الصفحة الرئيسية الحرف اليدوية من القماش

إنتاج جرثومي للأنسولين البشري للأغراض الطبية. مما يتكون الأنسولين؟

إن مسألة ماهية الأنسولين لا تهم الأطباء والصيادلة فحسب ، بل تهم مرضى السكري أيضًا ، وكذلك أقاربهم وأصدقائهم. اليوم ، يمكن الحصول على هذا الهرمون الفريد والمهم جدًا لصحة الإنسان من مواد خام مختلفة باستخدام تقنيات مطورة خصيصًا ومختبرة بعناية. اعتمادًا على طريقة الإنتاج ، يتم تمييز الأنواع التالية من الأنسولين:

الخنازير أو الأبقار ، وتسمى أيضًا عقار الحيوان
تعديل الملقب الخنازير البيولوجية الاصطناعية
معدلة وراثيا أو المؤتلف
معدلة وراثيا
اصطناعي

الأنسولين الخنازير هو الأطول استخدامًا لعلاج مرض السكري. بدأ استخدامه في العشرينات من القرن الماضي. وتجدر الإشارة إلى أن الخنازير أو الحيوانات كانت الدواء الوحيد حتى الثمانينيات من القرن الماضي. للحصول عليه ، يتم استخدام أنسجة البنكرياس للحيوانات. ومع ذلك ، بالكاد يمكن تسمية هذه الطريقة بالطريقة المثلى أو البسيطة: فالعمل باستخدام المواد الخام البيولوجية ليس مناسبًا دائمًا ، والمواد الخام نفسها ليست كافية.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن تركيبة أنسولين الخنازير لا تتطابق تمامًا مع تكوين الهرمون الذي ينتجه جسم الشخص السليم: فهي تحتوي على بقايا أحماض أمينية مختلفة. تجدر الإشارة إلى أن الهرمونات التي ينتجها بنكرياس الماشية لها اختلافات أكثر ، والتي لا يمكن وصفها بأنها ظاهرة إيجابية.

بالإضافة إلى مادة نقية متعددة المكونات ، يحتوي هذا المستحضر دائمًا على ما يسمى proinsulin ، وهي مادة يستحيل عمليًا فصلها باستخدام طرق التنقية الحديثة. غالبًا ما يصبح هو مصدر الحساسية ، وهو أمر خطير بشكل خاص على الأطفال وكبار السن.

لهذا السبب ، كان العلماء في جميع أنحاء العالم مهتمين منذ فترة طويلة بمسألة جعل تركيبة الهرمون الذي تنتجه الحيوانات متوافقة تمامًا مع هرمونات البنكرياس للشخص السليم. كان الاختراق الحقيقي في علم الأدوية وعلاج داء السكري هو إنتاج دواء شبه اصطناعي تم الحصول عليه عن طريق استبدال الأحماض الأمينية ألانين في عقار حيواني بثريونين.

في الوقت نفسه ، تعتمد الطريقة شبه الاصطناعية لإنتاج الهرمون على استخدام مستحضرات من أصل حيواني. بمعنى آخر ، يخضعون ببساطة للتعديل ويصبحون متطابقين مع الهرمونات التي ينتجها الإنسان. من بين مزاياها التوافق مع جسم الإنسان وعدم وجود ردود فعل تحسسية.

تشمل عيوب هذه الطريقة نقص المواد الخام وتعقيد العمل مع المواد البيولوجية ، فضلاً عن التكلفة العالية لكل من التكنولوجيا نفسها والدواء الناتج.

في هذا الصدد ، فإن أفضل دواء لعلاج داء السكري هو الأنسولين المأشوب الذي يتم الحصول عليه من خلال الهندسة الوراثية. بالمناسبة ، غالبًا ما يطلق عليه الأنسولين المعدل وراثيًا ، مما يشير إلى طريقة إنتاجه ، والمنتج الناتج يسمى الأنسولين البشري ، وبالتالي التأكيد على هويته المطلقة بالهرمونات التي ينتجها بنكرياس الشخص السليم.

