Inzulin termelési technológia

  • Megelőzés

Az inzulin egyike az emberi test által termelt hormonoknak, különösen a hasnyálmirigynek. Az anyag szekréciójának megsértése olyan súlyos betegség kialakulásához vezet, mint a cukorbetegség. A kezelésére szintetikus hormon, amely hosszú ideig izolált az hasnyálmirigy. Azonban az inzulin előállításának technológiája nagyon gyakori baktérium - Escherichia coli vagy élesztőgomba - segítségével már régóta használatos. Ezzel a módszerrel elkerülhető az idegen fehérje által okozott allergiás reakciók, amelyek enyhe eltérést mutatnak az emberektől.

Technológiai rendszer

Az inzulin termelési technológiája magában foglalja a biotechnológiai termékek gyártásának valamennyi fő szakaszát. Az eredmény egy kristályos végtermék, amelyet azután az I. és II. Típusú diabetes mellitus kezelésére használt injekciós oldatok előállítására használnak. Ennek a hormonnak a fő hatása a szervezetben a vérben lévő glükózszint csökkenésében nyilvánul meg.

Az inzulintermelés szakaszai a következők:

  • Előzetes. Olyan műveleteket végez, mint a víz és a levegő előkészítése és tisztítása, az ipari helyiségek tisztítása és a berendezések sterilizálása, a személyzet ellenőrzése, a kézfeldolgozás és a steril cipők és ruházatok kiadása. A kezdeti szakaszban a molekula láncok elsődleges kémiai szintézise, ​​amelyből a fehérjét összeszerelik, készül. Az A lánc 21 aminosav maradékot tartalmaz, és a B lánc 30 aminosavat tartalmaz.
  • Tápoldatok és sejtkultúra előállítása. Ahhoz, hogy egy élő sejtet hozzuk létre a szükséges vegyületet, a megfelelő gént vezetjük be. Ehhez a plazmidot speciális enzimekkel, korlátozásokkal vágjuk, és a szükséges vegyületek szintézisét kódoló géneket varrjuk bele. Ezután egy mikroinjekciós módszerrel a módosított plazmidot visszajuttatjuk a sejtbe.
  • A sejtszuszpenzió termesztése. A genetikailag módosított sejteket tápoldatba helyezzük, és minden olyan összetevővel rendelkezünk, amely szükséges a növekedéshez és a szaporodáshoz és a sterilizáláshoz. A tenyésztés speciális bioreaktorokban történik, ahol az előtisztított levegőt tápláljuk. A reaktorba rendszeresen hozzáadunk bizonyos mennyiségű tápoldatot, és ugyanakkor visszavonjuk ugyanazt a térfogatú sejtszuszpenziót.
  • A kultúra elosztása. A folyadék és a sejttenyészet elválasztását speciális üledékekben, üledékkel (ülepítéssel), majd szűréssel végezzük, amely lehetővé teszi a sejtek integritásának megőrzését.
  • Az anyag kromatográfiás tisztítása. Ezt a megfelelő berendezéssel végezzük, különböző módszerekkel, különösen frontális, anioncserélő és gélpermeációs kromatográfiával.
  • A fehérje molekula megszerzése. A tényleges biotechnológiai szakaszban egy nem termelt inzulin molekula szintézise következik be. És a láncok két összetevője. A kapott láncok oxidációja és összecsukása után összeragadnak, így diszulfid hidak képződnek.
  • Fagyasztva szárítás egy speciális kemencében, amely után a kapott kristályos készítményt ellenőrzik a szabványnak való megfelelés szempontjából, csomagolják, címkézik és szállítják a fogyasztónak.

Cégünk kedvező feltételek mellett kész gyártósorokat kínál, ahol az inzulingyártás valamennyi technológiája teljes mértékben megfelel. A pontos számításoknak, a technikai és információs támogatásnak, valamint az átfogó program keretében végzett személyi képzésnek köszönhetően a vállalat nyereséges lesz, és termékei keresletet kapnak.

Az inzulin típusai és előállításának módszerei

1. Az inzulin típusai

2. Az inzulin beszerzése

Az inzulin (a latin. Insula-sziget) egy olyan peptidhormon, amely a Langerhans hasnyálmirigy-szigeteinek béta-sejtjeiben képződik. Szinte minden szövetben sokrétű hatást gyakorol az anyagcserére.

Az inzulin fő feladata a sejtmembránok permeabilitásának biztosítása a glükóz molekulák számára. Egyszerűsített formában azt mondhatjuk, hogy nemcsak szénhidrátok, hanem bármilyen tápanyag is végül glükózra oszlik, amelyet más szén-tartalmú molekulák szintetizálására használnak, és ez az egyetlen tüzelőanyag a sejterőművek számára - mitokondriumok. Inzulin nélkül a sejtmembrán permeabilitása a glükózra 20-szeresére csökken, és a sejtek éhen halnak meg, és a vérben feloldott felesleges cukor mérgezi a testet.

Az 1-es típusú cukorbetegség patogenezisének kulcsfontosságú eleme a béta-sejtek pusztulása miatt bekövetkező inzulinszekréciós károsodás - abszolút inzulinhiány. Az inzulin hatása a szövetre - relatív inzulinhiányra - fontos szerepet játszik a 2-es típusú cukorbetegség kialakulásában.

Az inzulin felfedezés története az orosz orvos I.M. Sobolev (a 19. század második fele), aki bebizonyította, hogy az emberi vérben a cukor szintjét egy speciális hasnyálmirigy hormon szabályozza.

1922-ben az állat hasnyálmirigyéből izolált inzulint először egy tízéves cukorbeteg fiúhoz vezetett be. az eredmény meghaladta az összes várakozást, és egy évvel később az Eli Lilly amerikai cég kiadta az első állati inzulin készítményt.

Miután az elkövetkező években az első ipari inzulin-adagot megkapta, az elszigetelés és a tisztítás hatalmas módját fedte le. Ennek eredményeképpen az 1. típusú cukorbetegségben szenvedő betegek számára elérhetővé vált a hormon.

1935-ben a dán kutató Hagedorn optimalizálta az inzulin hatását a szervezetben, hosszan tartó gyógyszert javasolva.

Az első inzulinkristályokat 1952-ben kapták meg, 1954-ben pedig az angol biokémikus G.Senger megfejtette az inzulin szerkezetét. Az egyéb hormonális anyagokból és inzulin degradációból származó hormonok tisztítására szolgáló eljárások kidolgozása lehetővé tette az egykomponensű inzulin nevű homogén inzulin előállítását.

A 70-es évek elején gg. A szovjet tudósok A. Yudaev és S. Shvachkin javasolta az inzulin kémiai szintézisét, azonban ennek a szintézisnek az ipari méretekben történő megvalósítása drága és veszteséges volt.

A jövőben fokozatosan javult az inzulinok tisztítási foka, ami csökkentette az inzulinallergiák, a veseműködés károsodása, a látáskárosodás és az immun-inzulinrezisztencia által okozott problémákat. A leghatékonyabb hormon a diabetes mellitus helyettesítő kezelésére volt szükség - homológ inzulin, azaz a humán inzulin.

