loader

Insuliini tootmise tehnoloogia

Insuliin on üks inimorganismi poolt iseenesest toodetud hormoonidest, täpsemalt pankreasest. Selle aine sekretsiooni rikkumine toob kaasa sellise tõsise haiguse nagu diabeet. Selle raviks kasutatakse sünteetilist hormooni, mis on pikka aega isoleeritud kariloomade pankreast. Samas on juba mõnda aega kasutatud insuliini tootmist väga levinud bakteri, Escherichia coli või pärmseened abil. Selle meetodi abil saate vältida võõrvalgu poolt põhjustatud allergilisi reaktsioone, millel on inimesest veidi erinevus.

Tehnoloogiline kava

Insuliini tootmistehnoloogia hõlmab biotehnoloogia toodete tootmise kõiki peamised etapid. Tulemuseks on kristalliline lõpp-produkt, mida seejärel kasutatakse süstimislahuste valmistamiseks, mida kasutatakse I ja II tüüpi suhkurtõve raskete vormide raviks. Selle hormooni peamine toime organismis avaldub veres sisalduva glükoosi taseme vähenemisele.

Insuliini tootmise etapid on järgmised:

  • Esialgne Ta teostab selliseid toiminguid nagu vee ja õhu ettevalmistamine ja puhastamine, tööstusruumide puhastamine ja seadmete steriliseerimine, personali kontrollimine, käte töötlemine ning steriilsete kingade ja rõivaste väljaandmine. Samuti esialgsel etapil viiakse läbi molekulide ahelate esmane keemiline süntees, millest insuliinivalku kogutakse kokku. A-ahel sisaldab 21 aminohappejääki ja ahel B sisaldab 30 aminohapet.
  • Toitainete lahuste ja rakukultuuri ettevalmistamine. Et elusrakk toota vajalikku ühendit, sisestatakse vastav geen. Selleks lõigatakse plasmiid spetsiifiliste ensüümide abil, piiravad need ja nendesse ühendatakse vajalike ühendite sünteesi kodeerivad geenid. Seejärel viiakse mikroinjektsioonimeetodi abil tagasi modifitseeritud plasmiid rakku.
  • Rakususpensiooni kasvatamine. Geneetiliselt muundatud rakud asetatakse toitainete lahusesse, millel on kõik koostisosad, mis on vajalikud kasvu ja paljunemise jaoks ning steriliseeritakse. Kultuuri kasvatamine toimub spetsiaalsetes bioreaktorites, kus toidetakse eelnevalt puhastatud õhk. Reaktorisse lisatakse perioodiliselt teatud kogus toitainelahust ja samal ajal eemaldatakse sama rakususpensiooni kogus.
  • Kultuuri eraldamine. Vedeliku ja rakukultuuri eraldamine toimub sedimentatsioonimeetodil (settimine) spetsiaalsetes settementides ja seejärel filtreerimisel, mis võimaldab säilitada rakkude terviklikkust.
  • Aine kromatograafiline puhastamine. See viiakse läbi sobivates seadmetes, kasutades erinevaid meetodeid, eelkõige frontaalset, anioonivahetus- ja geelkromatograafiat.
  • Valgu molekuli saamine. Praktilise biotehnoloogia etapis esineb töötlemata insuliini molekuli süntees. Ja selle keti kaks komponenti. Need on pärast saadud kettide oksüdatsiooni ja kokkupakkimist õmmeldud, mille tulemuseks on disulfiidsildade moodustumine.
  • Külmkuivatamine spetsiaalses ahjus, mille järel kontrollitakse saadud kristallilist preparaati standardile vastavuse tagamiseks, pakendatakse, märgistatakse ja tarnitakse tarbijale.

Meie ettevõte pakub soodsatel tingimustel valmis tootmisliine, kus täidetakse täielikult insuliini tootmise tehnoloogiat. Tänu täpsetele arvutustele, tehnilisele ja informatiivsele toetusele ning personali väljaõppele tervikliku programmi raames on ettevõte kasumlik ja selle tooted on nõudlikud.

Mis teeb insuliini

Insuliin on peamiseks ravimiks I tüüpi diabeediga patsientide raviks. Mõnikord kasutatakse seda ka patsiendi haigusseisundi stabiliseerimiseks ja selle heaolu parandamiseks teise tüüpi haiguste korral. See aine on oma olemuselt hormoon, mis suudab väikestes annustes mõjutada süsivesikute ainevahetust. Tavaliselt tekitab pankreas piisavas koguses insuliini, mis aitab säilitada füsioloogilist veresuhkru taset. Kuid tõsiste sisesekretsioonisüsteemide korral on insuliini süstimine ainsaks patsiendile abiks. Kahjuks ei saa seda võtta suu kaudu (pillide kujul), sest see hävib täielikult seedetraktis ja kaotab selle bioloogilise väärtuse.

Insuliini võimalused meditsiinipraktikas kasutamiseks

Paljud diabeedijuhid mõtlesid vähemalt kunagi mõelnud, mis teeb insuliini, mida kasutatakse meditsiinilistel eesmärkidel? Tänapäeval saadakse kõige sagedamini seda ravimit kasutades geenitehnoloogia ja biotehnoloogia meetodeid, kuid mõnikord ka loomsete toorainete abil.

Loomset päritolu toorainega saadud ravimid

Selle hormooni saamine sigade ja veiste pankreast on vana tehnoloogia, mida kasutatakse täna harva. See on tingitud ravimi madalast kvaliteedist, selle kalduvusest põhjustada allergilisi reaktsioone ja ebapiisavat puhastustase. Fakt on see, et kuna hormoon on valguine, koosneb see teatud kogusest aminohapetest.

20. sajandi alguses ja 20. sajandi keskel, kus sarnaseid ravimeid ei olnud, isegi selline insuliin muutus meditsiinilise läbimurde saavutamiseks ja võimaldas diabeetikute ravimist uuele tasemele. Selle meetodiga saadud hormoonid vähendasid veresuhkru taset, kuigi nad põhjustasid sageli kõrvaltoimeid ja allergiaid. Ravimi aminohapete ja lisandite koostise erinevused mõjutavad patsientide seisundit, see ilmnes eriti haavatavamate patsientide kategoorias (lapsed ja eakad inimesed). Veel üks põhjus sellise insuliini halva tolerantsi järele on ravimi (proinsuliini) inaktiivne prekursor, mis oli ravimi selles variandis võimatu vabaneda.

Tänapäeval on paranenud seedeinsuliinid, mis on nendest ebasoodsatest tingimustest vabad. Need on saadud sealiha pankreast, kuid pärast seda töödeldakse neid täiendavalt ja puhastatakse. Need on mitmeosalised ja sisaldavad abiaineid.

Sellised ravimid on patsientidel palju paremini talutavad ja praktiliselt ei põhjusta kõrvaltoimeid, nad ei inhibeeri immuunsüsteemi ega vähenda veresuhkru taset. Tänapäeval ei kasutata veiste infusiooni meditsiinis võõrast struktuuri tõttu, see kahjustab inimese keha immuunsüsteemi ja teisi süsteeme.

Geneetiliselt muundatud insuliin

Iniminsuliini, mida kasutatakse diabeetikutele, toodetakse tööstuslikul skaalal kahel viisil:

  • sigade insuliini ensümaatiline töötlemine;
  • kasutades geneetiliselt modifitseeritud Escherichia coli või pärmi tüvesid.

Sigade insuliini molekulide füüsikalis-keemiline muutus spetsiifiliste ensüümide toimel muutub inimese insuliiniga identseks. Saadud preparaadi aminohapete koostis ei erine inimese loodusliku hormooni koostisest. Tootmisprotsessis läbib ravimi suur kliirens, mistõttu see ei põhjusta allergilisi reaktsioone ega muid ebasoovitavaid ilminguid.