من بين مزايا الأنسولين المعدل وراثيًا ، يجب أن يلاحظ المرء أيضًا درجة نقائه العالية وغياب proinsulin في التركيبة ، بالإضافة إلى حقيقة أنه لا يسبب أي تفاعلات حساسية وليس له موانع.

السؤال المتكرر مفهوم تمامًا: مما يتكون الأنسولين المؤتلف بالضبط؟ اتضح أن هذا الهرمون يتم إنتاجه عن طريق سلالات الخميرة ، وكذلك الإشريكية القولونية الموضوعة في وسط غذائي خاص. في الوقت نفسه ، تكون كمية المادة التي يتم الحصول عليها كبيرة جدًا بحيث يمكن التخلي تمامًا عن استخدام الأدوية التي يتم الحصول عليها من الأعضاء الحيوانية.

بالطبع ، نحن لا نتحدث عن الإشريكية القولونية البسيطة ، ولكن عن المعدلة وراثيا والقادرة على إنتاج الأنسولين البشري القابل للذوبان وراثيا ، والتي تكون تركيبته وخصائصه مماثلة تمامًا للهرمون الذي تنتجه خلايا البنكرياس للشخص السليم.

لا تقتصر مزايا الأنسولين المعدل وراثيًا على التشابه المطلق مع الهرمون البشري فحسب ، بل تتمثل أيضًا في سهولة الإنتاج وكمية كافية من المواد الخام وبتكلفة معقولة.

يصف العلماء في جميع أنحاء العالم إنتاج الأنسولين المأشوب بأنه اختراق حقيقي في علاج مرض السكري. إن أهمية هذا الاكتشاف كبيرة ومهمة لدرجة أنه من الصعب المبالغة في تقديرها. يكفي ببساطة أن نلاحظ أن ما يقرب من 95٪ من احتياجات هذا الهرمون يتم تلبيتها بمساعدة الأنسولين المعدل وراثيًا. في الوقت نفسه ، حصل آلاف الأشخاص الذين كانوا يعانون من حساسية تجاه الأدوية سابقًا على فرصة لحياة طبيعية.

المراجعات والتعليقات

أنا أعاني من مرض السكري من النوع 2 - غير المعتمد على الأنسولين. نصحني صديق بخفض مستويات السكر في الدم به

تم إجراء أول حقن للأنسولين في عام 1922. منذ ذلك الحين ، ظهرت أنواع عديدة من الأنسولين ، والتي تختلف من نواحٍ عديدة. نقاط الاختلاف الرئيسية بين الأنسولين هي مصدرها ، وكذلك مبدأ ومدة العمل.

الاختلافات في منشأ الأنسولين

وفقًا لهذا المبدأ ، يتم تمييز الأنواع التالية من الأنسولين:

الأنسولين البقري - يتم الحصول عليه من بنكرياس الحيوانات. يختلف هذا الأنسولين عن الأنسولين البشري. غالبًا ما تحدث ردود فعل تحسسية.
لحم الخنزير - يتم الحصول عليه من بنكرياس الخنازير. وهو يختلف عن الإنسان في حمض أميني واحد فقط. الأنسولين لحم الخنزير هو أيضًا سبب شائع للحساسية.
بشري - أو بالأحرى ، نظائر الأنسولين البشري والأنسولين المعدل وراثيًا. يتم الحصول على هذه الأنسولين بطريقتين: في الطريقة الأولى ، يتم تصنيع الأنسولين البشري بواسطة الإشريكية القولونية ، وفي الطريقة الثانية ، يتم الحصول على الأنسولين البشري من الأنسولين الخنازير عن طريق استبدال حمض أميني واحد.

الأنسولين البقري: Insulrap GLP، Ultralente، Ultralente MS.

يتضمن أنسولين لحم الخنزير: Monodar K (15،30.50) ، Monodar ultralong ، Monodar Long ، Monosuinsulin ، Insulrap SPP ، إلخ.

