Эволюция технологии производства инсулина – от свиней до бактерий

14 Ноя


14 ноября 1891 года родился канадский врач и физиолог Фредерик Бантинг, открывший гормон инсулин и удостоенный в 1923 году, совместно с Джоном Маклеодом, Нобелевской премии по физиологии и медицине. В связи с этой знаменательной датой, хотелось бы немного рассказать об истории производства инсулина.

Инсулин является пептидным гормоном, который регулирует уровень глюкозы в крови. Этот гормон синтезируется островками Лангерганса поджелудочной железы. Основной областью применения инсулина является лечение серьёзного хронического заболевания – сахарного диабета, которым в мире страдают десятки миллионов человек.

Ещё в 1922 году была продемонстрирована потенциальная возможность использования инсулина при лечении сахарного диабета. Первоначальная технология производства инсулина заключалась в том, что первичное сырьё экстрагировали бутанолом из поджелудочных желёз свиней или крупного рогатого скота (КРС), а конечный чистый продукт получали методом хроматографии.

Однако с инсулином животного происхождения обнаружили проблему, связанную с отличием свиного и коровьего инсулина от инсулина человеческого по некоторым аминокислотным остаткам. Из-за этого длительный приём животного инсулина провоцировал у пациентов серьёзные иммунные и аллергические реакции. Следовательно, медицина остро нуждалась в производстве инсулина, полностью идентичного человеческому по аминокислотному составу.

Ещё в 1964 году был предложен метод химического синтеза инсулина, полностью аналогичного инсулину человека. Однако промышленное внедрение подобной технологии оказалось чрезмерно трудоёмким, а значит экономически нерентабельным.

В 1975 году было предложено сочетание двух первых технологий производства инсулина (экстракция животного сырья бутанолом и химический синтез). Новый метод заключался в получении животного инсулина и его дальнейшей “доработки” до человеческого ферментативным методом, с заменой аминокислотного остатка в одной из аминокислотных цепей (“свиной” Ala-30 заменялся на “человеческий” Thr-30 в инсулиновой В-цепи).

В 1985 году наконец-то была разработана промышленная и экономически рентабельная биотехнология производства инсулина, идентичного человеческому, методами генетической инженерии. В качестве клеток-продуцентов генноинженерного инсулина были выбраны клетки Eshcherichia coli K12. Кодирующий ДНК-вектор, внедряемый в клетки-продуценты, получали методом химического синтеза.

Поначалу А- и В-цепи инсулина получали раздельно, с последующим химическим синтезом активного инсулина. Современный же метод производства предполагает получение получение в Eshcherichia coli белка проинсулина (неактивной формы инсулина), образующего конгломерат с ферментом триптофансинтазой, который впоследствии отщепляется методом протеолиза.

Кроме того, разработан метод получения “сокращённой версии” инсулина в клетках Saccharomyces cerevisae, при котором синтезируется не вся белковая молекула, а лишь её активный центр, взаимодействующий с клеточными рецепторами.

Хотите узнать секреты конкурентов?

“Маркетинг в медицине, фарме и биотехе”

Читайте NikolaPiter.ru на главной Яндекса!