Enamasti saadakse insuliini modifitseeritud (geneetiliselt modifitseeritud) mikroorganismide abil. Biotehnoloogilisi meetodeid kasutades baktereid või pärmi modifitseeritakse nii, et nad suudavad insuliini ise toota.

Selle insuliini saamiseks on olemas kaks meetodit. Esimene põhineb kahe üksikute mikroorganismide tüvede (liikide) kasutamisel. Igaüks neist sünteesib ainult ühte hormoon-DNA molekuli ahelat (neist on kaks ja need on kokku keeratud keeratud). Siis on need ahelad ühendatud ja saadud lahuses on juba võimalik eraldada insuliini aktiivsed vormid sellistest, millel ei ole mingit bioloogilist tähtsust.

Teine meetod Escherichia coli või pärmi valmistamiseks kasutatavate ravimite saamiseks põhineb asjaolul, et mikroob esmalt toodab inaktiivset insuliini (see tähendab, et selle prekursoriks on proinsuliin). Seejärel aktiveeritakse ja aktiveeritakse ensüümravi abil ravimit.

Kõik need protsessid on tavaliselt automaatsed, õhk ja kõik ampullide ja viaalidega kokkupuutuvad pinnad on steriilsed ja seadmetega ühendatud liinid on suletud.

Biotehnoloogia meetodid võimaldavad teadlastel mõelda diabeedi probleemi alternatiivsetele lahendustele. Näiteks on praeguseks tehtud pankrease kunstlike beeta-rakkude tootmise prekliinilised uuringud, mida on võimalik saada geenitehnoloogia meetoditega. Võimalik, et tulevikus kasutatakse neid elundi funktsioneerimise parandamiseks haigetel inimestel.

Lisakomponendid

Tänapäeva maailmas on abiaineteta insuliini tootmine peaaegu võimatu ette kujutada, sest see võib parandada selle keemilisi omadusi, pikendada toimeaega ja saavutada kõrge puhtusastmega aine.

Selle omaduste kohaselt saab kõiki täiendavaid koostisosi jagada järgmistesse klassidesse:

  • pikendajad (ained, mida kasutatakse pikema toimeajaga ravimi tagamiseks);
  • desinfitseerivad koostisained;
  • stabilisaatorid, tänu millele hoitakse ravimi lahuses optimaalset happelisust.

Pikemad toidulisandid

On pikenenud insuliine, mille bioloogiline aktiivsus kestab 8 kuni 42 tundi (sõltuvalt ravimi rühma). See toime saavutatakse spetsiaalsete ainete lisamisega - pikendajad süstelahusesse. Sel eesmärgil kasutatakse kõige sagedamini üht neist ühenditest:

Valgud, mis pikendavad ravimi toimet, läbivad üksikasjaliku puhastamise ja on vähese allergeensusega (nt protamiin). Tsingi soolad ei kahjusta ka insuliini aktiivsust ega inimese heaolu.

Antimikroobsed koostisosad

Insuliini koostises on desinfektsioonivahendid vajalikud selleks, et säilitamise ja kasutamise ajal ei korvitaks mikroobset taimestikku. Need ained on säilitusained ja tagavad ravimi bioloogilise aktiivsuse ohutuse. Lisaks, kui patsient süstib ühe pudeli hormooni ainult enda juurde, võib see ravim kesta mitu päeva. Tänu kvaliteetsetele antibakteriaalsetele komponentidele ei pea ta kasutamata ravimit ära viskama, sest teoreetiline võimalus mikroobide paljunemiseks lahuses on.

Insuliini tootmisel võib kasutada desinfitseerivaid komponente:

Teatavad desinfektsioonivahendid sobivad iga tüüpi insuliini tootmiseks. Nende koostoimet hormooniga tuleb uurida prekliiniliste uuringute staadiumis, kuna säilitusaine ei tohi häirida insuliini bioloogilist aktiivsust ega muul viisil selle omadusi kahjustada.

Säilitusainete kasutamine enamikul juhtudel võimaldab teil hormooni naha alla minna ilma eelneva ravita alkoholiga või muude antiseptikumidega (tootja juhendis mainib seda tavaliselt). See lihtsustab ravimi manustamist ja vähendab ettevalmistavate protseduuride arvu enne süstimist ise. Kuid see soovitus kehtib ainult siis, kui lahust süstitakse õhukese nõelaga üksikut insuliini süstalt.

Stabilisaatorid

Vaja on stabilisaatoreid, et hoida lahuse pH kindlaksmääratud tasemel. Ravimi säilimine, selle aktiivsus ja keemiliste omaduste stabiilsus sõltuvad happesuse tasemest. Suhkurtõvega süstimise hormooni tootmisel kasutatakse selleks tavaliselt fosfaate.

Tsingi puhul insuliiniga pole lahuse stabilisaatoreid alati vaja, sest metalliioonid aitavad säilitada vajalikku tasakaalu. Kui neid kasutatakse ikka, kasutatakse fosfaatide asemel muid keemilisi ühendeid, kuna nende ainete kombinatsioon põhjustab sadestumist ja ravimi sobimatust. Kõigile stabilisaatoritele määratud oluline omadus on ohutus ja suutmatus sisestada mis tahes reaktsioone insuliiniga.

Patsientide endokrinoloog peab tegelema diabeedi süstivate ravimite valimisega iga konkreetse patsiendi jaoks. Insuliini ülesanne ei ole mitte ainult normaalse veresuhkru taseme säilitamine, vaid ka teiste elundite ja süsteemide kahjustamine. Ravim peab olema keemiliselt neutraalne, madala allergiaga ja eelistatavalt taskukohane. Samuti on see üsna mugav, kui valitud toimivat insuliini saab teiste versioonidega segada.

Mis insuliini tehakse diabeetikutele: tänapäevane tootmine ja nende saamise meetodid

Insuliin on hormoon, millel on oluline roll inimese keha normaalse toimimise tagamisel. Seda toodab pankrease rakkudes ja see aitab kaasa glükoosi imendumisele, mis on peamine energiaallikas ja aju peamine toit.

Kuid mõnikord võib mõne või teise põhjuse tõttu insuliini sekretsioon kehas märkimisväärselt vähendada või peatada, kuidas olla samal ajal ja kuidas aidata. See põhjustab tõsiseid süsivesikute ainevahetuse häireid ja sellise ohtliku haiguse nagu diabeet.

Ilma õigeaegse ja sobiva ravieta võib see haigus põhjustada tõsiseid tagajärgi, sealhulgas nägemise ja jäsemete kadu. Ainsaks komplikatsioonide tekke vältimise viisiks on kunstlikult saadud insuliini regulaarne süstimine.

Kuid milline on diabeetikutele tehtud insuliin ja kuidas see patsiendile mõjutab? Need küsimused on huvitatud paljudest diabeet diabeediga inimestelt. Selle mõistmiseks tuleb kaaluda kõiki insuliini saamise meetodeid.

Liigid

Kaasaegsed insuliini preparaadid erinevad järgmiselt:

  • Päritoluallikas;
  • Tegevuse kestus;
  • lahuse pH (happeline või neutraalne);
  • Säilitusainete koostis (fenool, kresool, fenoolkresool, metüülparabeen);
  • Insuliini kontsentratsioon on 40, 80, 100, 200, 500 U / ml.

Need märgid mõjutavad ravimi kvaliteeti, selle maksumust ja mõju kehale.

Allikad

Sõltuvalt allikast on insuliini preparaadid jagatud kahte põhirühma:

Loomad Need on saadud veiste ja sigade pankreast. Need võivad olla ohtlikud, kuna need põhjustavad sageli tõsiseid allergilisi reaktsioone. See kehtib eriti veiste insuliini kohta, mis sisaldab inimestele mittesisaldavaid kolme aminohapet. Sealiha insuliin on ohutum, sest see erineb ainult ühe aminohappega. Seetõttu kasutatakse sagedamini diabeedi raviks.

Inimene Need on kahte tüüpi: need on sarnased inimese või poolsünteetiliselt, mis on saadud ensüümpreparaatidega ja inimese või DNA-rekombinantse sea-insuliiniga, mis toodavad E. coli baktereid geenitehnoloogia saavutuste tõttu. Need insuliinipreparaadid on täiesti identsed inimese pankrease tekitatud hormooniga.

Praegu kasutatakse nii inimese kui ka loomse insuliini diabeedi raviks laialdaselt. Kaasaegne loomse insuliini tootmine hõlmab ravimi kõige kõrgemat puhastamist.

See aitab vabaneda sellistest ebasoovitavatest lisanditest nagu proinsuliin, glükagoon, somatostatiin, valgud, polüpeptiidid, mis võivad põhjustada tõsiseid kõrvaltoimeid.

Tänapäevane monopiirkinsuliin, mis on toodetud insuliini "tipu" vabastamisega, loetakse parimaks loomse päritoluga ravimiks.

Tegevuse kestus

Insuliini tootmine toimub erineva tehnoloogia järgi, mis võimaldab saada erineva toimeajaga ravimeid, nimelt:

  • ülitäpne tegevus;
  • lühidalt tegutsev;
  • pikaajaline tegevus;
  • tegevuse keskmine kestus;
  • pikaajaline tegevus;
  • kombineeritud tegevus.

Insuliini ülitäpne toime. Need insuliinipreparaadid eristuvad asjaolust, et nad hakkavad tegutsema kohe pärast süstimist ja jõuavad oma tipuni 60-90 minutit. Nende kogupikkus ei ole pikem kui 3-4 tundi.

Ultrakäelise toimega insuliini on kaks peamist tüüpi - see on Lispro ja Aspart. Lisproinsuliini saamine toimub hormooni molekulis kahe aminohappejäägi, nimelt lüsiini ja proliini vahele vahetamise teel.

Sellise molekuli modifitseerimise tõttu on võimalik heksameeride moodustumist vältida ja selle lagunemist monomeerides kiirendada ja seega parandada insuliini imendumist. See võimaldab teil saada insuliinravimit, mis siseneb patsiendi verre kolm korda kiiremini kui looduslik iniminsuliin.

Teine ultrashort-action insuliin on Aspart. Asparta insuliini saamise meetodid on paljudel juhtudel sarnased Lisproi tootmisega, ainult sel juhul asendatakse proliin negatiivselt laetud asparagiinhappega.

Asparta laguneb koos Lispro'iga kiiresti monomeeridesse ja see imendub peaaegu koheselt verre. Kõik ultrashort-action insuliinipreparaate võib manustada vahetult enne sööki või kohe pärast selle võtmist.

Lühiajalise toimega insuliinid. Need insuliinid on puhverlahused neutraalse pH-ga (6,6 kuni 8,0). Neid on soovitatav süstida, nagu insuliin subkutaanselt, kuid vajadusel lubatakse kasutada intramuskulaarset süstimist või tilguti.

Need insuliinipreparaadid hakkavad toimima 20 minuti jooksul pärast allaneelamist. Nende tegevus kestab suhteliselt lühikese aja - mitte rohkem kui 6 tundi ja jõuab maksimaalselt 2 tunni pärast.

Lühitoimelisi insuliine toodetakse peamiselt haiglate diabeedihaigete raviks. Nad aitavad tõhusalt patsientidel, kellel on diabeetiline kooma ja adjunct. Lisaks võimaldavad nad täpselt määrata insuliini vajalikku annust patsiendile.

Insuliini keskmine toime kestus. Need ravimid lahustuvad palju halvemini kui lühitoimelised insuliinid. Seetõttu on neil aeglasem verevool, mis suurendab oluliselt nende hüpoglükeemilist toimet.

Keskmise toimeajaga insuliini saamine saavutatakse nende kompositsioonis spetsiaalse prolongeeriva tsingi või protamiini (isofaan, propafan, basaal) sisseviimisega.

Sellised insuliinipreparaadid toodetakse suspensioonidena, teatud koguses tsingi või protamiini kristalle (kõige sagedamini protamiin Hagedorn ja isofaan). Prolongerid suurendavad märkimisväärselt ravimi imendumise aega nahaalusest koest, mis suurendab oluliselt insuliini aega veres.

Pika toimega insuliinid. See on kõige kaasaegsem insuliini tootmine, mis on muutunud võimalikuks DNA-rekombinantse tehnoloogia arengu tõttu. Esimene pika toimeajaga insuliinravim oli glargiin, mis on inimese pankrease poolt toodetud hormooni täpne analoog.

Selle saamiseks viiakse läbi insuliini molekuli kompleksne modifikatsioon, mis hõlmab asparagiini asendamist glütsiiniga ja järgneva kahe arginiini jäägi lisamisega.

Glargiin valmistatakse sellise pH-ga iseloomuliku selge lahuse kujul happelise pH-ga 4. See pH muudab insuliini heksameerid stabiilsemaks ja seega tagab ravimi pikaajalise ja prognoositava imendumise patsiendi verdesse. Happelise pH tõttu ei soovitata Glargini kombineerida lühiajaliste toimeainetega insuliinidega, millel on tavaliselt neutraalne pH.

Enamikul insuliinipreparaatidel on niinimetatud toime tipp, mille saavutamisel patsiendi veres täheldatakse insuliini suurimat kontsentratsiooni. Kuid Glargini peamine omadus on selles, et tal ei ole ilmset toimivat piiki.

Umbes ühe ravimi süstimine päevas on piisav, et tagada patsiendile usaldusväärne, mitte-tipp-glükeemiline kontroll järgmise 24 tunni jooksul. See saavutatakse tänu sellele, et glargiin imendub subkutaanse koest sama kiirusega kogu toimeaja jooksul.

Pika toimeajaga insuliini preparaadid valmistatakse erineval kujul ja võivad anda patsiendile hüpoglükeemilist toimet kuni 36 tundi järjest. See aitab oluliselt vähendada insuliini süstide arvu päevas ja seega oluliselt muuta elu lihtsamaks diabeediga inimestele.

Oluline on märkida, et glargiin on soovitatav ainult subkutaanseks ja intramuskulaarseks süstimiseks. See ravim ei sobi kooma- või pre-koomaasi seisundite raviks diabeediga patsientidel.

Kombineeritud ravimid. Need ravimid on saadaval suspensioonina, mis sisaldab insuliini neutraalset lahust koos lühikese toimega ja isofaaniga keskmise toimivusega insuliine.

Sellised ravimid võimaldavad patsiendil süstida erineva toimeajaga insuliine kehasse vaid ühe süstiga ja vältida täiendavaid süstimisi.

Desinfektsioonivahendid

Insuliinipreparaatide desinfitseerimine on patsiendi ohutuse seisukohast ülioluline, kuna need süstitakse tema kehasse ja levivad läbi kõikide vereliblede siseorganeid ja kudesid.

Teatud ainetel on teatav bakteritsiidne toime, mis lisatakse insuliini koostisele mitte ainult desinfektsioonivahendina, vaid ka säilitusainetena. Nendeks on kresool, fenool ja metüülparabensoaat. Lisaks on tsinkioonide puhul, mis on osa insuliini lahustest, iseloomulik tugev mikroobivastane toime.

Mitmekordne kaitse bakteriaalse infektsiooni vastu, mis saavutatakse säilitusainete ja muude antiseptiliste ainete lisamisega, aitab ära hoida paljude tõsiste tüsistuste tekkimist. Tõepoolest võib süstla nõela korduv sissetungimine insuliinipudelis põhjustada patogeensete bakterite nakatumist.

Kuid lahuse bakteritsiidsed omadused aitavad hävitada kahjulikke mikroorganisme ja säilitada patsiendi ohutus. Sel põhjusel võivad diabeetikud kasutada sama süstalt, et teha insuliini subkutaanset süstimist kuni 7 korda järjest.