يشمل الأنسولين البشري: Actrapid و Novorapid و Lantus و Humulin و Humalog و Novomix و Protafan وغيرها الكثير.

الأفضل هي نظائر الأنسولين البشري والأنسولين المعدل وراثيًا ، فهي تتمتع بتنقية أفضل ؛ ليس لها آثار جانبية مثل الأنسولين الحيواني ؛ لا تسبب في كثير من الأحيان ردود فعل تحسسية مثل الأنسولين من أصل حيواني ، لأنها لا تحتوي على بروتينات أجنبية ، على عكس الأنسولين الحيواني.

الاختلافات في مدة عمل الأنسولين

وفقًا لمبدأ ومدة العمل ، يوجد الأنسولين شديد القصر ، قصير ، متوسط \u200b\u200bالمدة ، طويل الأمد.

الأنسولين فائق القصر

يبدأ الأنسولين فائق القصر في العمل مباشرة بعد الإعطاء ، ويبلغ ذروته بعد 1-1.5 ويستمر 3-4 ساعات.
يمكن تناول هذا الأنسولين مباشرة قبل وبعد الوجبات. مع إدخال الأنسولين فائق القصر قبل الوجبات ، لا يلزم الحفاظ على فترة توقف بين الحقن والوجبة.

لا يتطلب الأنسولين شديد القصر وجبات خفيفة إضافية أثناء ذروة الحركة ، مما يجعلها أكثر ملاءمة من الوجبات القصيرة.

تشمل أنواع الأنسولين فائقة القصر أبيدرا ونوفو رابيد وهومالوج.

الأنسولين القصير

يبدأ الأنسولين القصير مفعوله في غضون 20-30 دقيقة ، وتحدث ذروة العمل في غضون 2-3 ساعات ، ومدة العمل حوالي 5-6 ساعات.
يتم إعطاء الأنسولين القصير قبل الوجبة ، وعادة ما تكون فترة توقف من 10 إلى 15 دقيقة بين الحقن وبدء الوجبة.

عند استخدام الأنسولين القصير ، من الضروري تناول وجبة خفيفة بعد 2-3 ساعات من الحقن ، ويجب أن يتزامن وقت الوجبة الخفيفة مع وقت ذروة عمل الأنسولين.

تشمل أنواع الأنسولين القصيرة Actrapid و Himulin Regular و Monodar (K50 و K30 و K15) و Insuman Rapid و Humodar وما إلى ذلك.

الأنسولين متوسط \u200b\u200bالمدة

تشمل هذه المجموعة الأنسولين ، الذي له مدة عمل طويلة ، حوالي 12-16 ساعة.

عادةً ، في مرض السكري من النوع 1 ، يتم استخدام الأنسولين كإنسولين أساسي أو في الخلفية. يتطلب حقنتين (أحيانًا ثلاثة) في اليوم ، عادةً في الصباح والمساء بفاصل 12 ساعة.

يبدأ هذا الأنسولين في العمل خلال 1-3 ساعات ، ويبلغ ذروته في 4-8 ساعات (في المتوسط) ، ويستمر حوالي 12-16 ساعة.

الأنسولين متوسط \u200b\u200bالمفعول يشمل الأنسولين مثل Protafan و Humulin NPH و Humodar br و Insuman Basal و Novomix.

الأنسولين طويل المفعول

يعمل هذا الأنسولين كخلفية أو أنسولين أساسي. مطلوب حقنة واحدة (أحيانًا اثنتين) يوميًا.
يتم استخدام الأنسولين طويل المفعول في علاج الأنسولين لمرض السكري من النوع 2.

جرعتهم تراكمية ، أي عند تغيير جرعة الإعطاء ، سيكون التأثير مرئيًا تمامًا في غضون 2-3 أيام.

