Ббз-ды жануарлар жасушаларынан алу технологиясы

Өндірісте 20 ғасырдың 80-ші жылдарының басына дейін гармондардын көзі ретінде адам және жануарлардың ұлпалары мен мүшелері және донорлық қан пайдаланылды. Бірақ қазіргі күнде гормондарды алу үшін шикі зат көздерін қолдануына шек қойылды,

Себебі олардың жұқпа қауіпсіздігі, яғни жұқпа вирустарымен, әсіресе АИВ (ВИЧ) - адам иммунитет тапшылығымен зақымдануы байқалуда.

Ең алғаш рет биотехнологиялық тәсілмен алынған өнім-инсулин гормоны болды.

1921 ж. канадалық ғалымдар Ф. Бантинг мен П. Бест бүзаудың ұйқы безінен инсулинді бөліп алды. Инсулин Лангерганс аралшық ұйқы безінің пептидтік гормоны. Инсулин 51 амин кышкылы қалдығынан құралған глобулярлы ақуыз, молекулалық салмағы - 5700 дальтон, молекуласы дисульфидтік байланыспен байланыскан А жөне В полипептидтік тізбектерінен тұрады.

Организмде инсулин препроинсулин түрінде түзіледі. Пре-проинсулин молекуласының кұрамына N-соңында сигналдық пептид және екі полипептидтік тізбегін байланыстыратын С-пептид кіреді. Белсенді инсулин түзілу үшін, алдымен препроинсулиннің N-соңындағы сигналдық пептид бөлініп кетеді, түзілген проинсулин молекуласынан протеаза ферменттің қатысуымен шектелген протеолиздің нәтижесінде С-пептид бөлініп шығады да поли-пептидтік тізбегі түзіледі: А және В тізбектері. Белсенді инсулин молекуласында осы тізбектер тізбектер дисульфидтік байланыстар арқылы тіркескен. Инсулин қан құрамына түскенге дейін Лангерганс арал-шықтың В-жасушаларында мырышпен байланысқан гексамер түрінде жиналады.

Организмде инсулин көмірсулардың алмасуын реттейді, жасушадағы ақуыздардың синтезін күшейтеді. Липидтердің алмасуына әсер етеді плазматикалық мембрана арқылы глюкоза өткізгіштігін ұлғайтады. Инсулиннің негізгі нысана-мүшелері - бауыр, бұлшық ет және май ұлпасы. Организмде инсулин кем болғанда қант диабеті дамиды. Қант диабеті дамуының себебі lan5 геннің бұзылуы. lan5 ген кодтайтын ақуыз бүзылғанда

мүше қалыпты кызметін атқармайды, нәтижесінде лимфоциттер үйқы безінің аралшық жасушаларына эсер етеді де, инсулиннің синтезі тежеледі. Егеуқүйырықтың Іап5 геніне үқсас ген адамның 7 хромосомасында табылған. Мүмкін осы геннің бұзылуы адамда диабеттің дамуын ынталандырады.

