Особливості отримання і застосування інтерферонів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Зміст
Введення
1. Особливості отримання інтерферонів
2. Механізми дії інтерферонів
3. Терапевтичне застосування ІНФ людини
Висновок
Список літератури

Введення
Інтерферони є білкові молекули з молекулярною масою від 15000 до 21000 дальтон, які продукують і секретуються клітинами у відповідь на вірусну інфекцію або інші збудники.
Інтерферони (ІФН) - група аутогенних глікопротеїнів, биомеханизм дії яких пов'язаний з одночасним противірусним ефектом - активацією клітинних генів, в результаті чого синтезуються білки, інгібуючі синтез вірусної ДНК (РНК) і володіють імуномодулюючою ефектом - здатністю посилювати експресію антигенів на клітинних мембранах і збільшувати активність цитотоксичних Т-клітин і природних кілерів [4].
ІФН поділяються на два типи. До першого типу, що діє як інгібітори реплікації вірусу і який надає переважно противірусний ефект, відносяться 22 різних підтипу ІФН-α і один підтип ІФН-β. До другого типу, який виявляє імумономодуляторної активність, відносяться ІФН-γ.
Існує три імунологічно різних класу ІФН: ІФН-α, ІФН-β, ІФН-γ.
До ІФН природного походження відносяться лімфобластоідний і лейкоцитарний ІФН (ІФН-α), синтезовані відповідно стимульований моноцитами і В-лімфоцитами людини, які потім екстрагуються і очищаються; фібробластний ІФН (ІФН-β), що отримується з культури фібробластів людини, і Т-лімфоцитарний ІФН (ІФН-γ).
До штучно синтезується ІФН належить рекомбінантний ІФН-α, який представляє собою високоочищений єдиний підтип ІФН-α, одержаний по рекомбінантної молекулярної технології [1].

1. Особливості отримання інтерферонів
Відомі способи отримання лейкоцитарного інтерферону людини з лейкоцитів донорської крові людини, індукованих вірусами та іншими індукторами.
Основним недоліком цих способів отримання інтерферонів є ймовірність контамінації кінцевого продукту вірусами людини, такими як вірус гепатитів В і С, вірусу імунодефіциту та ін
В даний час більш перспективним визнаний спосіб отримання інтерферону мікробіологічним синтезом, який забезпечує можливість отримання цільового продукту зі значно більш високим виходом з порівняно недорогого вихідної сировини. Використовувані при цьому підходи дозволяють створити оптимальні для бактеріальної експресії варіанти структурного гена, а також регуляторних елементів, контролюючих його експресію.
У якості вихідних мікроорганізмів використовують різні конструкції штамів Pichia pastoris, Pseudomonas putida і Escherichia coli.
Недоліком використання P. pastoris в якості продуцента інтерферону, є вкрай складні умови ферментації цього типу дріжджів, необхідність суворо підтримувати концентрацію індуктора, зокрема метанолу, в процесі біосинтезу.
Недоліком використання штамів Ps. putida є складність процесу ферментації при низькому рівні експресії (10 мг інтерферону на 1 л культурального середовища). Більш продуктивним є використання штамів Escherichia coli.
Відомо велика кількість плазмід та створених на їх основі штамів Е. coli, експресують інтерферон: штами Е. coli ATCC 31633 і 31644 з плазмідами Z-pBR322 (Psti) HclF-11-206 або Z-pBR 322 (Pstl) / HclN SN 35 -AHL6 (SU 1764515), штам Е. coli pINF-AP2 (SU 1312961), штам Е. coli pINF-F-Pa (AU 1312962), штам E. Coli SG 20050 з плазмидой p280/21FN (Кравченко В.В. та ін Біоорганічна хімія, 1987, т.13, № 9, с.1186-1193), штам E. Coli SG 20050 з плазмидой pINF14 (SU 1703691), штам E.coli SG 20050 з плазмидой pINF16 (RU 2054041) і др. Недоліком технологій, заснованих на використанні цих штамів, є їх нестабільність, а також недостатній рівень експресії інтерферону.
Поряд з особливостями використовуваних штамів ефективність процесу багато в чому залежить від використовуваної технології виділення і очищення інтерферону.