يبدأ الأنسولين المطول في العمل خلال 4-6 ساعات بعد الإعطاء ، ويتم الوصول إلى ذروة النشاط خلال 10-14 ساعة ، ويستمر تأثيرها من 20 إلى 24 ساعة.
من بين الأنسولين ممتد المفعول ، هناك الأنسولين "بلا ذروة" ، أي أنها لا تعطي ذروة واضحة ، وبالتالي فهي تعمل بلطف أكثر وتقليد إلى حد كبير عمل الأنسولين الداخلي في الشخص السليم.

يشمل الأنسولين طويل المفعول Lantus و Monodar Long و Monodar ultralong و Ultralente و Ultralong و Humulin L ، إلخ.
تشمل أنواع الأنسولين عديم الذروة Levemir و Lantus.

نوع الأنسولين	صفة مميزة
نوع الأنسولين	بداية العمل	ذروة العمل	مدة العمل
قصير جدًا
قصيرة	20-30 دقيقة
الأوسط			12-16 ساعة
فترة طويلة		10-14 ساعة

الأنسولين هو هرمون يلعب دورًا مهمًا في الأداء الطبيعي لجسم الإنسان. يتم إنتاجه من قبل خلايا البنكرياس ويعزز امتصاص الجلوكوز ، وهو المصدر الرئيسي للطاقة والغذاء الرئيسي للدماغ.

لكن في بعض الأحيان ، لسبب أو لآخر ، ينخفض \u200b\u200bإفراز الأنسولين في الجسم بشكل ملحوظ أو يتوقف تمامًا ، وكيف يكون وكيف نساعد. وهذا يؤدي إلى اضطراب شديد في استقلاب الكربوهيدرات وتطور مرض خطير مثل داء السكري.

بدون العلاج المناسب وفي الوقت المناسب ، يمكن أن يؤدي هذا المرض إلى عواقب وخيمة ، بما في ذلك فقدان البصر والأطراف. الطريقة الوحيدة لمنع تطور المضاعفات هي الحقن المنتظم للأنسولين المصطنع.

ولكن ما هو الأنسولين لمرضى السكر وكيف يؤثر على جسم المريض؟ هذه الأسئلة تهم الكثير من الأشخاص المصابين بمرض السكري. لفهم هذا ، من الضروري النظر في جميع طرق الحصول على الأنسولين.

أصناف

تختلف مستحضرات الأنسولين الحديثة بالطرق التالية:

مصدر المنشأ
مدة العمل؛
الرقم الهيدروجيني للمحلول (حمضي أو محايد) ؛
وجود في تكوين المواد الحافظة (الفينول ، الكريسول ، الفينول كريسول ، ميثيل بارابين) ؛
تركيز الأنسولين - 40 ، 80 ، 100 ، 200 ، 500 وحدة / مل.

تؤثر هذه العلامات على جودة الدواء وتكلفته ودرجة تأثيره على الجسم.

المصادر

مستوى السكر

اعتمادًا على مصدر الاستلام ، تنقسم مستحضرات الأنسولين إلى مجموعتين رئيسيتين:

الحيوانات. يتم الحصول عليها من بنكرياس الماشية والخنازير. يمكن أن تكون غير آمنة لأنها غالبًا ما تسبب تفاعلات حساسية شديدة. هذا ينطبق بشكل خاص على الأنسولين البقري ، الذي يحتوي على ثلاثة أحماض أمينية ليست نموذجية للإنسان. يعتبر أنسولين لحم الخنزير أكثر أمانًا لأنه يختلف عن طريق حمض أميني واحد فقط. لذلك ، يتم استخدامه في كثير من الأحيان في علاج مرض السكري.

بشري. وهي من نوعين: مشابه للإنسان أو شبه اصطناعي ، يتم الحصول عليه من أنسولين الخنازير عن طريق التحول الإنزيمي ، وإنسولين بشري أو الحمض النووي المؤتلف ، والذي تنتجه بكتيريا E. تتطابق مستحضرات الأنسولين هذه تمامًا مع الهرمون الذي ينتجه البنكرياس البشري.