Инсулин препараттарды келесі әдістерді қолданып алу мүмкін: табиғи шикі заттардан бөліп алу; химиялық синтез және гендік-инжинерия әдісі. Инсулин молекуласының химиялық синтезі 170 Р реакция арқылы жүзеге асырылады, сондықтан өте күрделі қымбат өндіріс, сондықтан өнеркәсіпте пайдаланылмайды. Өнеркәсіпте инсулин алу үшін шикі зат ретінде жануарлар ұйқы безін пайдаланады. Фармзауыттарда Ұйқыбезінен экстракция арқылы инсулинді бөліп алады, содан соң тазартады. Ұлпаның экстракциясын жүзеге асырғанда ортаның температурасы 30°-тан жоғары болмау керек. Ұсақ дисперісті жасушалық материал биополимерлер фильтрация (сүзу) немесе центрифугалау арқылы бөлініп кептіріледі. Фильтрацияны вакуумдык фильтрді - ленталық, барабандық немесе фильтр-пресс түрлерін қолданып жүзеге асырады. Сұйықтықты центрифугалау үшін ерекше сепараторларды пайдаланады. Гормон ерітінділерін буландыру, ультрафильтрация және басқа әдістердін көмегімен қоюландырады. Ерітінділерді буландыру арқылы қойылтуы булау пленкалық аспаптарда жүзеге асырылады. Булау аппаратынан кейін тоңазытқыштарды орналастырады, себебі ерітіндінің температурасын өте тез төмендету қажет. Булау процесін вакуумдық жағдайда іске асырғанда ерітіндіні буландыруды 20°С температур ада жүргізу мүмкін. Ультрафильтрация екі түрлі қызмет атқарады: ерітіндіні қойылтады және ерітіндіні төмен молекулалык қоспа заттар дан тазартады. Инсулинмен бірге экстракция нәтижесінде суға қосымша заттар көшеді. Ультрафильтрациялық әдіс молекулалық салмағына байланысты заттарды бөледі. Келесі сатысында инсулин препаратын тазартуда целлюлоза негізінде жасалған иониттерді, ерекше өңделген крахмалды, сефадекстерді т.б. шайырларды пайдаланып, хроматография әдісінің көмегімен тазалайды. Ұйқыбезінің 800-1000 г салмағынан 100 г кристалдық инсулин алынады. Дәрі ретінде пайдалануға тазалығы жеткілікті инсулин препаратын стандартайды, белсенділігін стандарт көрсеткіштеріне жеткізеді. Содан кейін препараттарды тауарлық формалар малар түрінде дайындайды /4/.

Жануарлар ұйқыбезінен бөлініп алынған инсулинмен адамдарды емдегенде оның қосымша зиянды әсері жағымсыз салдарға әкелуі мүмкін, мысалы кейбір адамдарда, әсіресе балаларда көздің, бүйректің қызметі бұзылады, аллергия дамиды.

Сондықтан дәрі ретінде адам инсулинін ғана пайдалану керек, бірақ адамдардың ұйқыбезін шикі зат ретінде алу мүмкін емес. Жануарлардың ұлпаларынан бөлініп алынған инсулинді адам инсулиніне айналдырудың бір жолы жүзеге асырылды. Жануарлар мен адам инсулинінің айырмашылығы шамалы: шошқа ұйқыбезі инсулинінің В-тізбегінде 30-аминқышқылы - аланин, ал адам инсу-

линің В-тізбегінде - треонин. Химиялық реакциялар арқылы шошқа инсулинінің В-тізбегіндегі 30 аланин қалдығын треонин қалдығына ауыстырады, яғни шошқа инсулині адам инсулиніне айналдырылады. Алынған препарат белсенді және адам инсулинімен салыстырғанда оның ұқсастығы көрсетілді.

1978 жылы адам инсулинінің екі полипептидтік тізбегі гендік инженериялық әдіс арқылы алынды. Алдымен адам инсулинінің А және В-тізбектерін кодтайтын гендерінің химиялық синтезі іске асырылады.

Синтетикалық гендерді Е.соlі жасушаларына енгізеді де, олардың экспрессиясы нәтижесінде инсулиннің екі полипептидтік тізбегі түзіледі. 1980 ж. АҚШ-та У. Гилберт әріптестерімен адам ұлпаларынан инсулиннің мРНҚ-лын бөліп, оның негізінде кері транскрипция әдісімен кДНҚ-ны құрды. кДНҚ-ны рВК322 плазмидаға енгізіп, одан кейін адам проинсулинінің гені клондалды.

кДНҚ-ның экспрессиясын жүзеге асырып, адам инсулинін алды. Инсулин — гендік-инженериялық әдіс арқылы алынған ең бірінші медициналық препарат (оның коммерциялық атауы - хемулин).

Гендік-инженериялық инсулин алудың артықшылығы мынадай:

1) инсулин өндірісі шикі заттың жетіспеуіне тәуелді болмайды;

2) адам инсулинін алуға мүмкіндік береді;