Відомий спосіб отримання інтерферону, що включає в себе культивування клітин Ps. putida, руйнування біомаси, обробку поліетиленіміну, фракціонування сірчанокислим амонієм, гідрофобну хроматографію на фенілсілохроме С-80, рН-фракціонування лізата, його концентрування і діафільтрація, іонообмінну хроматографію на целюлозі DE-52, елюювання в градієнті рН, іонообмінну хроматографію отриманого елюента на целюлозі СМ -52, концентрування пропусканням через касету фільтрів і гель-фільтрацію на сефадекса G-100 (SU 1640996). Недоліком цього способу крім складної багатостадійної ферментації є багатостадійність при отриманні кінцевого продукту.
Відомий також спосіб отримання інтерферону, що включає в себе культивування штаму E.coli SG 20050/pIF16, в LB-бульйоні в колбах в термостатированной шейкері, центрифугування біомаси, її промивання буферним розчином і обробку ультразвуком для руйнування клітин. Отриманий лізат центрифугують, промивають 3М розчином сечовини в буфері, розчиняють в розчині гуанидин хлориду в буфері, обробляють ультразвуком, центрифугують, проводять окислювальний сульфітоліз, діаліз проти 8 М сечовини, ренатурацією і остаточну двостадійну хроматографію на СМ-52 целюлозі і сефадексе G-50 (RU 2054041).
Недоліками цього способу є його відносно невисока продуктивність основних етапів процесу виділення та очищення. Особливо це відноситься до ультразвукової обробки продукту, діалізу і окислювальному сульфітолізу, що призводить до нестабільності виходу інтерферону, а також до неможливості використання цього методу для промислового виробництва інтерферону.
Як найбільш близького аналога (прототипу) може бути зазначений спосіб отримання лейкоцитарного інтерферону людини, що полягає в культивуванні рекомбінантного штаму E.coli, заморожування отриманої біомаси при температурі не вище -70 ° С, розморожування, руйнуванні клітин мікроорганізму лізоцимом, видаленні ДНК і РНК введенням в лізат ДНК-ази та очищенням виділеної нерозчинної форми інтерферону відмиванням буферним розчином з детергентами, розчиненні осаду інтерферону в розчині гуанидин гідрохлориду, ренатурації і одностадійної очищенню іонообмінної хроматографією. Як продуцент використовують штам E.coli SS5, отриманий за допомогою рекомбінантної плазміди pSS5, яка містить три промотора: Plac, Pt7 і Ptrp, і ген альфа-інтерферону з введеними нуклеотидними замінами.
Експресія інтерферону штамом E.coli SS5, що містить цю плазміду, контролюється трьома промоторами: Plac, Pt7 і Ptrp. Рівень експресії інтерферону складає близько 800 мг на 1 л клітинної суспензії.
Недоліком способу є низька технологічність використання ферментативного руйнування клітин, ДНК і РНК мікроорганізму і одностадійна хроматографічна очищення інтерферону. Це обумовлює нестабільність процесу виділення інтерферону, призводить до зниження його якості та обмежує можливість використання наведеної схеми для промислового виробництва інтерферону.
Недоліками даної плазміди і штаму на її основі є використання в плазміді сильного нерегульованого промотора фага Т7 в штамі Є. coli BL21 (DE3), в якому ген Т7 РНК полімерази знаходиться під промотором lac оперона і який завжди "тече". Отже, в клітці безперервно відбувається синтез інтерферону, що призводить до дисоціації плазміди і зниження життєздатності клітин штаму, і в результаті - зниження виходу інтерферону.
Для отримання великих кількостей ІФН використовують шестиденні одношарові культури клітин курячого ембріона або культивовані лейкоцити крові людини, заражені певним видом вірусу. Іншими словами, для отримання ІФН створюють певну систему вірус-клітина.
З клітки людини ізольований ген, відповідальний за біосинтез ІФН. Екзогенний людський ІФН отримують, використовуючи технологію рекомбінантних ДНК. Процедура виділення кДНК ІФН-ів полягає в наступному:
1) З лейкоцитів людини виділяють мРНК, фракционируют її за розмірами, проводять зворотну транскрипцію, вбудовують в сайт модифікованої плазміди.
2) Отриманим продуктом трансформують Є. соli; утворилися клони підрозділяють на групи, які ідентифікують.
3) Кожну групу клонів гібрідізіруют з ІФН - мРНК.
