk materiale.

Det var også fare for at hypofysematerialet var infisert med saktevoksende virus. Slike virus har en uvanlig lang inkubasjonstid, så barn som fikk stoffet krevde mange års medisinsk tilsyn.

Humant veksthormon, syntetisert i spesielt konstruerte bakterieceller, har åpenbare fordeler: det er tilgjengelig i store mengder, dets preparater er biokjemisk rene og fri for viral kontaminering.

Biosyntesen av somatotropin (bestående av den 191. aminosyreresten) av spesialkonstruerte bakterier basert på Escherichia coli ble utført av Genentech. Siden syntesen av DNA til mRNA produserer et gen som koder for forløperen til somatotropin, som ikke brytes ned i bakterieceller for å danne aktivt hormon, så gikk vi frem som følger: på det første trinnet klonet vi en dobbelttrådet DNA-kopi av mRNA og oppnådde ved fordøyelse med restriksjonsendonukleaser en sekvens som koder for hele aminosyresekvensen til hormonet, bortsett fra de første 23 aminosyrer. Et syntetisk polynukleotid tilsvarende aminosyrene 1 til 23 ble deretter klonet. Deretter ble de to fragmentene kombinert sammen og "justert" til et E. coli-plasmid, hvoretter bakteriecellene begynte å syntetisere dette hormonet.

I 1980 var de ferdige kliniske studier medikament- og toksisitetstester, og masseeksperimenter ble startet på barn nær puberteten. Resultatene var oppmuntrende, og syntetisk somatotropin begynte å bli produsert i industriell skala i 1982.

Et annet hormon, β-endorfin, et hjerneopiat som består av den 31. aminosyren, ble syntetisert i genetisk konstruerte E. coli-celler. I 1980 klonet den australske forskeren Shine og amerikanske forskere Fettes, Len og Baxter DNA som koder for β-endorfin i E. ooli-celler og oppnådde dette polypeptidet som et fusjonsprotein med enzymet β-galaktosidase. I det første stadiet klonet de et DNA-fragment oppnådd som et resultat av revers transkripsjon av mRNA som koder for β-endorfin, og satte det deretter inn i et E. coli-plasmid bak β-galaktosidase-genet, og oppnådde derved et hybridprotein bestående av β- galaktosidase og β-endorfin; deretter ble β-galaktosidase enzymatisk spaltet, og ga biologisk aktivt β-endorfin.

Innhenting av interferoner

En annen bemerkelsesverdig prestasjon av genteknologi er syntesen av interferon.

Interferon ble først oppnådd i 1957 ved National Institute medisinsk forskning nær London. Dette er et protein som frigjøres i svært små mengder av dyre- og menneskeceller når virus kommer inn i kroppen og har som mål å bekjempe dem. De første studiene avdekket den høye biologiske aktiviteten til interferon ved behandling av influensa, hepatitt og til og med kreftsykdommer(undertrykker spredningen av unormale celler).

Interferon, som somatotropin, har artsspesifisitet: dyreinterferoner er inaktive i menneskekroppen og blir til og med avvist av det.

Menneskekroppen produserer flere typer interferoner: leukocytt (a), fibroblast (P) og immun (y) (T-lymfocytt).

Naturlige interferoner er hentet fra humant blod med ekstremt lavt utbytte: i 1978, ved Central Health Laboratory i Helsingfors (på den tiden verdensledende innen produksjon av leukocyttinterferon), ble 0,1 g rent interferon oppnådd fra 50 tusen liter blod .

Prosessen med å produsere interferoner var i utgangspunktet den samme for alle typer celler dyrket i kulturer og som produserer interferon. Blodceller ble infisert med Sendai-virus og filtrert i en supersentrifuge etter 24 timer. Supernatanten inneholdt et rå interferonpreparat som ble utsatt for kromatografisk rensing.

Kostnaden for stoffet var veldig høy - 400 g interferon kostet 2,2 milliarder dollar. Men utsiktene for dets farmakologiske bruk (inkludert mot fire typer kreft) tvang oss til å lete etter nye måter å få det på, først og fremst gjennom genteknologi.

I januar 1980 ble humant interferon produsert i genetisk konstruerte E. coli-celler. Den initiale vanskeligheten med disse metodene var at interferon-mRNA er lavt selv i leukocytter stimulert av virusinfeksjon, og at utbyttene var svært lave: 1-2 interferonmolekyler ble rapportert per bakteriecelle.

