Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Биотехнологические способы получения фармацевтических препаратов

Диссертация

Автор: Баирамашвили, Дмитрий Ильич

Заглавие: Биотехнологические способы получения фармацевтических препаратов

Справка об оригинале: Баирамашвили, Дмитрий Ильич. Биотехнологические способы получения фармацевтических препаратов : диссертация ... доктора химических наук : 02.23.00 Москва, 2007 248 c. : 71 07-2/66

Физическое описание: 248 стр.

Выходные данные: Москва, 2007






Содержание:

 ОГЛАВЛЕНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1 Генно-инженерный инсулин человека: успехи и перспективы развития
11 Структура и функции инсулина
12 Инсулин человека - основы технологии получения
13 Генно-инженерный инсулин в России
14 Готовые лекарственные формы инсулина
15 Аналоги инсулина Свойства и применение
2 Гормон роста человека
21 Способы получения гормона роста человека
22 Механизмы действия соматропина
23 Терапевтическое применение соматропина
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
1 Создание технологии получения и разработка стандарта качества активной фармацевтической субстанции генноинженерного инсулина человека
11 Создание технологии получения активной фармацевтической субстанции генно-инженерного инсулина человека
12 Разработка методов контроля и создание стандарта качества субстанции инсулина
2 Создание технологии получения и разработка стандартов качества готовых лекарственных форм генно-инженерного инсулина человека
21 Создание технологии получения быстродействующей лекарственной формы инсулина
22 Создание технологии получения пролонгированной лекарственной формы инсулина
23 Стандартизация препаратов ИНСУРАН
24 Стабильность препаратов ИНСУРАН
25 Доклиническое изучение препаратов ИНСУРАН
26 Клинические испытания препаратов ИНСУРАН
3 Создание технологии получения и разработка стандарта качества активной фармацевтической субстанции рекомбинантного гормона роста человека
31 Создание технологии получения активной фармацевтической субстанции рекомбинантного гормона роста человека
32 Разработка стандарта качества активной фармацевтической субстанции рекомбинантного гормона роста человека
33 Доклинические испытания соматропина
34 Клиническое изучение лекарственной формы соматропина человека (Растан)
4 Организация производства инсулина и соматропина в соответствии с правилами GMP и внедрение препаратов в практику отечественного здравоохранения
5 Апробация разработанных методологий в смежных разделах биотехнологии
51 Технология получения биологически активных соединений растительного происхождения (культура клеток)
52 Технология получения дисахарида клеточной стенки Micrococcus
Luteus (Lysodecticus)
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
1 Материалы
11 Реактивы
12 Непромышленные препараты
2 Методы исследований
21 Получение и культивирование штаммов продуцентов
22 Выделение и очистка активных фармацевтических субстанций
23 Производство готовых лекарственных форм инсулина человека -ИНСУРАН
24 Контроль качества лекарственных препаратов
ВЫВОДЫ
Список сокращений
Благодарности