A 80-as években a molekuláris biológia előrehaladása lehetővé tette mindkét humán inzulin lánc szintézisét E. coli-val, amelyeket ezután egy biológiailag aktív hormonmolekulává egyesítettek, és rekombináns inzulint kaptunk az orosz Tudományos Akadémia Bioorganikus Kémiai Intézetében E.coli genetikai törzsekkel.

Az affinitáskromatográfia alkalmazása jelentősen csökkentette a szennyező fehérjék mennyiségét a készítményben, nagyobb molekulatömeggel, mint az inzulin. Ilyen fehérjék közé tartoznak a proinzulin és a részlegesen hasított proinsulinok, amelyek képesek az antiinsulin antitestek termelését indukálni.

A humán inzulin alkalmazása a kezelés kezdetétől minimalizálja az allergiás reakciók előfordulását. A humán inzulin gyorsabban felszívódik, és a gyógyszer formájától függetlenül rövidebb ideig tart, mint az állati inzulin. A humán inzulinok kevésbé immunogének, mint a sertéshús, különösen a vegyes szarvasmarha- és sertés inzulinok.

1. Az inzulin típusai

Az inzulin készítmények a tisztítás mértékében különböznek; átvételi forrás (szarvasmarha, sertés, emberi); az inzulinoldathoz hozzáadott anyagok (hatásának meghosszabbítása, bakteriosztátok stb.); koncentráció; pH-érték; az ICD és az SDI összekeverésének lehetősége.

Az inzulinkészítmények forrás szerint változnak. A sertés és a szarvasmarha-inzulin különbözik az emberi aminosav-összetételektől: a szarvasmarha három aminosavban és a sertés egyben. Nem meglepő, hogy a szarvasmarha-inzulinnal végzett kezelés során a mellékhatások sokkal gyakrabban alakulnak ki, mint a sertés vagy humán inzulin kezelésénél. Ezeket a reakciókat az immunológiai inzulinrezisztencia, az inzulinallergia, a lipodystrophia (az injekció beadási helyén a bőr alatti zsírváltozás) kifejezi.

A szarvasmarha-inzulin nyilvánvaló hátrányai ellenére még mindig széles körben használják a világban. És mégis, immunológiailag nyilvánvalóak a szarvasmarha-inzulin hiányosságai: semmilyen esetben nem ajánljuk azt újonnan diagnosztizált cukorbetegségben, terhes nőkben vagy rövid távú inzulinkezelésben, például perioperatív időszakban. A szarvasmarha-keverékben való felhasználás során a szarvasmarha-inzulin negatív tulajdonságai is megmaradnak, így a betegek ezen kategóriáinak kezelésére nem szabad vegyes (sertés + szarvasmarha) inzulinokat használni.

A humán inzulin készítmények a kémiai szerkezethez teljesen azonosak a humán inzulinnal.

A humán inzulin előállításának bioszintetikus módszerének fő problémája a végtermék teljes tisztítása az alkalmazott mikroorganizmusok legkisebb szennyeződéseiből és metabolikus termékeiből. Az új minőségellenőrzési módszerek biztosítják, hogy a fenti gyártók emberi bioszintetikus inzulinja mentes legyen minden káros szennyeződéstől; így a tisztítási fokuk és a glükózcsökkentő hatékonyság megfelel a legmagasabb követelményeknek és szinte azonosak. Bármilyen nemkívánatos mellékhatás, a szennyeződésektől függően, ezeknek a gyógyszereknek nincs inzulin.

Jelenleg háromféle inzulint használnak az orvosi gyakorlatban:

- rövid hatótávolságú, gyors hatású;

- a cselekvés átlagos időtartama;

- hosszú hatású, lassú hatású.

1. táblázat: A kereskedelmi inzulin készítmények jellemzői

Rövid hatású inzulin (ICD) - rendszeres inzulin - egy rövid hatású kristályos cink-inzulin, amely semleges pH-n oldható, amelynek hatása a bőr alá történő beadás után 15 percen belül alakul ki és 5-7 óra.

Az első meghosszabbított inzulin (SDI) a 30-as évek végén jött létre, így a betegek ritkábban tudtak beadni az injekciókat, mintha csak az ICD-t alkalmazták, ha lehetséges, naponta egyszer. A hatás időtartamának növelése érdekében az összes többi inzulinkészítményt módosítjuk, és ha semleges közegben oldjuk, szuszpenziót képeznek. A protaminot foszfátpufferben - protamin-cink-inzulinban és NPH-ban (semleges protamin Hagedorn) - NPH-inzulinban vagy különböző cink-koncentrációban tartalmaz acetát pufferben - ultralente inzulin, szalag, hetvenil.

A közepes időtartamú inzulinkészítmények protamint tartalmaznak, amely átlagos m-es fehérje. 4400, argininban gazdag és szivárványos pisztrángból nyert. A komplex kialakításához a protamin és az inzulin 1:10 aránya szükséges. szubkután beadás után a proteolitikus enzimek elpusztítják a protamint, lehetővé téve az inzulin felszívódását.

Az NPH-inzulin nem változtatja meg a szabályozott inzulin farmakokinetikai profilját. Az NPH-inzulin előnyös, mint az inzulinszalag, mint a szokásos inzulint tartalmazó terápiás keverékek átlagos hatásának komponense.

A foszfátpufferben minden inzulin könnyen képez kristályokat cinkkel, de csak a szarvasmarha inzulin kristályai eléggé hidrofóbak, hogy az ultralente jellemző inzulin lassú és egyenletes felszabadulását biztosítsák. A sertés inzulin cinkkristályai gyorsabban oldódnak, a hatás hamarabb következik be, a hatás időtartama rövidebb. Ezért nem létezik olyan gyógyszer, amely csak sertés inzulint tartalmaz. Monokomponens sertés inzulint termelünk inzulinszuszpenzió, inzulin-semleges, inzulin-izofán, inzulin-amino-kinidurid néven.

Az inzulinszalag 30% -os inzulinoldat (amorf inzulin-csapadék és cink-ionok acetát pufferben, amelynek hatása viszonylag gyorsan eloszlik) 70% -os ultralente inzulin (rosszul oldódó kristályos cink-inzulin, amely késleltetett és hosszantartó hatású). Ezek a két komponens viszonylag gyors felszívódást és stabil hosszú távú hatást biztosítanak, ami az inzulinszalagot kényelmes terápiás szerként teszi lehetővé.

2. Az inzulin beszerzése

A humán inzulin négyféle módon állítható elő:

1) teljes kémiai szintézis;

2) kitermelés egy személy hasnyálmirigyéből (mindkét módszer nem megfelelő a hatékonyság miatt: az első módszer elégtelen fejlődése és a második módszerrel a tömegtermelés nyersanyagainak hiánya);

3) félszintetikus módszerrel, amely a sertés inzulinban lévő aminosav B-láncának 30-as pozíciójában enzim-kémiai helyettesítést végez treoninnal;

4) a géntechnológiai technológia bioszintetikus módszere. Az utolsó két módszer lehetővé teszi a nagy tisztaságú humán inzulin előállítását.

Jelenleg a humán inzulint kétféleképpen állítják elő: a sertés inzulin szintetikus enzim módszerrel történő módosításával és géntechnológiai módszerrel.