Säilitusainete esinemine insuliini koostises on veel üks eelis, et naha desinfitseerimine enne süstimist puudub. Kuid see on võimalik ainult spetsiaalsete insuliini süstaldega, mis on varustatud väga peenikese nõelaga.

Tuleb rõhutada, et säilitusainete esinemine insuliinis ei kahjusta ravimi omadusi ja on patsiendile täiesti ohutu.

Järeldus

Tänapäeval kasutatakse enamasti suure hulga ravimite loomiseks insuliini, mis on saadud nii loomade pankrease kui ka tänapäevaste geenitehnikate meetodite abil.

Igapäevase insuliinravi kõige eelistatum on väga puhastatud DNA-rekombinantsed iniminsuliinid, millel on madalaim antigeensus ja seetõttu praktiliselt ei põhjusta allergilisi reaktsioone. Lisaks sellele on iniminsuliini analoogidel põhinevatel ravimitel kõrge kvaliteet ja ohutus.

Insuliinipreparaate müüakse mitmesuguste mahutite klaaspudelites, hermeetiliselt suletud kummikorkidega ja kaetud alumiiniumiga. Lisaks saab neid osta spetsiaalsetesse insuliinisüstadesse ja süstlakollektidena, mis on lastele eriti mugav.

Praegu on välja töötatud põhimõtteliselt uusi insuliinipreparaate, mis viiakse kehasse intranasaalse meetodi abil, see tähendab nina limaskesta kaudu.

Leiti, et insuliini kombineerimisel detergendiga saate luua aerosoolpreparaadi, mis saavutab vajaliku kontsentratsiooni patsiendi veres nii kiiresti kui intravenoosne süst. Lisaks luuakse uuemad suukaudsed insuliinipreparaadid, mida saab võtta suu kaudu.

Sellised insuliini tüübid on siiani veel välja töötatud või läbivad vajalikud kliinilised uuringud. Siiski on selge, et lähitulevikus tekivad insuliinipreparaadid, mida süstlaid ei süstita.

Uuemad insuliiniproduktid toodetakse pihustite kujul, mis tuleb lihtsalt pihustada nina või suu limaskesta pinnale, et täielikult rahuldada keha insuliini vajadust.

Mis on insuliin valmistatud (tootmine, tootmine, tootmine, süntees)

Insuliin on oluline ravim, see on teinud tõelise revolutsiooni paljudel diabeediga inimestel.

20. sajandi meditsiini ja farmaatsia kogu ajaloos on võimalik välja selgitada ainult üks sama tähtsusega ravimite rühm - need on antibiootikumid. Nad, nagu insuliin, käisid väga kiiresti meditsiinis ja aitasid säästa palju inimelusid.

Suhkurtõve vastu võitlemise päeva tähistatakse Maailma Terviseorganisatsiooni algatusel igal aastal, alates 1991. aastast, Kanada füsioloog F. Bantingi sünnipäeval, kes avastas koos JJ McLeodiga hormooninsuliini. Vaatame, kuidas see hormoon on loodud.

Mis vahe on insuliini valmististe vahel?

  1. Puhastustaseme.
  2. Allikaks saada on sealiha, veis, iniminsuliin.
  3. Lisakomponendid, mis sisalduvad ravimi konservantide lahuses, toime pikendajad ja teised.
  4. Kontsentratsioon
  5. lahuse pH.
  6. Lühendatud ja pikaajalise toimega ravimite segamise võimalus.

Insuliin on hormoon, mida toodavad kõhunäärme spetsiaalsed rakud. See on kaheahelaline valk, mis sisaldab 51 aminohapet.

Maailmas tarbitakse aastas umbes 6 miljardit ühikut insuliini (üks ühik on 42 mikrogrammi ainest). Insuliini tootmine on kõrgtehnoloogiline ja seda tehakse ainult tööstuslike vahenditega.

Insuliini allikad

Praegu on sõltuvalt tootmisallikast eraldatud sigade insuliin ja iniminsuliini preparaadid.

Sealiha insuliinil on nüüd väga kõrge puhastusaste, tal on hea suhkrut vähendav toime, sellele ei ole peaaegu mingeid allergilisi reaktsioone.

Iniminsuliini preparaadid on täielikult kooskõlas inimese hormooni keemilise struktuuriga. Neid toodetakse tavaliselt biosünteesiga, kasutades geenitehnoloogiaid.

Suured tootmisettevõtted kasutavad selliseid tootmismeetodeid, mis tagavad nende toodete vastavuse kõigile kvaliteedistandarditele. Paljude uuringute kohaselt ei erine erinevused minimaalset erinevust inimese ja sigade monokomponentse insuliini (st väga puhastatud) toimel immuunsüsteemi suhtes.

Insuliini tootmisel kasutatud abiseadmed

Toote viaal sisaldab lahust, mis sisaldab lisaks hormooni insuliini ennast, aga ka teisi ühendeid. Igaüks neist mängib oma erilist rolli:

  • ravimi pikendamine;
  • desinfitseerimislahus;
  • lahuse puhveromaduste kättesaadavus ja neutraalse pH hoidmine (happe-aluse tasakaal).

Insuliini toime pikenemine

Pikaajalise insuliini loomiseks lisatakse tavapärase insuliini lahusele üks kahest ühendist, tsink või protamiin. Sõltuvalt sellest võib kõik insuliinid jagada kahte rühma:

  • Protamiinsuliinid - Protaphan, Insuman Bazal, NPH, Humulin N;
  • tsink-insuliinid - insuliini tsink mono-tard suspensioonid, lint, humuliin-tsink.

Protamiin on valk, kuid allergilised reaktsioonid on väga haruldased.

Neutraalse lahuse keskkonna loomiseks lisatakse sellele fosfaatpuhver. Tuleb meeles pidada, et insuliini sisaldavate fosfaadid, keelatud suhelda insuliini tsingisuspensiooniga (DSV) kui tsinkfosfaadiga koos sademed ja tagajärg tsingil insuliini lühendatud ettearvamatul moel.

Desinfektsioonivahendid

Mõnel ühendil on desinfitseeriv toime, mis farmakotehnoloogilistest kriteeriumidest lähtudes peaks preparaadis olema. Nende hulka kuuluvad kresool ja fenool (mõlemal on spetsiifiline lõhn), samuti metüülparabensoaat (metüülparabeen), millel puudub lõhn.

Kasutades mõnda neist säilitusainetest ja põhjustab mõningate insuliinipreparaatide erilist lõhna. Kõik säilitusained koguses, milles nad on insuliinipreparaatidel, ei avalda negatiivset mõju.

Protamiini insuliinid sisaldavad tavaliselt kresooli või fenooli. ICS-i lahustesse ei saa lisada fenooli, kuna see muudab hormooni osakeste füüsikalisi omadusi. Nende ravimite hulka kuuluvad metüülparabeen. Samuti on antimikroobse toimega lahuses tsinkioonid.

Tänu sellisele mitmeastmelisele antibakteriaalsele kaitsele säilitusainete abil välditakse võimalike komplikatsioonide tekkimist, mille põhjuseks võib olla bakteriaalne saastatus nõela korduva sisestamisega lahuse pudelisse.

Sellise kaitsemehhanismi olemasolu tõttu võib patsient kasutada sama süstalt ravimi subkutaanseks süstimiseks 5 kuni 7 päeva jooksul (eeldusel, et süstal kasutab ainult ühte). Lisaks sellele on säilitusainete abil võimalik alkoholi kasutada naha ravimiseks enne süstimist, kuid uuesti alles siis, kui patsient süstib end nõela (insuliin) süstlaga.

Insuliini süstalde kalibreerimine

Esimestel insuliini preparaatidel ühes milliliitris lahuses sisaldus ainult hormonaalse annuse üksus. Hiljem suurenes see kontsentratsioon. Enamik insuliini preparaate Venemaal kasutatavates viaalides sisaldab 40 ühikut lahust 1 ml kohta. Viaalid on tavaliselt märgistatud sümboliga U-40 või 40 ühikut / ml.