اليوم ، يستخدم الأنسولين من أصل بشري وحيواني على نطاق واسع في علاج مرض السكري. يفترض إنتاج الأنسولين الحيواني الحديث أعلى درجة من تنقية الأدوية.

يساعد ذلك على التخلص من الشوائب غير المرغوب فيها مثل البرونسولين والجلوكاجون والسوماتوستاتين والبروتينات وعديد الببتيدات التي يمكن أن تسبب آثارًا جانبية خطيرة.

يعتبر أفضل دواء من أصل حيواني أنسولين حديث أحادي الذروة ، أي يتم إنتاجه مع إطلاق الأنسولين "الذروة".

مدة العمل

يتم إنتاج الأنسولين باستخدام تقنيات مختلفة ، مما يجعل من الممكن الحصول على أدوية ذات فترات عمل مختلفة ، وهي:

عمل فائق القصر
فعل قصير؛
عمل مطول
مدة عمل متوسطة
طويل المفعول؛
العمل المشترك.

الأنسولين قصير المفعول للغاية. تختلف مستحضرات الأنسولين هذه من حيث أنها تبدأ في التأثير فورًا بعد الحقن وتصل إلى ذروتها خلال 60-90 دقيقة. إجمالي وقت عملهم لا يزيد عن 3-4 ساعات.

هناك نوعان رئيسيان من الأنسولين قصير المفعول - Lizpro و Aspart. يتم الحصول على الأنسولين Lizpro عن طريق إعادة ترتيب اثنين من بقايا الأحماض الأمينية في جزيء الهرمون ، وهما ليسين وبرولين.

بفضل هذا التعديل للجزيء ، من الممكن تجنب تكوين السداسيات وتسريع تحللها إلى مونومرات ، مما يعني أنه يمكن تحسين امتصاص الأنسولين. يتيح لك ذلك الحصول على مستحضر الأنسولين الذي يدخل دم المريض أسرع بثلاث مرات من الأنسولين البشري الطبيعي.

الأنسولين قصير المفعول آخر هو Aspart. تشبه طرق الحصول على الأنسولين Asparta في كثير من النواحي إنتاج Lispro ، فقط في هذه الحالة يتم استبدال البرولين بحمض الأسبارتيك سالب الشحنة.

بالإضافة إلى Lispro ، يتحلل Aspart بسرعة إلى مونومرات وبالتالي يتم امتصاصه في الدم على الفور تقريبًا. يُسمح بإعطاء جميع مستحضرات الأنسولين قصيرة المفعول مباشرة قبل الوجبات أو بعد تناولها مباشرة.

الأنسولين قصير المفعول. هذا الأنسولين عبارة عن محاليل عازلة ذات درجة حموضة متعادلة (6.6 إلى 8.0). يوصى باستخدامها على أنها ، ولكن إذا لزم الأمر ، يُسمح باستخدام الحقن العضلي أو القطارات.

تبدأ مستحضرات الأنسولين هذه في العمل في غضون 20 دقيقة بعد دخول الجسم. يستمر عملهم لفترة قصيرة نسبيًا - لا تزيد عن 6 ساعات ، ويصل إلى الحد الأقصى بعد ساعتين.

يتم إنتاج الأنسولين قصير المفعول بشكل أساسي لعلاج مرضى السكري في المستشفى. أنها تساعد بشكل فعال المرضى الذين يعانون من غيبوبة السكري والغيبوبة الانتيابية. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تسمح لك بتحديد الجرعة المطلوبة من الأنسولين للمريض بدقة.

الأنسولين متوسط \u200b\u200bالمدة. تذوب هذه الأدوية بشكل أسوأ بكثير من الأنسولين قصير المفعول. لذلك ، فإنها تزود الدم بشكل أبطأ ، مما يزيد بشكل كبير من تأثيرها على سكر الدم.