Az inzulin volt az első fehérje, amelyet rekombináns DNS-technológiával kereskedelmi célokra kaptak. A genetikailag módosított humán inzulin előállításának két fő megközelítése van.

Az első esetben a különálló (különböző termelői törzsek) mindkét láncot követi, majd a molekula összecsukása (diszulfidhidak képződése) és az izoformák elválasztása.

A második lépésben prekurzor (proinsulin) előállítása, amelyet tripszinnel és karboxipeptidázzal B enzimatikus hasítás követ a hormon aktív formájává. Jelenleg a legelőnyösebb az inzulin előállítása prekurzorként, biztosítva a diszulfidhidak megfelelő lezárását (a láncok külön gyártása esetén a denaturáció egymást követő ciklusait, az izoformák elválasztását és a renaturációt végzik).

Mindkét megközelítésben egyaránt lehetséges a kiindulási komponensek (A és B láncok vagy proinsulin), valamint hibrid fehérjék részeként történő előállítása. Az A- és B-láncokon vagy proinsulinokon kívül hibrid fehérjék összetételében is jelen lehet:

- fehérje hordozó, amely a hibrid fehérje szállítását biztosítja a sejt vagy tenyésztőközeg periplazmatikus térében;

- affinitás komponens, amely nagyban megkönnyíti a hibrid fehérje kiválasztását.

Ugyanakkor mindkét komponens egyidejűleg jelen lehet a hibrid fehérje összetételében. Emellett hibridfehérjék létrehozásakor a többdimenziós elv (azaz a célpolypeptid több példánya van jelen a hibrid fehérjében), ami lehetővé teszi a céltermék hozamának jelentős növelését.

Az Egyesült Királyságban mindkét humán inzulin láncot E. coli alkalmazásával szintetizáltuk, amelyet egy biológiailag aktív hormonmolekulához kapcsoltunk. Ahhoz, hogy egy egysejtű szervezet inzulinmolekulákat szintetizáljon a riboszómáin, szükséges a szükséges program, azaz a hormongén bevezetése.

Kémiailag kapjuk meg az inzulin vagy két gén génprogramozási bioszintézis prekurzorát, külön-külön programozva az A és B inzulin láncok bioszintézisét.

A következő lépés az inzulin prekurzor (vagy a láncgének külön-külön) génjének beépítése az E. coli genomjába, egy speciális E. coli törzsbe, amelyet laboratóriumi körülmények között termesztenek. Ezt a feladatot géntechnológia végzi.

A plazmidot az E. coli-ból izoláljuk a megfelelő restrikciós enzimmel. A szintetikus gént egy plazmidba inszertáljuk (klónozva a p-galaktozidáz E. coli funkcionálisan aktív C-terminális részével). Ennek eredményeként az E.coli megszerzi a galaktosidázból és inzulinból álló fehérje lánc szintetizálásának képességét. A szintetizált polipeptideket kémiailag hasítjuk az enzimből, majd tisztítjuk. A baktériumokban körülbelül 100 000 inzulin molekulát szintetizálnak baktériumsejtenként.

Az E. coli által termelt hormonanyag jellegét meghatározza, hogy melyik gént helyezzük be az egysejtű szervezet genomjába. Ha az inzulin prekurzor gént klónozzák, a baktérium szintetizálja az inzulin prekurzort, amelyet ezután restrikciós enzimkezelésnek vetünk alá, hogy a C-peptid izolálásával eltávolítsuk a prepity-t, ami biológiailag aktív inzulint eredményez.

A tisztított humán inzulin előállításához a biomasszából izolált hibrid fehérjét kémiai-enzimatikus transzformációnak vetjük alá és a megfelelő kromatográfiás tisztítást (primer, gél-behatoló, anioncserélő) végezzük.

Rekombináns inzulint kaptunk a RAS Intézetben, genetikailag módosított E.coli törzsek felhasználásával. A termelt biomasszából előállított prekurzor, a teljes sejtfehérje 40% -ában kifejezett hibrid fehérje szabadul fel. In vitro inzulin in vitro átalakulása ugyanabban a szekvenciában történik, mint az in vivo - a vezető polipeptid hasításra kerül, a preproinsulin oxidatív szulfitolízis szakaszokban inzulinná alakul át, majd három diszulfidkötés reduktív zárása és a C-peptid kötődés enzimatikus izolálása. Egy sor kromatográfiás tisztítás után, beleértve az ioncserét, a gélt és a HPLC-t, nagy tisztaságú humán inzulin és természetes aktivitás érhető el.

A fúziós fehérjét expresszáló plazmid-beágyazott nukleotidszekvenciával rendelkező törzs használható, amely lineáris proinsulinból és az N-terminálisához kapcsolt A-féle Staphylococcus aureus fehérje fragmensből áll.

A rekombináns törzs sejtjeinek telített biomassza termesztése biztosítja a hibrid fehérje termelésének megkezdését, amelynek izolálása és szekvenciális átalakítása a csőben inzulinhoz vezet.

Egy másik mód is lehetséges: egy bakteriális expressziós rendszerben egy olyan fúziós rekombináns fehérjét mutatunk be, amely humán proinsulinból és egy polihisztidin farokból áll, amelyhez egy metionin-maradék kapcsolódik. Ezt izoláljuk a kelát-kromatográfiával, inkluzív testekből származó Ni-agaróz oszlopokon, és ciano-bromiddal emésztjük.

Az izolált fehérje S-szulfonált. A kapott proinzulin térképezési és tömegspektrometriás analízisét ioncserélő kromatográfiával, anioncserélőn és RP (fordított fázis) HPLC-vel (nagy teljesítményű folyadékkromatográfia) tisztítottuk, amely a natív humán proinsulin diszulfid hidaknak megfelelő diszulfidhidak jelenlétét mutatja.

Nemrégiben nagy figyelmet szenteltek a rekombináns inzulin géntechnikai módszerekkel történő előállításának egyszerűsítésére. Például előállítható olyan fúziós fehérje, amely az interleukin 2 vezető peptidéből áll, amely a proinsulin N-terminálisához kapcsolódik egy lizin-maradékon keresztül. A fehérjét hatékonyan expresszálják és lokalizálják a befogadó testekben. Az izolálás után a fehérjét tripszinnel hasítjuk az inzulin és a C-peptid előállítására.

A kapott inzulint és a C-peptidet RP HPLC-vel tisztítottuk. A fúziós struktúrák létrehozásakor a hordozófehérje tömegaránya a célpolipeptidhez nagyon jelentős. A C-peptideket a fej-farok elvével kapcsoljuk össze az Sfi I restrikciós helyet hordozó aminosav távtartókkal és a távtartó elején és végén két argininmaradékkal a fehérje tripszinnel történő további hasítására. A HPLC hasítási termékek azt mutatják, hogy a C-peptid hasítása kvantitatív, és ez lehetővé teszi a multimer szintetikus gének módszerének alkalmazását célpont polipeptidek ipari méretben történő előállítására.

A cukorbetegség abszolút vagy relatív inzulinhiány okozta krónikus betegség. Jellemzője a szénhidrátok hiperglikémiával és glükozuriaval való mély metabolikus rendellenessége, valamint számos genetikai és külső tényező által okozott egyéb anyagcsere rendellenesség.

