БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ПРЕПАРАТЫ

Аннотация: Биотехнологические лекарственные препараты  в настоящее время являются одним из наиболее быстро растущих сегментов рынка фармацевтической промышленности. Некоторые из них произвели революцию в лечении тяжелых заболеваний, продлении и улучшении качества жизни. В данной статье описаны методы производства данной группы лекарственных препаратов.

Ключевые слова: биотехнологические лекарственные препараты, рекомбинантные ДНК, моноклональные АТ, иммортализованные клеточные линии.

Биотехнологические лекарственные препараты - это лекарственные препараты (ЛП), которые содержат действующие вещества, полученные с помощью методов биотехнологии.

При производстве биотехнологических ЛП используются следующие методы:  технологии рекомбинантных ДНК, гибридомные технологии, технологии с использованием иммортализованных клеточных линий. Препараты,  полученные с помощью биотехнологии,  в зависимости от назначения делятся на терапевтические и диагностические.

Разработка биотехнологических ЛП включает в себя следующие стадии: 1) клонирование специфического гена в лаборатории или создание синтетического гена; 2) введение его в клетку-хозяина; 3) субклонирование рабочего микроорганизма или клетки; 4) оптимизация технологического процесса по продуктивности и качеству продукции; 5) промышленная ферментация или выращивание клеток в культуральной среде.  Далее следуют процессы выделения, очистки, испытания на животных, клинические исследования, регистрация и вывод на рынок.  Биотехнологические ЛП должны отвечать как общим стандартам чистоты, качества и безопасности, так и специфическим, поскольку даже одна единственная модификация может  вызвать нежелательный эффект в организме[1, с. 1075].

Главными достижениями биотехнологии является, во-первых, создание технологии рекомбинантных ДНК и, во-вторых, производство моноклональных АТ.

Технология рекомбинантных ДНК заключается в выделении нужного гена, включении его в подходящий вектор или плазмиду с последующей трансфекцией  клетки-хозяина и созданием клеточного банка. Для идентификации клеток, содержащих данный ген, существует два вида селектируемых маркеров: гены устойчивости к антибиотикам и гены, отвечающие за ауксотрофную мутацию [2, с. 17].

Моноклональные антитела – это антитела, происходящие от одного В-лимфоцита. Для их производства используется гибридомная технология, то есть использование иммортализованных клеточных линий.  Они образуются в результате химически-опосредованного слияния клеток мышиной селезенки и мышиной миеломы. Клеточные банки гибридомных клеточных линий можно использовать для непрерывного производства моноклональных антител в условиях invivo (путем инъекции мышам с последующим забором асцитической жидкости) или invitro (путем использования традиционных методов получения клеточных линий) [3, с. 707].

Биотехнологические ЛП значительно отличаются от белков или пептидов, полученных  выделением из натуральных источников, главным образом, за счет различия средств производства. Биотехнология использует генетически модифицированные живые организмы.

Продукты технологии рекомбинантных ДНК образуются  с использованием либо прокаритических, либо эукариотических клеток. Критериями выбора при этом являются степень сложности молекулярной структуры белка, материальные затраты на производство, эффективность ферментации и выращивания клеток в культуральной среде.

Использование E. coli  в качестве клетки-хозяина имеет такие преимущества, как получение большого количества определенного белка и использование простых компонентов питательной среды. Однако этот способ имеет и ряд недостатков: во-первых, E. coli производит белки с несовершенной структурой, во-вторых все белки имеют N-формил-метиониновый остаток, в-третьих, есть вероятность расщепления белкового продукта из-за наличия примесей протеаз, в-четвертых, появляется необходимость удаления эндотоксинов в процессе очистки.   В последнее время появилась возможность экспрессии белка в периплазматическое пространство, что дает возможность исключить присоединение нежелательных N-концевых метиониновых групп и получить более чистый белок [4, с. 106].

Преимуществом использования эукариотических клеток является возможность получения крупных белков и гликопротеинов, так как в этих клетках происходят процессы фолдинга, приводящие к созданию конформации, идентичной  конформации естественного белка человека. Более целесообразным является использование иммортализованных клеточных линий [5, с. 347].

Подробно изучено использование дрожжевых штаммов для производства белков. Оно имеет как преимущества, так и недостатки. Одним из преимуществ дрожжевых клеток над E. coli, является способность к производству гликопротеинов.