Введение:
Развитие с середины 1970-х годов генной инженерии, т.е. технологии получения рекомбинантных ДНК, значительно изменило характер исследований, проводимых в области генетики, биологии развития и эволюции. Разработка методов клонирования ДНК и проведения полимеразной цепной реакции позволяют получать в достаточном количестве необходимый генетический материал, включая рекомбинантные (гибридные) ДНК. Эти методы используются для выяснения тонкой структуры генетического аппарата и отношений между генами и их специфическими продуктами - полипептидами. Вводя в клетки рекомбинантную ДНК, удалось получить штаммы бактерий, способные синтезировать важные для медицины белки, например человеческий инсулин, гормон роста человека и многие другие соединения.
Развитие современной фармакологии невозможно представить без открытия новых препаратов, получаемых с помощью методов генетической инженерии. Успехи медицины сегодняшнего дня все более базируется на активном применении белковых препаратов, полученных с помощью технологии переноса наследственной информации (генов) из одного организма в другой. Целью этой операции является, как известно, использование возможностей организма нового хозяина к считыванию этой генетической информации и трансформации ее в белковый продукт. Способность производства заданного полипептида (его экспрессия) является определяющей в выборе нового хозяина и условий его культивирования. Возможность экспрессировать чужеродные гены в клетках различных организмов (как эукариотических, так и прокариотических) стала по сути одним из революционных событий последних двух декад XX столетия, заложила основы современной биотехнологии и явилась фундаментом самостоятельной отрасли науки - молекулярной биотехнологии. Получение новых лекарств на основе рекомбинантных белков по своей значимости для практического здравоохранения можно сравнить с успехами Дженнера и Пастера в области вакцинации и открытием в середине XX столетия эры антибиотиков. Гетерологическая экспрессия белков наряду с расшифровкой генома человека сделала принципиально возможным создание основ для «компенсирующей», или «ингибирующей» терапии белками, закодированными в геноме и произведенными в необходимых количествах другими клетками-хозяевами. Сбылась давняя мечта врачей - получение искусственным путем с помощью генной инженерии запасных «молекулярных» частей человека. Символично, что первые практические успехи, достигнутые с помощью технологии рекомбинантных ДНК, относятся к области молекулярной эндокринологии. В 80-ые годы прошлого столетия компании Genentech первой удалось получить генно-инженерный инсулин человека в новом хозяине, прокариотической клетке кишечной палочки (Escherichia coli) [1].
К сегодняшнему дню, биофармацевтическая промышленность стала одним из важнейших и быстроразвивающихся секторов high-tech индустрии. Последние 5 лет мировой рынок биофармпрепаратов демонстрирует ежегодные темпы роста в 15-33%, что позволило к 2005 году достичь объема продаж в $55 миллиардов [2]. Инсулин занимает одно из лидирующих положений в списке самых продаваемых рекомбинантных терапевтических белков и моноклональных антител, уступая лишь эритропоэтину [3]. Вместе с тем, рекомбинантные цитокины, колоний-стимулирующие факторы и рекомбинантные антитела становятся также незаменимым орудием в арсенале практического врача и уровни их продаж достигают миллиардных отметок.
В последние годы рекомбинантные белки, традиционно получаемые из плазмы крови, также стали завоевывать позиции на мировом рынке медицинской биотехнологии. Революционное продвижение рекомбинантных белков человека на фармацевтический рынок связано в большинстве случаев с невозможностью их получения из человеческого материала в достаточном количестве, а замена их животными аналогами, применявшейся ранее, во многих случаях приводила к нежелательным иммунным реакциям и побочным эффектам [4]. Кроме того, возникшие в последние годы ограничения на использование препаратов, полученных из плазмы крови доноров или из трупного материала, связаны с проблемами вирусных и прионных контаминаций [5,6]. Первое особенно касается препаратов крови. Разработка и применение тест-систем для детекции гепатитов и ВИЧ удорожает эти относительно дешевые препараты и делает их уже сравнимыми по стоимости с белками, произведенными с помощью технологий рекомбинантных ДНК. При этом необходимо отметить, что некоторые генно-инженерные белковые препараты являются практически незаменимыми в онкологии и при лечении аутоиммунных процессов. В первую очередь это относится к антителам, цитокинам, поверхностным опухолевым антигенам, молекулам адгезии. Современные схемы лечения ревматоидного артрита, рака груди и шейки матки невозможно представить без применения таких препаратов как, например, ремикейд [7] и герцептин [8]. Тем не менее, на пути создания рекомбинантных белковых лекарственных средств стоит еще много трудностей как фундаментального, так и организационного характера. Общая стратегия развития современной молекулярной биологии, биохимии, микробиологии обеспечивает создание новых векторов для переноса генетической информации, разработку штаммов усовершенствованных прокариотических клеток, дрожжей, способов поддержания перевиваемых культур клеток млекопитающих, эффективных схем очистки рекомбинантных, белков и методов промышленной биотехнологии с использованием крупномасштабных биореакторов. На сегодняшнем этапе развития медицинской биотехнологии резервы