Az eddigi inzulin radikális, és a legtöbb esetben az egyetlen módja a cukorbetegek életének és fogyatékosságának fenntartására. Az inzulin beadása és bevezetése előtt a klinikára 1922-1923-ban. Cukorbetegségben szenvedő betegeknél a betegség kezdetétől számított egy-két évig halálos kimenetelű várakozás volt, annak ellenére, hogy a leginkább legyengítő étrendet alkalmazták. Cukorbetegségben szenvedő betegeknél az inzulinnal egész életen át tartó helyettesítő terápia szükséges. Az inzulin rendszeres bevezetésének különböző okai miatt bekövetkező megszűnés a szövődmények gyors kialakulásához és a beteg közvetlen halálához vezet.

Jelenleg a cukorbetegség prevalenciáját tekintve a kardiovaszkuláris és onkológiai megbetegedések után 3. helyen van. Az Egészségügyi Világszervezet szerint a cukorbetegség elterjedtsége a felnőttek körében a világ legtöbb régiójában 2-5%, és a betegek száma 15 évenként közel kétszer növekszik. Annak ellenére, hogy az egészségügyi ellátás területén nyilvánvaló előrelépés történt, az inzulinfüggő betegek száma évente növekszik, és jelenleg Oroszországban egyedül mintegy 2 millió ember van.

A hazai emberi genetikai inzulin gyógyszereinek létrehozása új lehetőségeket nyit meg a cukorbetegség számos problémájának megoldására Oroszországban, hogy megmentse a cukorbetegek millióinak életét.

Biotechnológia: tankönyv középiskoláknak / szerk. NS Egorova, V.D. Samuilova.- M: Higher School, 1987, 15-25.

Géntechnológiai humán inzulin. A kromatográfiás szétválasztás hatékonyságának javítása a bifunkciós elv alapján. / Romanchikov, AB, Yakimov, S. A., Klyushnichenko, V.E., Arutunyan, AM, Vulfson, A.N. // Bioorganic Chemistry, 1997 - 23, 2. szám

Glick B., Pasternak J. Molekuláris biotechnológia. Alapelvek és alkalmazás. M.: Mir, 2002.

Egorov N. S., Samuilov V. D. A mikroorganizmusok ipari törzseinek létrehozásának modern módszerei // Biotechnológia. Vol. 2. M.: Felsőiskola, 1988. 208 p.

A tripszin és a karboxipeptidáz B immobilizálása módosított szilícium-dioxidra és azok alkalmazása a rekombináns humán proinzulin inzulinra való átalakításában. Kudryavtseva N. E., Zhigis L.S., Zubov V.P., Vulfson A. I., Maltsev K. V., Rumsh L.D. // Vegyi gyógyszerészet. J., 1995 - 29, No. 1, 61-64.

Molekuláris biológia. A fehérjék szerkezete és működése / Stepanov V. M. / / Moszkva, Középiskola, 1996.

A gyógyszerészeti biotechnológia alapjai: tanulmányi útmutató / ETC. Prishchep, V.S. Chuchalin, K.L. Zaikov, L.K. Mikhalev. - Rostov-on-Don: Phoenix; Tomszk: Kiadóház NTL, 2006.

Az inzulinfragmensek szintézise és fizikai-kémiai és immunológiai tulajdonságainak vizsgálata. Panin L. E., Tuzikov F. V., Poteryaeva ON, Maksyutov A.Z., Tuzikova N.A., Sabirov A.N. // Bioorganikus kémia, 1997–23, 12. szám, 953–960.

Az inzulin genetikailag módosított módszer előállítására vonatkozó szabályok

Főoldal> Bemutatkozás> Orvostudomány, egészség

Állami oktatási intézmény

felsőfokú szakképzés

Kurszki Állami Orvostudományi Egyetem

Szövetségi Egészségügyi és Szociális Fejlesztési Ügynökség

Gyógyszerészeti Technológiai Tanszék

genetikailag módosított inzulin előállítására rDNS biotechnológiával

5 éves diák 5 csoport

Ph.D., vezető tanár Maravina I.N.

I. szakasz: A végtermék jellemzői 3

II. Szakasz. A nyersanyagok jellemzői 5

III. Szakasz. Kémiai termelési rendszer 6

IV. Szakasz. A termelés technológiai rendszere 7

V. szakasz. Gyártási folyamatábra és specifikáció

VI. Szakasz. Folyamatnyilatkozat 10

VII. Szakasz. Elemzési módszerek 14

VIII. Szakasz. Biztonság, tűzbiztonság,

ipari szennyvízelvezetés 16

IX. Szakasz. A gyártási utasítások listája 17

I. szakasz: A végtermék jellemzői

Száraz inzulin biomassza

Leírás. Az inzulin oldatok átlátszó, színtelen vagy enyhén sárgás savas folyadék (pH 2,0–3,5), amelyet a sósavval savanyított kristályos inzulin glicerin és 0,25–0,30% fenol- vagy tricresol-oldat hozzáadásával hígítunk. konzervek.

Hipoglikémiás szer, rövid hatású inzulin. Interakcióba lép a sejtek külső membránjának specifikus receptorával és egy inzulin-receptor komplexet képez. A cAMP bioszintézisének aktiválása zsírsejtekben és májsejtekben, vagy közvetlenül behatoló izomsejtekben az inzulin-receptor komplex stimulálja az intracelluláris folyamatokat, beleértve számos kulcsfontosságú enzim szintézise (hexokináz, piruvát kináz, glikogén szintetáz stb.). A vércukorszint csökkenése a megnövekedett intracelluláris transzportnak, a szövetek fokozott felszívódásának és felszívódásának, a lipogenezis stimulálásának, a glikogenogenezisnek, a fehérjeszintézisnek, a máj által a glükóz termelés csökkenésének stb. (dózis, módszer és injekciós hely). A hatás kezdetéig - 0,5 óra után - a maximális hatás - 1-3 óra után, a hatás időtartama - 8 óra.

1. típusú diabetes mellitus (inzulinfüggő). 2-es típusú diabetes mellitus (nem inzulinfüggő): az orális hipoglikémiás szerekkel szembeni rezisztencia fokozata, részleges rezisztencia ezekre a gyógyszerekre (kombinációs terápia során), köztes betegségek, terhesség.

A terápia kezdetén - látászavar, végtagok duzzadása. Túl nagy adag inzulin adagolásával vagy az étrend megsértésével (étkezések kihagyásával), valamint a túlzott edzés, a hypoglykaemia (hideg verejték, halvány bőr, idegesség, remegés, szorongás, túlzott fáradtság vagy gyengeség, dezorientáció, szédülés, fejfájás, éhségérzet, átmeneti látásromlás, hányinger, tachycardia, súlyos esetekben - eszméletvesztés, kóma). Szisztémás allergiás reakciók: fokozott izzadás, hányás, légzési nehézség, szívdobogás, szédülés.

Felhasználhatósági időtartam - a gyártás időpontjától számított 1 év.