Insuliinisüstlad mõeldud laialdast kasutamist, vaid selle insuliini ja kalibreerimist järgmisel põhimõttel: kindlatel süstal 0,5 ml inimene saavutab 20 ühikut, 0,35 ml, mis vastab 10 ühikut ja nii edasi.

Iga süstlal olev märk on võrdne kindla mahu ja patsient teab juba, kui palju ühikuid see maht sisaldab. Seega on süstalde kalibreerimine ravimi mahu järgi, arvutatuna insuliini U-40 kasutamisel. 4 ühikut insuliini sisaldub 0,1 ml, 6 ühikut 0,15 ml preparaadis ja nii edasi kuni 40 ühikut, mis vastavad 1 ml lahusele.

Mõned veskid kasutavad insuliini, millest 1 ml sisaldab 100 ühikut (U-100). Selliste ravimite jaoks on olemas spetsiaalsed insuliini süstlad, mis on sarnased ülalkirjeldatud probleemidega, kuid nende kalibreerimine on erinev.

See võtab arvesse seda kontsentratsiooni (see on 2,5 korda kõrgem standardist). Sellisel juhul jääb patsiendi jaoks insuliini annus loomulikult samaks, kuna see vastab keha vajadusele konkreetse koguse insuliini järele.

See tähendab, et kui patsient kasutas varem ravimit U-40 ja süstiti 40 ühikut hormooni päevas, siis peaks ta manustama sama 40 ühikut insuliini U-100 süstimisel, kuid süstida seda 2,5 korda vähem. See tähendab, et samad 40 ühikut sisalduvad 0,4 ml lahuses.

Kahjuks ei tea kõik arstid ja eriti diabeetikud seda. Esimene raskus hakkas, kui mõned patsiendid üle viia insuliini süstijate (pen), mis kasutavad Penfill'iga (eriline padrunid), mis sisaldab U-40 insuliini.

Kui selline lahendus süstla numbrivalijaga märgistatud U-100, näiteks tasemele 20 ühikut (st 0,5 ml), siis see ekraan sisaldab koguni 50 ühikut preparaat.

Iga kord, kui täidate U-100 insuliini tavapäraste süstaldega ja vaadake lõiku, võtab inimene 2,5 korda suurem annus kui see, mis on märgitud selle märgi tasemel. Kui arst ja patsient ei mõista seda viga õigeaegselt, on raskekujulise hüpoglükeemia tõenäosus suur, kuna ravim on pidevalt üleannustunud, mis praktikas sageli juhtub.

Teisalt leitakse mõnikord insuliini süstlaid, mis on spetsiaalselt kalibreeritud U-100 preparaadi jaoks. Kui selline süstal on ekslikult täidetud tavapärase paljude U-40 lahusega, siis on insuliini annus süstlas 2,5 korda väiksem kui see, mis on kirjutatud süstla vastava märgi lähedal.

Selle tulemusena on esmapilgul võimalik veresuhkru seletamatu tõus. Tegelikult on kõik loomulikult üsna loogiline - iga ravimi kontsentratsiooni jaoks on vaja kasutada sobivat süstalt.

Mõnedes riikides, näiteks Šveitsis, oli hoolikalt kavandatud plaan, mille kohaselt viidi läbi pädev üleminek U-100 märgistusega insuliini valmististele. Kuid see nõuab kõigi huvitatud poolte tihedat kontakti: paljude erialade arstid, patsiendid, meditsiiniõed kõigist osakondadest, proviisorid, tootjad, asutused.

Meie riigis on väga raske teha kõikide patsientide üleminek ainult insuliini U-100 kasutamiseks, sest tõenäoliselt suurendab see annuste määramisel vigade arvu.

Lühikese ja pikaajalise insuliini kombineeritud kasutamine

Kaasaegses meditsiinis esineb suhkurtõve, eriti esimese tüüpi, ravi tavaliselt kahte liiki insuliini kombinatsioonina - lühiajalist ja pikaajalist toimet.

Patsiendile oleks palju mugavam, kui ühe süstlaga kombineeritaks ja manustataks samaaegselt erineva toimeajaga ravimeid, et vältida naha kahekordistumist.

Paljud arstid ei tea, mis määrab erinevate insuliinide segamise võimaluse. Selle aluseks on pikatoimeliste ja lühitoimeliste insuliinide keemiline ja taimne (määrava koostisega) ühilduvus.

On väga oluline, et kui mõnda tüüpi ravimeid segatakse, ei lase lühikese insuliini kiire toime ilmneda ega kaotada.

On tõestatud, et lühiajalist ravimeid saab kombineerida ühekordse süstina protamiininsuliiniga, lühikese insuliini algust ei viivita, sest lahustuvat insuliini ei seondu protamiiniga.

Sel juhul pole ravimi tootja tähtsust. Näiteks võib insuliini actrapid ühendada humuliin H või propafaniga. Peale selle võib nende ravimite segusid säilitada.

Ettevalmistuste tsink-insuliini ammu kindlaks tehtud, et tsinki insuliinisuspensioon (kristalli) ei saa ühendada lühikese insuliini sest see seondub liiaga Tsinkioone ja muundub pikendatud insuliini, mõnikord osaliselt.

Mõned patsiendid süstivad esmalt lühitoimelisi ravimeid, seejärel eemaldage nõel naha alla, muutke oma suunda veidi ja süstige tsink-insuliin läbi selle.

Seda manustamisviisi viidi läbi üsna palju teaduslikke uuringuid, mistõttu võib see naha süstimise meetodil mõnedel juhtudel moodustada tsink-insuliini ja lühitoimelise ravimi kompleks, mis põhjustab viimase imendumist.

Seetõttu on parem süstida lühikese insuliini, mis on täielikult tsink-insuliinist eraldiseisv, ei ole mugav teha nahale kahte eraldi süsti, mis asuvad vähemalt 1 cm kaugusel üksteisest. See ei tähenda standardse sissevõtmise.

Kombineeritud insuliinid

Nüüd toodab farmaatsiatööstus kombineeritud preparaate, mis sisaldavad lühitoimelist insuliini koos protamiin-insuliiniga rangelt määratletud protsentuaalse suhtega. Nende ravimite hulka kuuluvad:

Kõige tõhusamad on kombinatsioonid, milles lühikese ja laiendatud insuliini suhe on 30:70 või 25:75. See suhe on alati näidatud iga konkreetse ravimi kasutamise juhendis.

Sellised ravimid sobivad kõige paremini inimestele, kes järgivad korrapärast toitumist ja regulaarselt füüsilist aktiivsust. Näiteks neid kasutatakse sageli 2. tüübi diabeediga vanemate patsientidega.

Kombineeritud insuliinid ei sobi niinimetatud "paindliku" insuliinravi rakendamiseks, kui on vaja pidevalt muuta lühitoimelise insuliini annust.

Näiteks tuleks seda teha süsivesikute koguse muutmisel toidus, füüsilise aktiivsuse vähendamiseks või suurendamiseks jne. Samal ajal püsib basaalinsuliini annus (pikaajaline) peaaegu muutumatuks.

Diabeet on suuruselt kolmas levik planeedil. See langeb ainult südame-veresoonkonna haiguste ja onkoloogia taga. Mitmete allikate järgi on diabeetikute arv maailmas vahemikus 120 kuni 180 miljonit inimest (umbes 3% kõigist Maa elanikest). Mõnede prognooside kohaselt kasvab iga 15 aasta järel patsientide arv kahekordseks.

Tõhusa insuliinravi läbiviimiseks piisab, kui omada ainult ühte ravimit, lühitoimelist insuliini ja ühte pikaajalist insuliini, mis on omavahel ühendatud. Mõningatel juhtudel (peamiselt eakatele patsientidele) on vajadus kombineeritud ravimi järele.

Praegused soovitused määravad insuliinipreparaatide valimisel järgmised kriteeriumid:

  1. Kõrge puhastuse tase.
  2. Võimalus segada teiste insuliinitüüpidega.
  3. Neutraalne pH.
  4. Pikaajaliste insuliinide manustamise ettevalmistused peaksid olema 12 kuni 18 tundi, nii et piisab, kui manustada neid 2 korda päevas.

Iniminsuliini tootmise tehnoloogia Venemaal

Insuliini kaasaegne biotehnoloogiline tootmine on kompleksne protsess, mis põhineb mikroorganismide geneetilisele modifitseerimisele. See meetod on suhteliselt uus ja toodetakse tootmises eelmise sajandi 80. aastatel. Sellega saate ravimit, mis on täielikult kooskõlas inimese kehas toodetud ravimiga. Seega on nimi "iniminsuliin".

Tuleb märkida, et see termin "iniminsuliin" põhjustab mõnikord mõnevõrra ekslikke reaktsioone ja eeldusi, et ravim saadakse inimkehast. Just sellepärast küsitakse sageli küsimust: "Kuidas toimub insuliini tootmine?" - ja kust selline määratlus pärineb.

Tõepoolest, kuni viimase ajani oli insuliini tootmise tehnoloogia täiesti erinev. See eemaldati sigade või veiste kehast ja kutsuti vastavalt näiteks sea või veist. Kuid see tootmistehnoloogia on vananenud ja sellel on mitmeid tõsiseid puudusi, mille hulgas on kõigepealt võimatu saada puhast ainet ilma proinsuliini lisanditeta, mis põhjustavad mitmesuguseid allergilisi reaktsioone ja antikehade tootmist inimestel.

Apteekid tahavad ikkagi diabeetikutele sularaha sisse osta. Seal on mõistlik kaasaegne Euroopa ravim, kuid nad hoiavad seda vaikselt. See on.

Lisaks sellele ei ole diabeediga inimeste arvu pideva suurenemise tõttu insuliini tootmiseks piisavalt loomset toorainet, mis oli veel üks tõuge kaasaegsete meetodite leidmiseks kunstlikult selle tootmiseks.

Tänapäeval pärinevatest tüvedest või Escherichia coli'st saadakse inimese või rekombineeritud ravim. Neid aineid ei valita juhuslikult: toitainekeskkonna kasvu ajal tekivad nad tohutul hulgal vajalikke hormoone. See tähendab, et protsess ei ole mitte ainult tehnoloogiline, vaid ka bioloogiline, sest soovitud ainet toodavad elusorganismid, seejärel transformeeritakse ja ei sünteesita keemiliselt.

Tuleb märkida, et teadus on jõudnud keeruliselt ja keeruliselt enne, kui leiti ja tehti tootmiseks biotehnoloogiline meetod ravimite saamiseks diabeetikutele. Esimest korda moodustasid inimest toodetud insuliini täpne koostis eelmise sajandi 60. aastatel. Selgus, et selle molekulidel on erinev aminohapete koostis, mis erineb loomse päritoluga aminohappest. Hiljem püüti asendada üks aminohape teisega, muide, üsna edukaks, kuid väga kalliks. Seda meetodit tunnistati kahjumlikuks ja mittemõistlikuks mitte ainult meie riigis, vaid ka välismaal.

Ja alles pärast kaht aastakümmet rasket tööd, oli võimalik saada absoluutselt puhast uimasti, mis vastab tervisliku organismi kehas, mis ei põhjusta tagasilükkamist ega allergilisi reaktsioone.

Iniminsuliini tootmine põhineb geenitehnoloogia meetodil, mille käigus pärmi DNA-molekuli sisestatakse inimese poolt toodetud hormooni tootmist määrav geen. Seda meetodit kasutatakse laialdaselt kõigis maailma arenenud riikides ja võimaldab teil saada ravimeid kõrge kvaliteediga diabeedi raviks ja õiges koguses.

Lähiajal planeeritakse insuliini oma toodang Venemaal. Läbirääkimised on Uurali töökoja ehitamisel Praegu ostetakse praegu suhkurtõvega patsientide ravis kasutatavaid ravimeid välismaal, mille eest kulutatakse suuri summasid riigieelarvest.

Tuleb märkida, et oma tootmistehnoloogiat on Venemaal katsetati juba katsetatud ja samal ajal saadud suurepäraseid tulemusi. Meie kodumaised narkootikumid on olnud tõhusamad ja puhtamad. Jätkatakse ainult tootmisprotsessi kohandamine.

Mul oli diabeet 31 aastat. Nüüd terve. Kuid need kapslid pole tavalistele inimestele ligipääsmatud, apteegid ei taha neid müüa, see pole neile kasulik.

Insuliini tehnoloogia

Insuliini sekretsiooni rikkumine. Aafrika fotograafia kasutamine. Insuliini skeem. Proinsuliini ekspressioon E. coli rakkudes. Suhkurtõve probleemi lahendamise lähenemisviisid. Biotehnoloogia panus mittepeptiidhormoonide tööstuslikule tootmisele.

Saada hea töö teadmistebaas on lihtne. Kasutage allolevat vormi.

Teie jaoks on väga tänulikud üliõpilased, kraadiõppurid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös.

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

Postitatud http://www.allbest.ru/

KAASAHSTANI VABARIIGI HARIDUSE JA TEADUSMINISTEERIUM

KAZAKI AGRO-TEHNIKA ÜLIKOOL, KUNI S. S. SEYFULLIN

Mikrobioloogia ja biotehnoloogia osakond

Distsipliini "Biotehnoloogia mokroorganizmov"

Teema: insuliini tehnoloogia

Lõpetanud: Myrzabek M? Ldir Kurbanbek? Yzy

Kontrollitud: Akimbaeva A.K. (k. B.N.)

LÜHENDID JA SÜMBOLID

1. Ajalugu avastus

2. Insuliini tootmine biotehnoloogias

3. Iniminsuliini saamise meetodid

4. Proinsuliini ekspressioon E. coli rakkudes

5. Insuliini puhastamine

6. Annustamine ja manustamine

Selles kursuse töös kasutati järgmisi mõisteid:

Valgukandja - hübriidvalgu transportimine rakkude või kultuurisöötme periplasmaatilisse ruumi;

Affine komponent - oluliselt hõlbustab hübriidvalgu valimist.

Insuliin (ladina keeles Insula - saar) on pegidhormoon, mis moodustub Langerhansi pankrease saarerakkude beeta-rakkudes.

Interleukiinid on peamiselt leukotsüütide poolt sünteesitud tsütokiinide rühma (sellepärast valiti lõpuks "-leukiin").

Proinsuliin on pankrease isolaarseadme B-rakkude sünteesitud insuliini lähteaine.

Kromatograafia (kreeka kromaatiast, kromaati värvist, värvist), segude eraldamise ja analüüsimise füüsikalis-keemiline meetod, mis põhineb nende komponentide jaotamisel kahe faasi vahel - fikseeritud ja mobiilne (eluent).

Kapseldus - programmeerimiskeelne mehhanism, mis piirab juurdepääsu objektile (mooduleid ja omadusi) sisaldavatele komponentidele, muudab need privaatseks, st on juurdepääs ainult objekti sees.

Fusioonvalk (fusionprotein, ka kimäärne ühend valk) on valk, mis saadakse kahe või enama geenide ühendamisel, mis kodeerivad algselt üksikvalke.

Hormoonid (kreeka Hormoos - käivitada, indutseerida), hormoonid, endokriinsete näärmete või sisesekretsioonisegude poolt toodetud bioloogiliselt aktiivsed ained, mis eritavad neid otse verre.

Suhkruhaigus on endokriinsete haiguste rühma, mis arenevad hormooninsuliini absoluutse või suhteliselt puuduliku toimena.

Kapseldus - programmeerimiskeelne mehhanism, mis piirab juurdepääsu objektile (mooduleid ja omadusi) sisaldavatele komponentidele, muudab need privaatseks, st on juurdepääs ainult objekti sees.