I 1981 klarte Genentech å konstruere rekombinant DNA som koder for γ-interferon og introduserte det i genomet til bakterier, gjær og til og med pattedyrceller, og de ble i stand til å syntetisere interferon med høyt utbytte - 1 liter gjærcellekultur inneholdt 1 million enheter interferon (en enhet interferon tilsvarer mengden som beskytter 50 % av cellene i kulturen mot infeksjon med viruset). Prosessen ble utført på følgende måte: Forskerne isolerte en blanding av mRNA-molekyler fra humane lymfocytter, fikk molekylene til de tilsvarende DNA-kopiene og introduserte dem i E. coli-celler. Deretter ble interferonproduserende bakterier valgt.

Innhenting av immunogene legemidler og vaksiner

Et annet anvendelsesområde for genteknologi er relatert til produksjon av nye effektive, trygge og billige vaksiner.

Vaksiner er en av de viktigste prestasjonene innen medisin, og bruken av dem er også ekstremt effektiv fra et økonomisk synspunkt. De siste årene har utviklingen av vaksiner begynt å fokusere på Spesiell oppmerksomhet. Dette skyldes at det til nå ikke har vært mulig å skaffe høyeffektive vaksiner for å forebygge mange vanlige eller farlige infeksjonssykdommer.

Økt interesse for vaksiner oppsto etter at rollen til patogene mikroorganismer i utviklingen av sykdommer som tidligere ikke ble ansett som smittsomme ble etablert. For eksempel gastritt, magesår og duodenalsår, ondartede neoplasmer lever (hepatitt B- og C-virus).

Derfor har regjeringene i mange land i løpet av de siste 10-15 årene begynt å iverksette tiltak rettet mot intensiv utvikling og produksjon av fundamentalt nye vaksiner.

Vaksinene som brukes i dag kan deles inn i følgende typer avhengig av produksjonsmetodene:
- levende svekkede vaksiner;
- inaktiverte vaksiner;
- vaksiner som inneholder rensede komponenter av mikroorganismer (proteiner eller polysakkarider);
- rekombinante vaksiner som inneholder komponenter av mikroorganismer oppnådd ved genteknologi

Rekombinant DNA-teknologi brukes også til å lage nye typer levende svekkede vaksiner, og oppnå demping gjennom målrettet mutasjon av gener som koder for virulensproteiner fra sykdomspatogenet. Den samme teknologien brukes også til å produsere levende rekombinante vaksiner ved å sette inn gener som koder for immunogene proteiner i levende ikke-patogene virus eller bakterier (vektorer), som injiseres i mennesker.

Prinsippet for bruk av DNA-vaksiner er at et DNA-molekyl som inneholder gener som koder for immunogene proteiner, introduseres i pasientens kropp. patogen mikroorganisme. DNA-vaksiner kalles også gen- eller genetiske vaksiner.

For å få DNA-vaksiner settes et gen som koder for produksjonen av et immunogent protein fra en mikroorganisme inn i et bakterieplasmid. I tillegg til genet som koder for vaksineproteinet, settes genetiske elementer som er nødvendige for ekspresjonen («slå på») av dette genet i eukaryote celler, inkludert mennesker, inn i plasmidet for å sikre proteinsyntese. Dette plasmidet introduseres i kulturen bakterieceller for å få et stort antall eksemplarer.

Plasmid-DNAet blir deretter isolert fra bakteriene og renset fra andre DNA-molekyler og urenheter. Det rensede DNA-molekylet fungerer som en vaksine. Innføringen av en DNA-vaksine sikrer syntesen av fremmede proteiner av cellene til den vaksinerte organismen, noe som fører til den påfølgende utviklingen av immunitet mot det tilsvarende patogenet. I dette tilfellet er plasmider som inneholder det tilsvarende genet ikke integrert i DNAet til menneskelige kromosomer.

DNA-vaksiner har en rekke fordeler fremfor tradisjonelle vaksiner:
- fremme produksjonen av antistoffer mot det native molekylet av virale proteiner;
- fremme produksjonen av cytotoksiske T-lymfocytter;
- kan selektivt påvirke ulike subpopulasjoner av T-lymfocytter;
- bidra til dannelsen av langsiktig immunitet;
- eliminere risikoen for infeksjon.

L.V. Timoschenko, M.V. Chubik