II. Szakasz. A nyersanyagok jellemzői

Az A és B láncok szintézisét kódoló gének láncai

Kémiailag szintetizált

A kultúrának tisztának kell lennie

Négyrétegű papírzacskók

Szövetek pamutszalaggal

III. Szakasz. Vegyi termelési rendszer

A géntechnológiával módosított inzulin termelésében nincsenek kémiai átalakulások.

IV. Szakasz Az inzulin előállításának technológiai rendszere

Helyiségek és berendezések előkészítése

Egészségügyi feldolgozás

Technológiai ruházat készítése

Az A és B láncok szintézise

A gének bejuttatása a plazmidba

Az r-DNS bevezetése az engedélyező sejtbe

Tápanyag-készítmény

Termesztési szuszpenziós tenyészet

Az inzulin molekula megszerzése

Az FS indikátorok szerint

Műszeres gyártási rendszer és berendezések specifikációja

1 - Vegyi reaktor

2 - Gének bejuttatása a plazmidba

4 - Folyamatos sterilizáló egység

5 - Ipari bioreaktor

6 - Láncok kiválasztása

7 - Kromatográfiás telepítés

8 - inzulin molekula beszerzése

9 - Fagyasztva szárító

10 - Analitikai táblázat

VI. Szakasz. Folyamat leírása

BP 1. Víz előkészítése

A membrán desztillátorokat úgy tervezték, hogy sótalan vizet kapjanak, amely megfelel a GOST 6709-97 "Desztillált víz" követelményeinek. A lepárlók termelékenysége - 3 - 15 l / óra (laboratóriumi létesítmények gazdaságos készletben), valamint 5-30 l / óra (laboratóriumi berendezések). A szűrési folyamat az alábbi lépéseket tartalmazza: az aktív szén előkezelése, a membránszűrés és a víz ionmentesítése ioncserélő gyantákkal. Az előszűrő eltávolítja a szuszpendált részecskéket, a klórt, a nagy molekulatömegű szerves anyagot és a nehézfémionokat a bejövő csapvízből. A membránszűrés a fordított ozmózis jelenségén alapul, amelyben a féligáteresztő membránon áthaladó víz tisztítja a benne oldott sókból, alacsony molekulatömegű szerves szennyeződésekből, valamint baktériumokból és mikroorganizmusokból. A szűrőn ioncserélő gyantákkal a szűrletet teljesen feloldjuk az oldott sókból.

BP 2. A termelés egészségügyi feldolgozása.

BP 2.1. A steril adagolási formák gyártására szolgáló helyiségekben a következő követelmények kerülnek:

Meg kell tartani a kifogástalan tisztaságban, kötelező napi, valamint általános tisztítás és időszakos javítások mellett;

Az ultraibolya sugárzásnak kitéve állítható vagy hordozható besugárzók segítségével levegőt fertőtleníthet;

Meg kell rendelkeznie a világítás, a hőmérséklet, a páratartalom és a szellőztetés, amelyeknek nincs közvetlen vagy közvetett negatív hatása a késztermékek minőségére;

Tartalmaznia kell a gyártási folyamat lefolytatásához szükséges minimumot, a berendezések és a bútorok mennyiségét;

A falak, a padló és a mennyezet közötti párosításnak lekerekítettnek kell lennie;

Az I. és II. Osztályú tisztasági helyiségekben nem szabad nyílt kommunikációt, légcsatornákat használni;

A magasabb tisztasági osztályú helyiségeket egy alacsonyabb osztályú tisztasági helyiségben kell elhelyezni. A személyzet és a nyersanyagok egy tiszta helyiségbe való bejutását csak a levegő-átjárókon keresztül lehet elérni, amelyek steril levegővel vannak ellátva a „felülről lefelé” rendszer szerint;

A késztermék átadását a falon áthaladó szállítószalag segítségével kell elvégezni.

BP 2.2. Berendezések előkészítése

A berendezés előkészítésére vonatkozó követelmények:

A berendezést úgy kell megtervezni és elhelyezni, hogy működtetését, karbantartását és javítását a „tiszta” helyiségeken kívül lehessen elvégezni;

Az aszeptikus körülmények között történő munkavégzéshez használt berendezéseknek rögzítési eszközökkel kell rendelkezniük a folyamatparaméterek megfigyeléséhez és a hibás működéshez szükséges riasztóberendezések jelenlétéhez;

A berendezéseket meg kell tisztítani, fertőtleníteni és szükség esetén sterilizálni kell;

A berendezést mikrobiológiai tisztaságra kell figyelni;

A berendezés munkafelülete sima legyen, nem mérgező és nem maró anyagból.

BP 2.3. Személyzet képzése

A személyzetre vonatkozó követelmények:

A személyzetnek rendelkeznie kell bizonyos higiéniai, higiéniai és GMP szabályokkal;

A fertőző betegségekkel, a bőrön nyitott sebekkel és a patogén mikroflóra hordozóival dolgozók nem dolgozhatnak;

Tilos beszélni, étkezni, gyorsan mozogni a munkahelyen;

Szigorúan tartsa be a személyes higiéniát, távolítsa el a kozmetikát az arcról, és távolítsa el az ékszereket, mielőtt belépne a "tiszta" szobába;

Vegyünk zuhanyzót, mossa le és tisztítsa meg a kezét fertőtlenítőszerekkel, tegye steril technológiai ruházatra és cipőre.

BP 3. A és B láncok szintézise.

A láncok szintézise kémiai módszerrel történik. Az A lánc 21 aminosav maradékot tartalmaz, Chain B - 30 maradékot

BP 4. A gének bejuttatása a plazmidba.

Annak érdekében, hogy a plazmid idegen gént elfogadjon, láncát restrikciós enzimekkel vágjuk. Az A és B láncok szintézisét kódoló gének összekapcsolására különböző hosszúságú oligoszacharidmaradékokat használunk - linkereket és adaptereket. Amikor a molekula zárva van, beléphet egy megengedő cellába.

BP 5. Az r-DNS bevezetése az engedélyező sejtbe.

A p = DNS bevitelét egy E.coli sejtbe mikroinjekcióval hajtjuk végre: egy plazmidot tartalmazó DNS-DNS-t injektálunk egy E.coli sejtbe egy speciális ultrahangos üvegtűvel.

TP 6. A tápközeg előkészítése

Az E.coli tenyésztésének fő tápközegét Miller szerint tápláltuk. Összetevők: kazein hidrolizátum, élesztőkivonat, nátrium-klorid, agar-agar. A végső pH-érték (25 ° C-on) 7,0 ± 0,2, a Hottinger-táptalajt is használják. Összetevők: Hottinger-hidrolizátum, nátrium-klorid, desztillált víz.

A tápközeg sterilizálását folyamatos sterilizálásra alkalmas gépben végzik - ONS. A tápközeg egymás után halad át a fűtőszakaszon, a tartószakaszon és a hűtőszakaszon.

TP 7. A szuszpenziós tenyésztés

A biokultúrát bioreaktorokban, szuszpenziós tenyészetben végezzük, amelyben a bioreaktorba jutó levegő miatt keveredik. Az eljárást fél-periódusos üzemmódban hajtjuk végre, amikor egy bizonyos mennyiségű friss tápközeget folyamatosan adagolunk a bioreatorhoz, és ezzel egyidejűleg ugyanazt a térfogatú sejtszuszpenziót alkalmazzuk.

