Главная            О проекте            Карта сайта            Обновления            Ссылки

Генно-инженерная фармакология

Самыми первыми, кто всерьёз заинтересовался генной инженерией, были фармацевтические фирмы. Они быстро поняли, что, благодаря новым технологиям, можно получать практически любые белки и в больших количествах.

Что такое белок? Это рабочая молекула клетки. Она играет огромную роль в регуляции тех процессов, которые идут в организме. Почти все гормоны представляют собой небольшие белковые молекулы. Они содержат несколько десятков аминокислотных остатков.

Специалист-генетик за работой

До генной инженерии производство гормонов было чрезвычайно сложным делом. Людям просто повезло с инсулином, так как он являлся животным белком, взятым у свиньи или крупного рогатого скота, и мог служить заменой гормона человека. Но в большинстве случаев такое просто невозможно. А вот, благодаря генной инженерии, за короткий срок были получены штаммы бактерий, способные вырабатывать самые разнообразные человеческие гормоны.

Для примера можно рассмотреть гормон роста. Организм может его не вырабатывать в результате генетического дефекта. В этом случае человек становится карликом. Чтобы такое предотвратить, ребёнку необходимо вводить этот важнейший гормон. В прежние времена получить его можно было лишь из человеческих трупов. В наше же время он широко производится в лабораторных условиях.

Что же касается уже упомянутого инсулина, то он нужен в первую очередь людям, страдающим сахарным диабетом. Этот недуг распространён достаточно широко. Те, кто им страдает, в основной массе обходится животным инсулином. Но у отдельных больных он вызывает аллергию. Им нужен не животный, а человеческий инсулин. На сегодняшний день этот вопрос решён.

Интерферон

Большим достижением стала возможность получения человеческого интерферона. Интерферон – белок, который обладает чрезвычайно эффективным антивирусным действием. Самое же главное – его универсальность. Этот белок эффективен против самых разнообразных вирусов. По своей сути он является точно таким же средством для вирусов, как антибиотики для бактерий. Но есть одно важное отличие.

Антибиотик подавляет бактерию лишь в том случае, если у неё нет гена устойчивости. А для интерферона характерна видовая специфика. В человеческом организме подавлять вирусную инфекцию способен лишь человеческий интерферон, в некоторых случаях можно использовать обезьяний.

Но до недавнего времени наладить получение человеческого интерферона не удавалось. Специалисты не могли даже определить аминокислотную последовательность этого белка. Однако генно-инженерная фармакология, практически, в течение года кардинально всё изменила.

Получение интерферона

Из клеток крови, заражённых вирусной инфекцией, выделили интерфероновую мРНК. С помощью ревертазы (фермент, ведущий синтез ДНК по матрице РНК) синтезировали ген интерферона и внедрили его в плазмиду. Так был получен бактериальный штамм, способный вырабатывать искусственный интерферон. По нему определили аминокислотную последовательность. А уже по ней построили нуклеотидную последовательность гена, который был синтезирован. Его также встроили в плазмиду, и получился ещё один штамм, вырабатывающий нужный белок.

Что касается искусственного интерферона, то он оказался чрезвычайно эффективным противовирусным средством. Был осуществлён следующий опыт. Взяли 8 обезьян и разделили их на 2 группы. Всем животным ввели вирус энцефаломиокардита. К этому вирусу у животных иммунитета не было. Поэтому они были обречены на смерть.

Одна контрольная группа животных погибла по прошествию нескольких дней после заражения. А второй группе за несколько часов до заражения и затем несколько раз после заражения вводили искусственный интерферон. Все 4 обезьяны остались живы. В настоящее время данным препаратом лечат вирусные заболевания, гепатит и венерические болезни, вызываемые папилломой.

Вакцинация

Вакцинация – чрезвычайно эффективное средство по предупреждению вирусных эпидемий. Как правило, для вакцинации используются убитые вирусы. У них выведены из строя РНК, а вот белки сохранены. Убитые вирусы попадают в организм, а тот вырабатывает антитела. Если в дальнейшем в организм смогут попасть живые вирусы, то иммунная система их узнает и убьёт выработанными антителами.