Somatostatin on Langerhans'i pankrease saarerakkude ja ühe hüpotalamuse hormooni deltarakkude hormoon.

Radioimmuunanalüüs - meetod kvantitatiivseks määramiseks bioloogiliselt aktiivseid aineid (hormoone, ensüüme, narkootikumid, ja teised.) In bioloogilistes vedelikes, mis põhineb konkureeriva seondumise soovitud stabiilne jms radionukliididega märgistatud aine seostumist spetsiifilise süsteeme.

LÜHENDID JA SÜMBOLID

HPLC - kõrgefektiivne vedelikkromatograafia

cDNA - komplementaarne desoksüribonukleiinhape

Insuliini põhiülesanne on tagada glükoosi molekulide rakumembraanide läbilaskvus. In lihtsustatud kujul, siis võib öelda, et mitte ainult süsivesikuid, vaid ka mis tahes toitaineid lõppkokkuvõttes lõhustatakse glükoosiks, mida kasutatakse sünteesi teiste süsinikku sisaldavad molekulid, ning see on ainus tüüpi kütuseelemendiga elektrijaamad - mitokondrid. Ilma insuliinita langeb rakumembraani läbilaskvus glükoosiks 20 korda ja rakud surevad näljastumise tõttu ja veres lahustunud liigne suhkur mürgitab keha.

I tüüpi diabeedi patogeneesi võtmeelement on beeta-rakkude hävitamisest tingitud insuliini sekretsiooni kahjustus - absoluutne insuliinipuudus. Insuliini toimet kudedes - suhteline insuliinipuudus - on oluline koht 2. tüüpi diabeedi kujunemisel.

Afiinsuskromatograafia kasutamine on oluliselt vähendanud preparaadis sisalduvate saastavate valkude sisaldust insuliiniga suurema molekulmassiga. Selliste valkude hulka kuuluvad proinsuliin ja osaliselt lõhustatud proinsuliinid, mis on võimelised indutseerima antiinsuliini antikehade produktsiooni.

Iniminsuliini kasutamine ravi alguses vähendab allergiliste reaktsioonide esinemist. Iniminsuliin imendub kiiremini ja ravimi vormist hoolimata on lühem toimeaeg kui loomsetel insuliinidel. Iniminsuliinid on vähem immunogeenid kui sigad, eriti veise- ja seasisesed insuliinid.

Selle kursuse eesmärk on uurida insuliini tehnoloogiat. Järgmiste ülesannete saavutamiseks:

1. insuliini saamine biotehnoloogias

2. Insuliini saamise viisid

Z. insuliini puhastamine

Insuliini avastamise ajalugu on seotud vene arsti nimetusega I.M. Sobolev (19. sajandi II poolaasta), kes tõestas, et suhkru taset inimveres reguleerib kõhunäärme spetsiifiline hormoon.

1922. aastal viidi esmakordselt loomale pankreasega isoleeritud insuliin kümneaastasesse poisse, diabeediga patsientide tulemus ületas kõik ootused ja aasta hiljem vabastas Ameerika ettevõte Eli Lilly esimese loominsuliini preparaati.

Pärast järgmiste aastate esimese tööstusliku insuliini partii saamist läbis see suur isolatsiooni ja puhastamise viis. Selle tulemusena sai hormoon kättesaadavaks 1. tüüpi diabeediga patsientidele.

1935. aastal optimeeris Taani teadlane Hagedorn optimaalse insuliini toimet organismis, pakkudes välja pikaajalise ravimi.

Esimesed insuliini kristallid saadi 1952. aastal ja 1954. aastal inglise biokeemik G. Senger dešifreerib insuliini struktuuri. Hormooni puhastamismeetodite väljatöötamine teistest hormonaalsetest ainetest ja insuliini lagunemise toodetest võimaldas saada homogeenset insuliini, mida nimetatakse ühekomponendiliseks insuliiniks.

70ndate alguses. Nõukogude teadlased A. Yudaev ja S. Shvachkin kavandasid insuliini keemilist sünteesi, kuid selle sünteesi rakendamine tööstuslikus ulatuses oli kallis ja kahjumlik.

Tulevikus suurenes insuliinide puhastamise tase järk-järgult, mis vähendas insuliiniallergiate põhjustatud probleeme, neerufunktsiooni kahjustusi, nägemishäireid ja immuunsusresistentsust. Kõige efektiivsem hormoon oli vajalik suhkurtõve asendusraviks - homoloogseks insuliiniks, st inimese insuliiniks.

80-aastane edusammud molekulaarbioloogias lasti sünteesitakse E.coli mõlemas ahelas iniminsuliini, mis seejärel ühendatakse bioloogiliselt aktiivne molekul, hormoon, ja Institute of Bioorgaanika rekombinantse insuliini valmistada kasutades geneetiliselt muundatud E. coli tüved.

2. Insuliini tootmine biotehnoloogias

Peamine suhkurtõve ravi on insuliin, mis on kõhunäärme Langerhansi saarte peptiidhormoon. See haigus on põhjustatud insuliinipuudusest ja see avaldub veresuhkru taseme tõusust. Kuni viimase ajani saadi insuliin pulli ja siga kõhunäärmetest. Ravim erines iniminsuliini 1-3 aminohappe asendusest, nii et tekkis allergiliste reaktsioonide oht, eriti lastel. Insuliini ulatuslik terapeutiline kasutamine oli piiratud selle kõrgete kulude ja piiratud ressurssidega. Keemilise modifitseerimise tulemusena muutus loomadelt insuliin inimesele eristamatuks, kuid see tähendas toote maksumuse täiendavat suurenemist. [1]

Alates 1982. aastast on Eli Lilly tootnud geneetiliselt muundatud insuliini, mis põhineb E. coli ja B-ahelate eraldi sünteesil. Toote kulu on oluliselt vähenenud, toodetud insuliin on inimesega identne. Alates 1980. aastast on ajakirjanduses teatatud proinsuliini geeni kloonimisest, hormooni prekursorist, mis läbib piiratud proteolüüsi küpset vormi.

Kapseldamistehnoloogia on lisatud ka diabeedi raviks: kapsli pankrease rakud, mis viidi üks kord patsiendi kehasse, toodavad insuliini aasta jooksul.

Integreeritud geneetika on käivitanud folliikuleid stimuleerivate ja luteiniseerivate hormoonide tootmise. Need peptiidid koosnevad kahest allüksusest. Päevakorras on küsimus närvisüsteemi oligopeptiid hormoonide tööstuslikust sünteesist, ankefaliinidest, mis on valmistatud 5 aminohappejäägist ja endorfiinidest, morfiini analoogidest. Nende peptiidide ratsionaalne kasutamine leevendab valu, loob head tuju, suurendab efektiivsust, kontsentreerib tähelepanu, parandab mälu, paneb une ja ärkveloleku. Geenitehnoloogia meetodite edukaks rakendamiseks on näiteks β-endorfiini süntees, kasutades ülalpool kirjeldatud hübriidvalgu tehnoloogiat teise peptiidhormooni, somatostatiini [2] jaoks.

3. Iniminsuliini saamise meetodid

Ajalooliselt on esimene viis insuliini saamiseks terapeutilisteks eesmärkideks selle hormooni analoogide isoleerimiseks looduslikest allikatest (veiste ja sigade pankrease saarerakud). Möödunud sajandi 20. sajandil leiti, et veiste ja sigade insuliinid (mis on struktuurile ja aminohappejärjestusele kõige lähemal iniminsuliinile) näitavad inimkehas aktiivsust, mis on võrreldav iniminsuliiniga. Seejärel kasutati veiste või sigade insuliine pikka aega I tüüpi diabeediga patsientide raviks. Kuid pärast mõnda aega näidati, et mõnel juhul hakkavad veiste ja sigade insuliinide antikehad inimkehasse kogunema, mistõttu nende mõju kaob.