TP 8. A szövetkultúra izolálása.

A szöveti tenyészet tápközegből történő elválasztását az üledékek üledékének (ülepítő) módszerével végezzük, mélyebb elválasztást biztosítunk egy szelíd módszer szűrésével, hogy megőrizzük a tenyészsejtek integritását.

Az inzulint kromatográfiás módszerekkel tisztítjuk: frontális, géláteresztő, anioncserélő. Az inzulin és származékainak tisztítása erős kationcserélő tulajdonságokkal rendelkező szorbenseknél (például SP-Sepharose FF) használható ammónium-acetáton alapuló pufferrendszereken, alacsony karbamidtartalmú (legfeljebb 2 M).

TP 10. Az inzulin molekula megszerzése

A kiválasztott és tisztított láncokat hajtogatjuk és oxidáljuk, ami biztosítja a megfelelő diszulfidhidak képződését.

A termék szárítását fagyasztva szárítóban végezzük.

TP 12. A késztermék minőségének értékelése.

Megjelenés (a leírtak szerint), aktivitás (biológiai módszer).

UMO 13. Csomagolás, címkézés, szállítás.

Az inzulinaktivitást mértékegységekben (ED) vagy nemzetközi mértékegységekben (IU - orosz vagy IU - angol vagy UI - francia) mértük. 1 egység felel meg a kristályos inzulin 1/24 mg (41,66 μg) aktivitásának.

1922-ben Banting Frederick azt javasolta, hogy az inzulin hatású egységet a hasnyálmirigy-kivonat köbcentiméterének számának tekintjük, amely 2-4 órán belül egészséges nyúlat hozott hipoglikémiára, SC-szinttel 2,5 mmol / l. Ugyanebben az évben egy kicsit később ugyanaz a csapat javasolta az „egér” egységet - az inzulinmennyiséget ahhoz, hogy az egerek kísérleti csoportjának fele görcsökhöz jusson (a kutatók itt kezdetben az LD50 analógiájával jártak el).

A következő évben a Nemzetközi Szabványügyi Bizottság elfogadta az inzulin hatásos egység meghatározását: "A vércukorszint csökkentéséhez szükséges inzulinmennyiség ahhoz a szinthez, amelyre a rohamok 2 kg súlyú nyulaknál kezdődnek, és amelyeket nem 24 órán át tápláltak." A Banting és Best Torontói csoport tiszteletére ez az egység a Toronto inzulin egységének nevezték el.

1925-ben bevezették az első nemzetközi szabványt, amely megállapította, hogy az inzulinhatás egy egysége 1/8 mg kristályos inzulinnak felel meg.

Az inzulin tisztítás terén elért nagy előrelépés és az ilyen nagy egység 1936-ban történő használatának kényelme miatt a Nemzetek Szövetsége egy új, az inzulinra vonatkozó nemzetközi szabványt fogadott el, amely az egységet 1/22 mg kristályos inzulinhoz hasonlította. 1952-ben a standardot ismét megváltoztatták, és 1 egységet 1 / 24,5 mg kristályos inzulinnal hasonlítottak össze, és 1958-ban végül megjelent a negyedik szabvány (1 U 1/24 mg kristályos inzulin). A WHO 1982-ben elvégezte a szabvány legutóbbi módosítását, amely nem befolyásolta az egység meghatározását, de csak az emberi genetikailag módosított inzulin megjelenésével kapcsolatos változásokat érinti.

VIII. Szakasz. Biztonság, tűzbiztonság és

Minden munkásnak és mérnöknek a munka kézhezvételekor elsődleges utasítást kell végeznie. Az elsődleges tájékoztatást a művezető vagy a mester a következő programban végzi:

A munkavédelemről, a biztonságról, az ipari szennyvízelvezetésről szóló jogszabály főbb rendelkezései;

A speciális ruházat és személyi védőfelszerelés használatának célja és eljárása;

Munkahelyi kötelezettségek;

A munkahely megfelelő szervezésére és karbantartására vonatkozó követelmények;

Általános elektromos biztonsági szabályok, a szellőzés értéke és a szellőztető rendszerek használatára vonatkozó szabályok;

Ismerje meg a technológiai folyamatot, az eszközberendezéseket és az összes veszélyes tárgyat.

Minden elektromos berendezésnek meg kell felelnie az "Elektromos berendezések üzemeltetésére vonatkozó szabályok" követelményeinek. Az elektromos berendezéseket földelni kell. Minden termelési és használati helyiséget, berendezést, létesítményt tűzoltó berendezéssel és tűzoltó felszereléssel kell ellátni.

Tilos a jogosulatlan személyek bejutása a boltba.

IX. Szakasz. A gyártási utasítások listája

Munkahelyi utasítások a helyiségek egészségügyi kezelésére.

Útmutató a biztonság, az ipari higiénia és a tűzbiztonság érdekében.

Utasítások a berendezések javításának elkészítésére, kézbesítésére és fogadására.

Útmutató a nyersanyagok és segédanyagok fogadásához;

Baleset-elhárítási terv.

Utasítások az oldat regenerálásához.

A mosó-, szárító- és sterilizáló palackok üzemeltetőjének munkamenete.

A csővezetékek javítására és karbantartására vonatkozó utasítások a mechanikához.

Inzulin termelési technológia

INSULIN.docx

1. fejezet. Irodalmi áttekintés

1.3. Fecskendők, toll tollak és inzulin adagolók

1.4 Inzulin injekciós technika ……………………………………...

1.5.Az inzulin felszívódását és hatását befolyásoló tényezők.........

1.6. Az inzulinkezelés szövődményei ……………………………………..

1.7. Inzulin csomagolás

1.8. Inzulin tárolás.

1.9. Modern módszerek az inzulinterápia javítására.....

2. fejezet. Kísérleti rész

A hasnyálmirigy Langerhans-szigeteinek béta-sejtjeiből képződik az inzulin (a latin. Insula - a sziget) - egy peptidhormon. Szinte minden szövetben sokrétű hatást gyakorol az anyagcserére.

Az inzulin fő feladata a sejtmembránok permeabilitásának biztosítása a glükóz molekulák számára. Egyszerűsített formában azt mondhatjuk, hogy nemcsak szénhidrátok, hanem bármilyen tápanyag is végül glükózra oszlik, amelyet más szén-tartalmú molekulák szintetizálására használnak, és ez az egyetlen tüzelőanyag a sejterőművek számára - mitokondriumok. Inzulin nélkül a sejtmembrán permeabilitása a glükózra 20-szeresére csökken, és a sejtek éhen halnak meg, és a vérben feloldott felesleges cukor mérgezi a testet.

Az 1-es típusú cukorbetegség patogenezisének kulcsfontosságú eleme a béta-sejtek pusztulása miatt bekövetkező inzulinszekréciós károsodás - abszolút inzulinhiány. Az inzulin hatása a szövetre - relatív inzulinhiányra - fontos szerepet játszik a 2-es típusú cukorbetegség kialakulásában.