4) З утворилися гібридів, які містять кДНК і хРНК, виділяють мРНК, проводять її трансляцію в системі синтезу білка [4].
5) Визначають інтерферону противірусну активність кожної суміші, отриманої в результаті трансляції. Групи, що проявили інтерферону активність, містять клон з кДНК, гібридизувати з ІФН - мРНК; повторно ідентифікують клон, що містить повнорозмірну ІФН - кДНК людини.
2. Механізми дії інтерферонів
ІФН виявляють деякі види активності як лімфокіни та ім-муномодулятори. ІФН I типу, що діють переважно як інгібітори реплікації вірусів у клітині, реалізують свій ефект, стимулюючи вироблення рибосомами клітин господаря клітинних ферментів, які гальмують продукцію вірусів, порушуючи трансляцію вірусної мРНК і синтез вірусних білків.
ІФН виробляють більшість видів тварин, але прояв їх активності видоспецифічність, тобто вони діють тільки у того виду тварин, в яких виробляються.
ІФН викликають індукцію трьох ферментів:
протеїнкінази, що порушує початковий етап побудови пептидного ланцюга;
олігоізоаденілат синтетази, що активує РНК-азу, яка руйнує вірусну РНК;
фосфодіестерази, яка руйнує кінцеві нуклеотиди тРНК, що призводить до порушення елонгації пептиду.
З урахуванням антивірусного і імуномоделюючого ефектів ІФН в НВО «Біомед» запропоновані й успішно апробовані, супозиторії з ІФНаn1 та пробіотиками при терапії дисбактеріозів вірусної і бактеріальної етіології, кандидозів; в гінекологічній практиці для лікування ендометритів, кольпітів, вагінітів та гінекологічного герпесу.
3. Терапевтичне застосування ІНФ людини
Розрізняють два покоління препаратів інтерферону. Для першого покоління характерне натуральне походження, при якому його отримують з крові донорів. З нього отримують інтерферон лейкоцитарний людський сухий, який застосовують для інгаляцій і закапування в носові проходи. Також виробляють інтерферон у свічках, очищений концентрований інтерферон у сухому вигляді і Лейкінферон.
Цей метод отримання препаратів на основі інтерферону є досить дорогим і малодоступним, тому в кінці 20 століття за допомогою генної інженерії були створені препарати інтерферону другого покоління.
Таким чином, вдалося розробити препарати Виферон, Інтераль та інші, що містять у собі рекомбінантний людський інтерферон альфа-
Через своїх унікальних властивостей препарати інтерферону застосовують при лікуванні та профілактики всіх респіраторних захворювань, більшості онкозахворювань, для лікування багатьох вірусних захворювань та грипу. Препарати інтерферону широко застосовуються в лікуванні гепатиту В і С: інтерферон обмежує розвиток вірусу, перешкоджає виникненню цирозу і виключає смертельний результат.
У деяких препаратів інтерферону є побічні ефекти, наприклад, шкірні висипання, алергії і захворювання кровотворної системи.
При тривалому прийомі інтерферону в організмі виробляються антитіла до інтерферону, що робить його нездатним до боротьби з вірусами. Причина цих явищ криється в наявності альбуміну в препаратах на основі інтерферону.
Альбумін отримують з крові, тому існує ризик (хоч і мінімальний) зараження гепатитом та іншими хворобами, що передаються через кров.
Назва препарату
Підтип ІНФ
Спосіб отримання
Фармакологічна дія
Показання до застосування
Інтерферон
α
Біосинтез в культурі лейкоцитів донорської крові під впливом вірусів
Антивірусне, імуномодулюючу, антипроліферативну
Вірусні захворювання, лейкоз, злоякісна меланома, рак нирок, карциноїдний синдром
Інтерлок
α
Біосинтез в культурі лейкоцитів донорської крові під впливом параміковірусов
Пригнічує життєдіяльність ряду вірусів
Вірусні захворювання очей, гепатити
Інтерферон альфа-2
α2
Рекомбінантний
Антивірусне, імуномодулюючу, інгібуєпроліферацію великого спектру пухлинних клітин
Епітеліальна форма гострої та рецидивуючої вірусної інфекції очей; онкологічні захворювання
Інтерферон альфа-2а
α2а
Рекомбінантний. Білок, що містить 165 амінокислот
Противірусна, протипухлинна активність
Лейкемічний ретикулоендотеліоз, саркома Капоші, рак нирки, сечового міхура, меланома, оперізуючий лишай
Реаферон
α2
Рекомбінанатний ІНФ, що продукується бактеріальним штамом псевдомонади, в генетичний апарат якої вбудований ген людського лейкоцитарного ІНФ α2. Ідентичний людському лейкоцитарному ІНФ α2.