يتم الحصول على الأنسولين لمدة متوسطة من خلال إدخال مطول خاص في تركيبته - الزنك أو البروتامين (أيزوفان ، بروتافان ، قاعدية).

تتوفر مستحضرات الأنسولين هذه في شكل معلقات ، مع كمية معينة من بلورات الزنك أو البروتامين (غالبًا بروتامين Hagedorn و isophane). تزيد المطولات بشكل كبير من وقت امتصاص الدواء من الأنسجة تحت الجلد ، مما يزيد بشكل كبير من وقت دخول الأنسولين إلى مجرى الدم.

الأنسولين طويل المفعول. هذا هو أحدث إنتاج للأنسولين أصبح ممكنًا بسبب تطور تقنية إعادة الارتباط بالحمض النووي. كان أول عقار أنسولين طويل المفعول هو Glargin ، وهو نظير دقيق للهرمون الذي ينتجه البنكرياس البشري.

للحصول عليه ، يتم إجراء تعديل معقد لجزيء الأنسولين ، بما في ذلك استبدال الأسباراجين بالجليسين والإضافة اللاحقة لمتبقي أرجينين.

يتم إنتاج Glargin في شكل محلول شفاف مع درجة حموضة حمضية مميزة تبلغ 4. هذا الرقم الهيدروجيني يجعل من الممكن جعل الأنسولين السداسي أكثر استقرارًا وبالتالي ضمان امتصاص الدواء على المدى الطويل ويمكن التنبؤ به في دم المريض. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع درجة الحموضة الحمضية ، لا يُنصح بدمج Glargin مع الأنسولين قصير المفعول ، والذي يكون بشكل عام متعادل الحموضة.

معظم مستحضرات الأنسولين لها ما يسمى "ذروة التأثير" ، وعند الوصول إلى أعلى تركيز من الأنسولين لوحظ في دم المريض. ومع ذلك ، فإن السمة الرئيسية لـ Glargin هي أنه ليس لديه ذروة عمل واضحة.

تكفي حقنة واحدة فقط من الدواء يوميًا لتزويد المريض بضبط موثوق به لنسبة السكر في الدم وخالٍ من الذروة خلال الـ 24 ساعة القادمة. يتم تحقيق ذلك بسبب حقيقة أن Glargin يتم امتصاصه من الأنسجة تحت الجلد بنفس المعدل طوال فترة التأثير بأكملها.

يتم إنتاج أدوية الأنسولين طويلة المفعول بأشكال مختلفة ويمكن أن توفر للمريض تأثير سكر الدم لمدة تصل إلى 36 ساعة على التوالي. يساعد هذا في تقليل عدد حقن الأنسولين بشكل كبير يوميًا وبالتالي يجعل الحياة أسهل بكثير لمرضى السكري.

الأدوية المركبة. تتوفر هذه الأدوية في شكل معلق ، والذي يتضمن محلولًا محايدًا من الأنسولين قصير المفعول والأنسولين متوسط \u200b\u200bالمفعول مع الأيزوفان.

تسمح هذه الأدوية للمريض بحقن الأنسولين لفترات مختلفة في جسمه بحقنة واحدة فقط ، وبالتالي تجنب الحقن الإضافية.

يعتبر تطهير مستحضرات الأنسولين من الأهمية بمكان لسلامة المريض حيث يتم حقنها في جسده ويتم نقلها مع مجرى الدم إلى جميع الأعضاء والأنسجة الداخلية.

بعض المواد لها تأثير مبيد للجراثيم ، والتي تضاف إلى تركيبة الأنسولين ليس فقط كمطهر ، ولكن أيضًا كمواد حافظة. وتشمل هذه الكريسول والفينول وميثيل بارابينزوات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التأثير الواضح المضاد للميكروبات هو أيضًا سمة مميزة لأيونات الزنك ، والتي تعد جزءًا من بعض محاليل الأنسولين.