A cukorbetegek száma világszerte 120 millió (a lakosság 2,5% -a). 10-15 évente a betegek száma megduplázódik. A Nemzetközi Diabétesz Intézet (Ausztrália) szerint 2010-re 220 millió beteg lesz a világon. Ukrajnában mintegy 1 millió beteg van, ebből 10-15% szenved a legsúlyosabb inzulinfüggő cukorbetegségben (I. típusú). A rejtett, nem diagnosztizált formák miatt a betegek száma 2-3-szor több.

Az inzulin felfedezés története az orosz orvos I.M. Sobolev (a 19. század második fele), aki bebizonyította, hogy az emberi vérben a cukor szintjét egy speciális hasnyálmirigy hormon szabályozza.

1922-ben az állat hasnyálmirigyéből izolált inzulint először egy tízéves cukorbeteg fiúhoz vezetett be. az eredmény meghaladta az összes várakozást, és egy évvel később az Eli Lilly amerikai cég kiadta az első állati inzulin készítményt.

Miután az elkövetkező években az első ipari inzulin-adagot megkapta, az elszigetelés és a tisztítás hatalmas módját fedte le. Ennek eredményeképpen az 1. típusú cukorbetegségben szenvedő betegek számára elérhetővé vált a hormon.

1935-ben a dán kutató Hagedorn optimalizálta az inzulin hatását a szervezetben, hosszan tartó gyógyszert javasolva.

Az első inzulinkristályokat 1952-ben kapták meg, 1954-ben pedig az angol biokémikus G.Senger megfejtette az inzulin szerkezetét. Az egyéb hormonális anyagokból és inzulin degradációból származó hormonok tisztítására szolgáló eljárások kidolgozása lehetővé tette az egykomponensű inzulin nevű homogén inzulin előállítását.

A 70-es évek elején gg. A szovjet tudósok A. Yudaev és S. Shvachkin javasolta az inzulin kémiai szintézisét, azonban ennek a szintézisnek az ipari méretekben történő megvalósítása drága és veszteséges volt.

A jövőben fokozatosan javult az inzulinok tisztítási foka, ami csökkentette az inzulinallergiák, a veseműködés károsodása, a látáskárosodás és az immun-inzulinrezisztencia által okozott problémákat. A leghatékonyabb hormon a diabetes mellitus helyettesítő kezelésére volt szükség - homológ inzulin, azaz a humán inzulin.

A 80-as években a molekuláris biológia előrehaladása lehetővé tette mindkét humán inzulin lánc szintézisét E. coli-val, amelyeket ezután egy biológiailag aktív hormonmolekulává egyesítettek, és rekombináns inzulint kaptunk az orosz Tudományos Akadémia Bioorganikus Kémiai Intézetében E.coli genetikai törzsekkel.

Munkám célja: A piacon bemutatott inzulinkészítmények tanulmányozása, előnyei és hátrányai.

Feladatok: Az inzulin ipari termelésben való megszerzésének folyamata.

1. fejezet. Irodalmi áttekintés

1.1 Az inzulin beszerzése

A humán inzulin négyféle módon állítható elő:

1) teljes kémiai szintézis;

2) kitermelés egy személy hasnyálmirigyéből (mindkét módszer nem megfelelő a hatékonyság miatt: az első módszer elégtelen fejlődése és a második módszerrel a tömegtermelés nyersanyagainak hiánya);

3) félszintetikus módszerrel, amely a sertés inzulinban lévő aminosav B-láncának 30-as pozíciójában enzim-kémiai helyettesítést végez treoninnal;

4) a géntechnológiai technológia bioszintetikus módszere. Az utolsó két módszer lehetővé teszi a nagy tisztaságú humán inzulin előállítását.

Fontolja meg az inzulin bioszintetikus megszerzését a módszer előnyei szempontjából.

Tehát az inzulin bioszintetikus előnyei.

A rekombináns mikroorganizmusok felhasználásával az inzulin előállítására szolgáló módszer bevezetése előtt csak egy módja volt az inzulin előállításának - a szarvasmarha és a sertések hasnyálmirigyéből. A szarvasmarha hasnyálmirigyéből származó inzulin a humán inzulintól 3 aminosavval különbözik, és a sertésmirigyből nyert inzulin csak egy aminosav maradék, azaz közelebb van a humán inzulinhoz. Azonban az olyan fehérjék bevezetésével, amelyek szerkezete eltér a humán fehérjéktől, még ilyen kisebb expresszióban is allergiás reakciók léphetnek fel. Ilyen inzulin, mint idegen fehérje is inaktiválható a vérben a kapott antitestekkel.

Emellett 1 kg inzulin előállításához 35 ezer sertés szükséges (ha ismert, hogy az inzulin éves szükséglete 1 tonna a gyógyszer). Másrészt ugyanaz az inzulin mennyiség bioszintetikusan nyerhető 25 bites fermentorban, az Escherichia coli rekombináns mikroorganizmus alkalmazásával.

Az inzulin bioszintetikus módszerét a 80-as évek elején alkalmazták

Tartsuk a rekombináns inzulin előállításának rendszerét (Eli Lilli- Eli-Lilly, Amerikai Egyesült Államok):

1. szakasz: Kémiai szintézissel olyan nukleotidszekvenciákat hoztunk létre, amelyek az A és B láncok képződését kódolják, azaz szintetikus gének jöttek létre.

2. szakasz. A szintetikus gének mindegyikét egy plazmidba juttatjuk (az A plazmid szintetizáló gént egy plazmidba vezetünk, és a másik plazmidba B gént szintetizáló szálat vezetünk be).

3. színpad. Adja meg a betagalaktosidáz enzim képződését kódoló gént. Ez a gén minden plazmidban megtalálható a plazmidok erőteljes replikációjának elérése érdekében.

4. színpad. A plazmidokat Escherichia coli sejtbe juttatjuk - Escherichia coli és két termelő tenyészetet kapunk, az egyik tenyészet szintetizálja az A láncot, a második B láncot.

5. színpad. Helyezzen két tenyészetet egy fermentorba. Szerdán adjunk be galaktózt, amely indukálja a betagalaktosidáz enzim képződését. Ebben az esetben a plazmidok aktívan replikálódnak, sok plazmid másolatot alkotnak, és ezért számos gént szintetizálnak az A és B láncokból.

6. szakasz. A sejtek lizálnak, szekretálják az A és B láncokat, amelyek a betagalaktosidázhoz kapcsolódnak. Mindezt cianogén-bromiddal kezeljük, és az A és B láncokat a béta-galaktozidázból hasítjuk. Ezután végezzen további tisztítást és az A és B láncok kiválasztását.

7. szakasz. A ciszteinmaradékok oxidálódnak, kötődnek és inzulint készítenek.

Az így nyert inzulin a humán inzulin szerkezete, amely a kezelés kezdetétől minimalizálja az allergiás reakciók előfordulását.

A tisztított humán inzulin előállításához a biomasszából izolált hibrid fehérjét kémiai-enzimatikus transzformációnak és megfelelő kromatográfiás tisztításnak vetjük alá (frontális, gél-behatoló, anioncsere).