Противірусна, імуномодулююча, протипухлинна активність
Вірусні, пухлинні захворювання
Інтерферон альфа - n1
αn1
Високоочищений людський ІНФ
Противірусна
Хронічний активний інфекційний гепатит В
Інреферон бета
β
Суперпродуція фібробластів людини стимулятором у присутності інгібіторів обмінних процесів
Противірусна, імуномодулююча, протипухлинна активність
Хронічні вірусні інфекції в офтальмології, гінекології та урології, дерматології, гепатології, онкології
Інтерферон-гамма
γ
Рекомбінантний
Противірусна, імуномодулююча, протипухлинна активність
Хронічні гранулематозні захворювання

Висновок
Розробка методів отримання лейкоцитарного і рекомбінантного інтерферону в препаративних кількостях, а також високоефективних методів їх очищення відкрила можливість застосування цих препаратів в лікуванні вірусних гепатитів.
В даний час як у нас в країні, так і за кордоном випускаються комерційні препарати: людський лейкоцитарний, лімфобластний «Велферон» (Wellferon), фібробластний (Ферон); інтерферон і інтерферони, отримані генно-інженерними методами: рекомбінантні альфа-(Роферон, Реальдерон та інші), бета-і гамма-інтерферон (Гаммаферон) [3].
Головним з ІНФ є ІФНγ.
ІФНγ - ключовий медіатор активації системи природної цитотоксичності, регулює процес диференціювання природних кілерних клітин і їх цитотоксичну взаємодію з клітинами-мішенями, стимулює цитотоксичні та регуляторні функції макрофагів, активує цито-токсичні лімфоцити.
Під дією ІФНγ підвищується продукція цитокінів, таких, як інтерлейкін-1, інтерлейкін-2, інтерлейкін-12, ІФНβ, і фактора некрозу пухлин-α.

Список літератури
1. www.antibiotic.ru / ab / brviri.shtml
2. www.interferon.su/php/content.php?id=71
3. www.pharmvestnik.ru
4. Тимчасова фармакопейна стаття 42У-23/60-439-97. Інтерферон людський рекомбінантний альфа-два.
5. Гавриков А.В. Оптимізація біотехнологічного виробництва субстанцій рекомбінантних інтерферонів людини .- М., 2003,
6. Глік Б., Пастернак Дж. Молекулярна біотехнологія / Б. Глік, Дж. Пастернак. - М., Мир, 2002.
7. Державна Фармакопея СРСР. ХI вид., Вип.1 .- С. 175.
8. Державний реєстр лікарських засобів / За ред. А.В. Катлінского и др. - М., 2002.
9. Народицький Б.С. Молекулярна біотехнологія інтерферонів. / / Збірник науково-практичної конференції «Інтерферон - 50 років». - М., 2007 р Р., стор. 17-23
10. Основи фармацевтичної біотехнології: Навчальний посібник / Т.П. Прищеп, В.С. Чучалін, К.Л. Зайков, Л.К. Михальова. - Ростов-на-Дону.: Фенікс; Томськ: Видавництво НТЛ, 2006.
11. Фролов А.Ф., Вовк А.Д., Дядюн С.Т. та ін Ефективність рекомбінантного альфа-два-інтерферону при вірусному гепатиті В / / Лікарська справа .- Київ, 1990 .- № 9 .- С. 105-108.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Медицина | Реферат
42.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Похідні ізоксаноли отримання властивості та застосування
Застосування ізотопних генераторів для отримання короткоживучих радіонуклідів
Застосування порошкової металургії в промишленностіСвойства та отримання порошкових матеріалів
Застосування порошкової металургії в промисловості Властивості і отримання порошкових матеріалів
Особливості технології отримання доброякісного молока
Особливості мислення і використання їх для отримання правдивих показань
Реклама та її застосування і особливості
Особливості застосування адміністративних покарань
Особливості застосування емоційного інтелекту
© Усі права захищені
написати до нас