Teiselt poolt on selle insuliini saamise meetodi üks eeliseid toorainete olemasolu (veiste ja sealiha insuliini on suures koguses hõlpsasti võimalik saada), mis mängis otsustavat rolli iniminsuliini esimese meetodi väljatöötamisel. Seda meetodit nimetatakse poolsünteetiliseks [3].

Selles iniminsuliini tootmise meetodis kasutati toorainena sigade insuliini. Puhastatud sigade insuliin lõhustati B-ahela C-otsa oktapeptiidiga, mille järel sünteesiti inimese insuliini C-otsa oktapeptiid. Seejärel see keemiliselt kinnitati, kaitserühmad eemaldati ja saadud insuliin puhastati. Selle insuliini saamise meetodi katsetamisel ilmnes saadud hormooni täielik identiteet inimese insuliinile. Selle meetodi peamiseks puuduseks on saadud insuliini kõrge hind (isegi praegu on oktapeptiidi keemiline süntees kallis, seda eriti tööstuslikus ulatuses).

Praegu saadakse iniminsuliin peamiselt kahel viisil: sealiha insuliini muutes sünteetilis-ensümaatilisel meetodil ja geenitehnoloogia meetodil.

Esimesel juhul põhineb meetod sellel, et searasv insuliin erineb inimese insuliinist Ala30Thr B-ahela C-otsa ühe asendusega. Alaniini asendamine treoniiniga toimub ensüümiga katalüüsitud alaniini eemaldamisega ja selle asemel lisatakse karboksüüliga kaitstud treoniini jääk, mis on reaktsioonisegus suurel ülemises osas. Pärast kaitsvat O-tert-butüülrühma lõhustamist saadakse iniminsuliin. (pilt 1)

Joonis 1 - Iniminsuliini saamise meetodite skeem

Insuliin oli esimene valk kaubanduslikel eesmärkidel, kasutades rekombinantse DNA tehnoloogiat. Geneetiliselt muundatud iniminsuliini saamiseks on kaks peamist lähenemisviisi. Esimesel juhul tekitatakse eraldi (erinevad tootja tüved) mõlemad ahelad, millele järgneb molekuli kokkulugemine (disulfiidsildade moodustumine) ja misoformi eraldamine. Teises preparaadis on prekursor (proinsuliin), millele järgneb ensüümiline lõhustamine trüpsiini ja karboksüpeptidaasiga. Hormooni aktiivse vormi sisse. Praegu on kõige eelistatum insuliini saamine eellasjana, mis tagab disulfiidsildade korrektse sulgemise (kettide eraldi valmistamiseks, järjestikuste denaturatsioonitsüklite, misoformide eraldamise ja renatsioneerimise kohta) [3].

Mõlemas lähenemises on võimalik alustada algmaterjali (A ja B ahelaid või proinsuliini) või hübriidvalkude osana. Lisaks A- ja B-ahelatele või proinsuliinile võib hübriidvalkude koostis esineda:

1) kandjavalk - hübriidvalgu transportimine rakkude või kultuurisöötme periplasmilisse ruumi;

2) afiinsuse komponent - oluliselt hõlbustab hübriidvalgu valimist.

Samal ajal võivad mõlemad komponendid olla samaaegselt hübriidvalgu koostises. Lisaks võib hübriidvalkude loomisel kasutada mitmetähenduslikkuse põhimõtet (see tähendab, et hübriidvalgul esineb sihtmärk-polüpeptiidi mitu eksemplari), mis võimaldab märgatavat produkti saagist märkimisväärselt suurendada [4].

Me kasutasime JM 109 N1864 tüve nukleotiidjärjestusega, mis sisaldas hübriidvalku ekspresseerivat plasmiidi, mis koosneb lineaarse proinsuliini ja Astaphylococcusaureuse valgu fragmendist, mis on kinnitatud N-otsast metioniinijäägiga. Rekombinantse tüve rakkude küllastunud biomassi kasvatamine tagab hübriidvalgu tootmise alguse, mille isolatsioon ja järjestikune transformatsioon intube abil toob kaasa insuliini. Teine teadlaste rühm sai bakteriaalses ekspressioonisüsteemis fusioon-rekombinantset valku, mis sisaldas inimese proinsuliini ja polüsistiini saba, mis oli selle kaudu metioniinijäägi kaudu ühendatud. See isoleeriti, kasutades kiraat-kromatograafiat, kasutades Ni-agaroosi kolonne sisestamise kehadest ja lõhustati tsüanogeenbromiidiga. Autorid otsustas, et isoleeritud valk on S-vääveldatud. Saadud proinsuliini kaardistamine ja massispektromeetria analüüs, mida puhastati ioonvahetuskromatograafiaga anioonvaheti ja RP (pöördfaasiline) HPLC (suure jõudlusega vedelikkromatograafia), näitasid natiivse inimese proinsuliini disulfiidsildade vastavaid disulfiidsildasid. Samuti teatas ta uudse ja täiustatud meetodi väljatöötamisest inimese insuliini hankimiseks geneetiliste meetodite abil prokarüootsetes rakkudes. Autorid leidsid, et tema struktuurist ja bioloogilisest aktiivsusest saadud insuliin on identne kõhunäärme isoleeritud hormooniga [5].

Hiljuti on pööratud suurt tähelepanu rekombinantse insuliini hankimise menetluse lihtsustamisele geenitehnoloogia meetodite abil. Nii sai sulandunud proteiin, mis koosnes proinsuliini N-otsaga seotud interleukiinide liiderpeptiidist läbi lüsiinijäägi. Valgus ekspresseeriti ja lokaliseeriti ekspresseerimisorganites. Pärast isoleerimist lõhustati proteiin trüpsiiniga insuliini ja C-peptiidi saamiseks. Teine uurijate rühm tegutses sarnaselt. Fusioonvalk, mis koosneb proinsuliinist ja kahest IgG-ga seonduvast stafülokokk-valgu A sünteetilistest domeenidest, lokaliseeriti inklusioonkehadesse, kuid sellel oli kõrgem ekspressiooni tase. Valk eraldati afiinsuskromatograafiaga, kasutades IgG-d ja töödeldi trüpsiini ja karboksüpeptidaasiga B. Saadud insuliin ja C-peptiid puhastati RP-HPLC abil. Termotuumasünteesi struktuuride loomisel on kandjavalgu massi suhe sihtmärk-polüpeptiidile väga märkimisväärne. Sellisel viisil on kirjeldatud fusioonkonstruktide disaini, kus kandja polüpeptiidina kasutati inimese seerumi albumiini seonduvat valku. Sellele kinnitati üks, kolm ja seitse C-peptiidi. C-peptiidid kombineeriti pea-saba alusel, kasutades selleks Sfi I restriktsioonisaidil kandvaid aminohapete vahelisi vahendeid ja kahte arginiini jääki spetsiari alguses ja lõpus, et järgnevalt lüheneda proteiin trüpsiiniga. HPLC lõhustamisproduktid näitasid, et C-peptiid lõhustatakse kvantitatiivselt ja see võimaldab kasutada multimeersete sünteetiliste geenide meetodit sihtmärk-polüpeptiidide valmistamiseks tööstuslikul skaalal.

Mutantse proinsuliini saamine, mis sisaldas Arg32Tyr asendamist. Selle proteiini ühine lõhustamine trüpsiini ja karboksüpeptidaasiga B moodustas natiivse insuliini ja türosiinijääk sisaldava C-peptiidi. Viimast, pärast 125I märgistamist, kasutatakse radioimmuunanalüüsis aktiivselt [6].

Veel Artikleid Diabeedi

Teise tüübi diabeedi Perga mõjutab pankreas positiivselt. Mesilas õietolmu sisaldav suhkur ei ole lihtne, kuid kasulik, eriti selle sisesekretsioonisurvega inimestele.

Kui labori uriinianalüüsi tulemusena leitakse suures suhkrusisendis, toob tulemuseks põhjalikum diagnoos tõsiste ja ohtlike haiguste välistamiseks või kinnitamiseks.