Egy rekombináns inzulint kaptunk az orosz Tudományos Akadémia Intézetében, genetikailag módosított E. coli törzsek felhasználásával, melynek során a proinsulin biológiai prekurzorának szintézise áll, amely lehetővé teszi, hogy az A és B inzulin láncok külön szintézisét ne végezzük. A molekula pro-inzulin részének előállítására E. coli-ban. a plazmidot bejuttatjuk (természetes vagy idegen DNS beillesztésével kapjuk meg - így kapjuk meg a rekombináns RNS molekulát). A plazmid biztosítja a rekombináns fehérje szintézisét, amely a fehérje vezető szekvenciája és fragmense, valamint a humán proinsulin metionin-maradékkal (aminosav) között van. A molekula pro-inzulin részét bróm-ciánnal ecetsavban végzett kezeléssel választjuk el (a hasítás szelektíven történik - a metionin-maradék). A keveréket (proinsulin rész és vezető szekvencia) kromatográfiásan választjuk el. A következő szakaszban, a keletkező proinsulin szekvenciában az A és B láncok megfelelő kölcsönös elrendezését hajtjuk végre, amelyet a központi C-peptid hajt végre. A következő lépésben a kötő C-peptidet enzimatikus módszerrel izoláljuk. Egy sor kromatográfiás tisztítás után, beleértve az ioncserét, a gélt és a HPLC-t, nagy tisztaságú humán inzulint és természetes aktivitást kapok.

A géntechnológiával módosított inzulin minőségellenőrzése magában foglalja a rekombináns törzs és plazmid stabilitását jellemző további indikátorok szabályozását, a készítményben lévő idegen genetikai anyag hiányát, az expresszált gén azonosságát stb.

1.2 Inzulin készítmények

Az inzulinkészítmények forrás szerint változnak. A sertés és a szarvasmarha-inzulin különbözik az emberi aminosav-összetételektől: a szarvasmarha három aminosavban és a sertés egyben. Nem meglepő, hogy a szarvasmarha-inzulinnal végzett kezelés során a mellékhatások sokkal gyakrabban alakulnak ki, mint a sertés vagy humán inzulin kezelésénél. Ezeket a reakciókat az immunológiai inzulinrezisztencia, az inzulinallergia, a lipodystrophia (az injekció beadási helyén a bőr alatti zsírváltozás) kifejezi.

A szarvasmarha-inzulin nyilvánvaló hátrányai ellenére még mindig széles körben használják a világban. És mégis, immunológiailag nyilvánvalóak a szarvasmarha-inzulin hiányosságai: semmilyen esetben nem ajánljuk azt újonnan diagnosztizált cukorbetegségben, terhes nőkben vagy rövid távú inzulinkezelésben, például perioperatív időszakban. A szarvasmarha-keverékben való felhasználás során a szarvasmarha-inzulin negatív tulajdonságai is megmaradnak, így a betegek ezen kategóriáinak kezelésére nem szabad vegyes (sertés + szarvasmarha) inzulinokat használni.

A humán inzulin készítmények a kémiai szerkezethez teljesen azonosak a humán inzulinnal.

A humán inzulin előállításának bioszintetikus módszerének fő problémája a végtermék teljes tisztítása az alkalmazott mikroorganizmusok legkisebb szennyeződéseiből és metabolikus termékeiből. Az új minőségellenőrzési módszerek biztosítják, hogy a fenti gyártók emberi bioszintetikus inzulinja mentes legyen minden káros szennyeződéstől; így a tisztítási fokuk és a glükózcsökkentő hatékonyság megfelel a legmagasabb követelményeknek és szinte azonosak. Bármilyen nemkívánatos mellékhatás, a szennyeződésektől függően, ezeknek a gyógyszereknek nincs inzulin.

Az inzulinkészítmények a hatás kezdetétől és időtartamától függően a következő csoportokba sorolhatók:
1) gyors és ultrahang hatású inzulinok;
2) rövid hatású inzulinok („egyszerű” inzulinok);
3) közepes időtartamú inzulinok („közbenső” inzulinok);
4) hosszú hatású inzulinok;
5) "vegyes" inzulinok - a különböző időtartamú inzulinok kombinációja.

A különböző nevű inzulinkészítmények száma több tucat, és az új inzulin nevek különböző külföldiektől származnak, és az elmúlt években évente hozzáadják a hazai gyógyszeripari cégeket.

Gyors és ultrahangos inzulinok

A gyors és ultrahangos inzulinok jelenleg három új gyógyszert tartalmaznak - lispro (humalog), aspart (novoid, novolog) és glulissin (apidra). Különlegességük a cselekvés gyorsabb elején és végén, a szokásos „egyszerű” inzulinhoz képest. Az új inzulinok glükózcsökkentő hatásának gyors kialakulása a bőr alatti zsírok felgyorsult felszívódásának köszönhető. Az új inzulinok sajátosságai lehetővé teszik az injekciók és az étkezések közötti idő csökkentését, a poszt-táplálkozási glikémiás szint csökkentését és a hypoglykaemia előfordulásának csökkentését.

A lizpro, az aszpart és a glulizin hatásának kezdete 5-10-15 perc, a maximális hatás (csúcshatás) - 60 perc elteltével, a hatás időtartama - 3-5 óra. Ezeket az inzulinokat 5-15 perccel étkezés előtt vagy közvetlenül előtte adják be. Megállapítást nyert, hogy a lispro inzulin beadása közvetlenül étkezés után jó glikémiás kontrollt is biztosít. Fontos azonban megjegyezni, hogy ezeknek az inzulinoknak az étkezés előtt 20-30 perccel történő beadása hypoglykaemiát okozhat.

Azoknál a betegeknél, akik ezekre az inzulinokra váltanak, gyakrabban kell szabályozniuk a glikémiás szinteket, amíg megtanulják korrelálni a fogyasztott szénhidrátok mennyiségét és az inzulin adagját. Így a gyógyszerek dózisait minden esetben külön-külön határozzák meg.

Ha csak humalog (lispro inzulin), új gyors vagy kezdő (aspart inzulin) vagy apidra (glulizin inzulin) kerül alkalmazásra, naponta 4-6 alkalommal adhatók be, és naponta háromszor hosszú hatású inzulinokkal kombinálva. Kivételes esetekben megengedett a 40 U felesleges adag. Ezeket az inzulint tartalmazó injekciós üvegeket ugyanabban a fecskendőben lehet keverni, hosszabb hatású humán inzulin készítményekkel. Ha ez a nagy sebességű inzulin először a fecskendőbe kerül. Az injekció beadása kívánatos a keverés után azonnal. Ezek a patronokban előállított inzulinok (speciális hüvelyek) nem alkalmasak más inzulinnal való keverékek előállítására.

Ez fontos!
Új, nagy sebességű inzulinok az aktív életmódot vezető betegek számára kényelmesek, akut fertőzésekre, érzelmi stresszre, az élelmiszerekben lévő szénhidrátok mennyiségének növelésére, a hiperglikémiát elősegítő gyógyszerek (pajzsmirigyhormonok, kortikoszteroidok - prednizolon stb.) Alkalmazása más intoleranciákkal inzulinkészítmények vagy a táplálkozás utáni hiperglikémia, amely más inzulinok hatására rosszul alkalmazható. Ismételten hangsúlyozni kell, hogy a gyors hatású inzulinokat az élelmiszerek bevitelével közvetlen kapcsolatban kell alkalmazni.