Благодаря вакцинации, были ликвидированы такие страшные инфекции как оспа и чума. В Средние века от них умирали миллионы людей. Однако существуют вирусы, от которых не удаётся избавиться. Сюда можно отнести ВИЧ, вирус гриппа, а для животных вирус ящура. В данных случаях вакцинация либо вообще ничего не даёт, либо приводит к частичному успеху.

Причина заключается в изменчивости вирусов. Это означает, что в их белках происходят замены аминокислот, и эти вирусы становятся неузнаваемыми для иммунной системы человека. Соответственно, каждый год приходится проводить новую вакцинацию. Однако это чревато негативными факторами.

Когда вакцинацию проводят в огромных масштабах, то трудно гарантировать, что все вводимые в организм вирусные частицы убиты. Поэтому есть вероятность, что такое мероприятие может обернуться не спасением, а эпидемией.

А вот посредством генно-инженерной фармакологии можно получить идеальную безвредную вакцину. Для этого бактерию заставляют вырабатывать белок оболочки вируса. В этом случае вакцина вообще не содержит в себе инфицированных РНК, поэтому она уже изначально не может возбудить болезнь. А вот пробудить иммунитет может.

Такая вакцина была получена и опробована. Специалисты провели опыты с белком оболочки вируса ящура. Испытания дали определённые позитивные результаты, но не такие эффективные, как ожидалось вначале. Иммунизация такой вакцины в 1000 раз хуже, чем если использовать убитый вирус.

Вакцина против оспы

Рассматривая вопрос производства вакцин, нельзя не сказать об использовании живой вакцины против оспы. Эта история по праву заслуживает всяческого уважения. Началась она в то время, когда оспа свирепствовала на территории Европы и уносила миллионы жизней.

В то время все врачи искали средство, способное победить страшное заболевание. В 1798 году это удалось английскому врачу Эдварду Дженнеру. Он обратил внимание на тот факт, что доярки иногда заражались от коров лёгкой формой оспы. Данное заболевание было не смертельным, и женщины выздоравливали. Но зато в дальнейшем они уже не болели той оспой, от которой гибли люди.

Эдвард Дженнер начал специально заражать людей коровьей оспой. И таким образом защитил их от настоящей смертельной оспы. Так английский врач положил начало вакцинации (латинское слово vaccinus – коровья).

Коровий и человеческий вирус оспы разные, но у них много общего. Но самое главное то, что отдельные белки на поверхности коровьего вируса, который получил название вируса осповакцины, абсолютно схожи с аналогичными белками на поверхности человеческого вируса. Вот поэтому иммунная система, приведённая в боевую готовность в результате прививки вируса осповакцины, прекрасно защищает организм и от смертельного вируса оспы.

Следует заметить, что осповакцина оказалась уникальным средством для эпидемиологии. Данный вирус для человека абсолютно безвреден и чрезвычайно эффективен. В 1977 году ВОЗ объявила, что с оспой на планете покончено. А ведь она уносила десятки миллионов человеческих жизней.

Но надобность в вакцине против оспы не пропала. Сотрудники Института здравоохранения США решили посредством генно-инженерной фармакологии изменить эффективный вирус так, чтобы он защищал не только от оспы, но ещё и от гепатита.

В молекулу ДНК вируса осповакцины был встроен ген поверхностного белка вируса гепатита. При этом он был снабжён эффективным промотором (часть ДНК, с которой связывается РНК-полимераза для начала синтеза мРНК). После этого провели опыты на кроликах. Они показали, что при вакцинации таким вирусом в крови вырабатывается белок гепатита, но тут же в ответ появляются антитела, способные противостоять этому заболеванию.

Данный метод помог создать целую группу вакцин против различных вирусных заболеваний, наблюдаемых как у человека, так и у животных. За основу была взята осповакцина. В её ДНК встраивали соответствующие гены поверхностных белков. В настоящее время генно-инженерная фармакология взяла данную методику на вооружение. Она развивается чрезвычайно успешно. Ей пророчат большое будущее в борьбе со многими вирусными болезнями.

Вячеслав Маркин