использования прокариотических клеток-хозяев практически исчерпаны. Новые продукты, а главное - полипептиды большой молекулярной массы, трудно производить в Escherichia coli в биотехнологически оправданных количествах. Для обеспечения своей функциональной активности они требуют адекватной посттрансляционной модификации. В этой связи на повестку дня поставлен вопрос использования эукариотических клеток млекопитающих. В частности, это относится к терапевтическим антителам, факторам свертывания крови, молекулам адгезии. Переход от микроорганизмов к культурам животных клеток удорожает производство белковых продуктов на порядки. Однако все промышленно-развитые страны мира активно включились в эту биотехнологическую гонку, и пошли по пути создания национальных и транснациональных исследовательских и промышленных центров.
Организационной составляющей отмечаемых трудностей работы с рекомбинантными белками и продвижением их на рынок являются вопросы биобезопасности и патентной чистоты. Белковая молекула, произведенная в чужеродной клетке-хозяине, может быть выделена с примесями, в том числе - с фрагментами ДНК клетки-хозяина, ее белками, полисахаридами и эндотоксинами. Применение препаратов с указанными контаминациямй чревато серьезными осложнениями в области иммунопатологии [9].
На фармацевтическом рынке присутствуют как оригинальные препараты, так и дженерики - воспроизведенные копии оригинальных препаратов. Ситуация с химически синтезированными препаратами достаточно понятная: в большинстве стран по истечению срока патентной защиты на оригинальный препарат другие компании могут предлагать препарат дженерик после стандартной демонстрации его биологической эквивалентности и безопасности. В отношении так называемых биодженериков, т.е. аналогов биосинтетических, препаратов, вопрос «оригинальности» и «воспроизведенности» препарата является более сложным. Многие такие препараты представляют собой точные биосинтетические копии обычных белков человека и тем самым не могут полностью рассматриваться как оригинальные препараты. Как правило, патентная защита биосинтетических препаратов распространяется на способ производства, но при универсальности методик, заложенных в фундаментальные основы молекулярной и клеточной биологии, заранее предусмотренные изменения в схеме получения биодженерика обеспечивают патентную чистоту препарата. В то же время, демонстрация биоэквивалентности биодженерика является достаточно сложной задачей. В этой связи практическому врачу важно понимать возможные отличия биодженериков от оригинальных препаратов, связанные со способом их получения и реализацией системы контроля качества субстанции и готовой лекарственной формы.
Биотехнологическая промышленность России в «дорекомбинантную» эру находилась на одном из передовых рубежей. По производству фармацевтических и белковых препаратов для животноводства мы отставали лишь от США и Японии. Научный потенциал нашей страны позволял сделать эффективный переход к промышленному освоению технологии рекомбинантных ДНК чего, к сожалению, не случилось на рубеже XX столетия по известным политическим и экономическим причинам. Сегодня фармацевтические генно-инженерные белки, являясь весьма дорогостоящей составляющей страховой медицины в развитых странах, практически недоступны для населения нашей страны из-за высокой стоимости и несовершенства организационных структур национального здравоохранения. В то же время, современные позитивные тенденции к улучшению лекарственного обеспечения, в том числе рекомбинантными препаратами, обеспечивают возрастающую финансовую нагрузку на бюджет здравоохранения и также лимитируют количество пациентов, которые могут получить терапию такими препаратами. Создание отечественной технологической платформы производства этих препаратов позволит внести значительный вклад в решение проблемы биобезопасности России, а также заложить основы импортозамещения. Обеспечение «биотехнологической самостоятельности» России является первоочередной составляющей отечественной химической, медицинской и биологической науки.
Учитывая вышеизложенное, были сформулированы цель и задачи диссертационной работы: создание технологий производства рекомбинантных лекарственных препаратов инсулина и гормона роста человека, организация экономически эффективного производства и внедрение системы обеспечения качества в соответствии с требованиями GMP, апробация разработанных методологий в смежных разделах биотехнологии.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследования:
1. Конструирование высокопродуктивных бактериальных штаммов-продуцентов рекомбинантных инсулина и гормона роста человека и разработка на их основе высокоэффективных способов получения активных фармацевтических субстанций.
2. Создание технологии получения быстродействующей и пролонгированной инъекционных лекарственных форм инсулина человека.
3. Разработка методов контроля качества и создание стандартов качества фармацевтических препаратов инсулина и гормона роста человека.
4. Масштабирование и оптимизация опытно-промышленной технологии, проведение доклинических и клинических испытаний созданных лекарственных средств.
5. Организация производства в соответствии с правилами GMP и внедрение препаратов в практику отечественного здравоохранения.
6. Использование полученных научных и технологических решений в культивировании клеток растений и в производстве лекарственного препарата «Ликопид».
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР