Biosinteza de hormon de crestere si a altor hormoni umani

hormon de creștere uman sau hormon de creștere este sintetizată în creierul uman în hipofiza anterioară. Acesta a fost izolat pentru prima data de la materialul cadaveric și curățat în 1963. Cu o lipsa de hormon de creștere este în curs de dezvoltare nanism hipofizar, a cărei incidență este estimată la 7 la 10 de cazuri la un milion de oameni.

Hormonul are specificitate de specie, adică. E., în contrast cu hormoni de crestere insulina animal nu au nici o activitate la om. Prin urmare, singura cale de a vindeca nanism hipofizar este un hormon hipofizar, care este izolat de cadavre. Studiile au arătat că administrarea intramusculară a somatotropina în doze de 10 mg per 1 kg greutate corporală dă o creștere înălțime de aproximativ 8-18 cm pe an in an trei injecții pe săptămână.

copiii bolnavi de patru până la cinci ani, cu un tratament continuu de capturare cu colegii lor în creșterea de pubertate (14-16 ani). Având în vedere faptul că de la un cadavru poate primi 4-6 mg de somatotropină, este posibil să se înțeleagă că tratamentul acestei boli cu hormon de creștere naturală - este cu totul fără speranță. În plus față de lipsa de droguri, precum și alte probleme legate de caracterul eterogen al hormonului eliberat din materialul cadaveric.

Au fost, de asemenea pericolul ca hipofiza materialul infectat cu viruși în curs de dezvoltare lent. Astfel de virusuri au perioadă de incubație extrem de lungă, astfel încât copiii care au primit de droguri, avea nevoie de mulți ani de supraveghere medicală.

hormon de creștere uman este sintetizat în celulele bacteriene prin inginerie in mod specific are avantaje clare: este disponibil în cantități mari, preparatele sale sunt pure biochimică și lipsite de contaminare virală.

somatotropina Biosynthesis (format din restul de acid 191 th amino) bacterii prin inginerie in mod specific pe baza de E. coli a fost realizată „Genentek“ firmă. Deoarece în sinteza ADN-ului și a genei obținut ARN care codifică precursorul somatotropina, nu fisionabil în celulele bacteriene pentru a forma hormon activ, apoi a procedat după cum urmează: la 1 etapă donată copie ADN dublu catenar a ARNm și clivaj cu endonucleaze de restricție secvență care codifică primită toată secvența de aminoacizi a hormonului, dar primii 23 de aminoacizi. Apoi clonat polinucleotide sintetice corespunzând aminoacizilor de la 1 minut la 23 minute. Apoi, două fragmente au fost unite și plasmida „aranjată“ în E. coli, bacteria după care celulele au inceput sa sintetizeze acest hormon.

Până în 1980, au fost finalizate studiile clinice ale medicamentului și testele de toxicitate au fost început experimentele de masă pe copii apropiate ca vârstă la pubertate. Rezultatele au fost încurajatoare, și hormonul de creștere sintetic din 1982 a început să fie produs la scară industrială.

Un alt hormon in-endorfină - un creier opioid, care constă din 31 de aminoacizi - a fost sintetizat în celulele de inginerie genetica de Escherichia coli. In 1980, om de știință australian Schein și cercetătorii americani Fettes, Len și Baxter clonat cu succes ADN care codifică B-endorfina în cuști E. ooli și a primit polipeptida ca o proteină fuzionată cu enzima-galactozidază. În prima etapă au fost fragment de ADN clonat a fost obținut prin transcripție inversă a ARNm care codifică B-endorfină, iar apoi a fost inserat într-o plasmidă E .coli pentru genomului-galactozidaza și proteina de fuziune obținută, constând în-galactozidaza în endorfine; în continuare scindată în enzimatic galactozidaza, obținându-se activ biologic în-endorfină.

Obținerea de interferoni

O altă realizare remarcabilă a ingineriei genetice este sinteza interferonului.

Primul interferon a fost produs în 1957 la Institutul National de Cercetare Medicala langa Londra. Această proteină, care este eliberată în cantități foarte mici de animale și celule umane, prin ingestia de virusuri și trimise pentru a lupta cu ei. Primul studiu a demonstrat o activitate biologică ridicată de interferon în tratamentul gripei, hepatita si chiar cancer (inhibă proliferarea celulelor anormale).

Interferon, cum ar fi hormonul de creștere, are specificitate de specie: interferoni animalele sunt inactive în corpul uman și chiar le-au respins.

Corpul uman produce mai multe tipuri de interferoni: leucocitari (a) și fibroblast (P) și imune (y) (T-limfocite).

interferoni naturali sunt obținute din sânge uman cu randamente extrem de scăzute: în 1978, 0,1 g de interferon pur a fost produs in Helsinki Laboratorul Central de Sănătate Publică (apoi un lider mondial în prepararea interferonului leucocitar) de la 50 de mii de litri de sânge.

Procesul de producere a interferonului în termeni generali, a fost același pentru toate tipurile de celule crescute în cultură și sub formă de interferon. Celulele sanguine infectate cu virusul Sendai și după 24 de ore filtrate pe supercentrifugă. Supernatantul conținut de preparare interferon grosieră, care a fost supus la o purificare cromatografică.

Costul de medicamente a fost foarte mare - 400 g de interferon a fost în valoare de 2,2 miliarde de $. Cu toate acestea, perspectiva utilizării sale farmacologice (inclusiv cele împotriva a patru tipuri de cancer) forțat să găsească noi modalități de producție, în primul rând cu ajutorul ingineriei genetice.

In 1981, firma „Genentek“ a reușit să construiască un ADN recombinant care codifică y-interferon, și să-l introducă în genomul bacterii, drojdii și celule chiar de mamifere, și ei au devenit capabili de a sintetiza interferon cu un randament ridicat - 1 l cultura de celule de drojdie a conținut 1 milion de unități interferon (unitate interferon corespunde sumei care protejează 50% din celulele din cultura virusului). Procesul a fost efectuată după cum urmează: un amestec de molecule izolate cercetători și ARN din limfocite umane obținute de ADN respectiv molecule de copii și au fost aduse în celula E. coli. bacteriile au fost selectate suplimentar produc interferon.

Prepararea preparatelor și vaccinuri imunogene

O altă utilizare a ingineriei genetice este legată de achiziționarea de noi vaccin eficient, sigur și ieftin.

Vaccinuri - una dintre cele mai importante progrese in medicina, utilizarea lor este, de asemenea, extrem de eficient din punct de vedere economic. În ultimii ani, dezvoltarea de vaccinuri au fost acordând o atenție. Acest lucru se datorează faptului că până în prezent nu a fost posibil să se obțină o eficiență ridicată a vaccinului pentru prevenirea multor boli infecțioase comune și periculoase.

Interesul crescut in vaccinuri originea dupa ce partea a fost instalat agenți patogeni în dezvoltarea acelor boli care anterior au fost considerate nu infectioase. De exemplu, gastrita, ulcerul gastric si ulcerul duodenal, tumori hepatice maligne (virusurile hepatitice B și C).

Prin urmare, multe guverne din ultimii 10-15 ani au luat măsuri care vizează dezvoltarea intensivă și producția de vaccinuri inovatoare.

Vaccinurile utilizate în prezent pot fi împărțite în conformitate cu metodele de producție a acestora în următoarele tipuri:
- vaccinul viu atenuat;
- vaccin inactivare;
- Vaccinurile care conțin componente purificate de microorganisme (proteine sau polizaharide);
- componente recombinante vaccin conținând microorganisme obținute prin inginerie genetică

Tehnologia ADN-ului recombinant este de asemenea utilizat pentru a crea noi tipuri de vaccinuri vii atenuate, realizând o atenuare prin mutația dirijată a genelor care codifică proteine ale agentului cauzal virulent. Aceeași tehnologie este folosită pentru prepararea de vaccinuri recombinante vii de gene care codifică pentru proteine inserând imuno-gena in virusuri sau bacterii (vectori), nepatogene vii care sunt administrate la un om.

Principiul folosirii vaccinurilor ADN este ca organismul pacientului se introduce o moleculă de ADN care cuprinde gene care codifică proteine imunogene ale unui agent patogen. Vaccinuri ADN sunt numite diferite gene sau genetice.

Pentru vaccinurile ADN, genă care codifică produse proteice imunogenice oricărui organism sunt inserate într-o plasmidă bacteriană. De asemenea, o genă care codifică proteina vaccinează, inserată într-o plasmidă elementele genetice necesare pentru exprimarea ( „pe“) a genei în celulele eucariote, incluzând un om, pentru a furniza sinteza proteinelor. Această plasmidă este introdus într-o cultură de celule bacteriene pentru a obține un număr mare de copii.

Apoi, ADN-ul plasmidic a fost izolat de la bacterii, purificate din alte molecule ADN și impurități. moleculă ADN purificată și servește ca un vaccin. Vaccin Introducere ADN asigură sinteza proteinelor heterologe celule ale unui organism vaccinat, care duce la dezvoltarea ulterioară a imunității împotriva agentului patogen corespunzător. Astfel, o plasmidă care conține gena corespunzătoare nu este încorporată în ADN-ul de cromozomi umani.

Vaccinurile ADN prezintă unele avantaje în comparație cu vaccinurile conventionale:
- contribuie la dezvoltarea de anticorpi la proteinele virale ale moleculei native;
- contribuie la dezvoltarea limfocitelor T citotoxice;
- pot influența în mod selectiv diferitele subpopulații de limfocite T;
- să promoveze formarea de imunitate de lungă;
- elimina riscul de infecție.

LV Timoșenko, MV Chubik