حماية متعددة المستويات ضد العدوى البكتيرية ، والتي تتحقق بإضافة مواد حافظة وعوامل مطهرة أخرى ، تمنع تطور العديد من المضاعفات الخطيرة. في الواقع ، يمكن أن يؤدي الحقن المتكرر لإبرة حقنة في قنينة الأنسولين إلى إصابة الدواء بالبكتيريا المسببة للأمراض.

ومع ذلك ، فإن الخصائص المبيدة للجراثيم للمحلول تساعد في تدمير الكائنات الحية الدقيقة الضارة والحفاظ عليها آمنة للمريض. لهذا السبب ، يمكن لمرضى السكري استخدام نفس المحقنة لحقن الأنسولين تحت الجلد حتى 7 مرات على التوالي.

ميزة أخرى لوجود المواد الحافظة في تركيبة الأنسولين هي أنه لا توجد حاجة لتطهير الجلد قبل الحقن. لكن هذا ممكن فقط باستخدام محاقن أنسولين خاصة مزودة بإبرة رفيعة جدًا.

يجب التأكيد على أن وجود مواد حافظة في الأنسولين لا يؤثر سلبًا على خصائص الدواء وهو آمن تمامًا للمريض.

انتاج |

اليوم ، يتم استخدام الأنسولين ، الذي يتم الحصول عليه باستخدام كل من البنكرياس الحيواني وطرق الهندسة الوراثية الحديثة ، على نطاق واسع لإنتاج عدد كبير من الأدوية.

الأكثر تفضيلاً للعلاج اليومي بالأنسولين هو الأنسولين البشري المؤتلف بدرجة عالية من الحمض النووي ، والذي يتميز بأقل قدر من المستضدات ، وبالتالي لا يسبب تفاعلات حساسية من الناحية العملية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن المستحضرات التي تعتمد على نظائر الأنسولين البشرية ذات جودة عالية وأمان.

تُباع مستحضرات الأنسولين في عبوات زجاجية ذات سعات مختلفة ، ومحكمة الإغلاق بسدادات مطاطية ومغطاة بلفائف الألمنيوم. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن شراؤها في محاقن الأنسولين الخاصة ، وكذلك أقلام الحقن ، وهي ملائمة بشكل خاص للأطفال.

في الوقت الحاضر ، يتم تطوير أشكال جديدة أساسية من مستحضرات الأنسولين ، والتي سيتم إدخالها في الجسم عن طريق الأنف ، أي من خلال الغشاء المخاطي للأنف.

لقد وجد أنه من خلال الجمع بين الأنسولين والمنظف ، يمكن صنع مستحضر من الأيروسول يصل إلى التركيز المطلوب في دم المريض بأسرع ما يمكن عن طريق الحقن في الوريد. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطوير مستحضرات الأنسولين الفموية الأحدث التي يمكن تناولها عن طريق الفم.

حتى الآن ، لا تزال هذه الأنواع من الأنسولين إما في مرحلة التطوير أو تخضع للاختبارات السريرية اللازمة. ومع ذلك ، من الواضح تمامًا أنه في المستقبل القريب ستكون هناك مستحضرات أنسولين لن تحتاج إلى حقنها بواسطة سرنجات.

سيتم إنتاج أحدث منتجات الأنسولين على شكل بخاخات ، والتي ستحتاج ببساطة إلى رشها على الغشاء المخاطي للأنف أو الفم لتلبية احتياجات الجسم بشكل كامل من الأنسولين.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين للغاية لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

وزارة التعليم والعلوم لجمهورية كازاخستان

سميت جامعة كازاخستان الزراعية بعد S. SEIFULLIN

قسم الأحياء الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية

عمل الدورة

في تخصص "التكنولوجيا الحيوية للكائنات الدقيقة"

حول الموضوع: تكنولوجيا إنتاج الأنسولين

أكمله: Myrzabek M؟ Ldir Kurbanbek؟ Yzy

فحص بواسطة: Akimbaeva A.K (دكتوراه)

أستانا - 2013

تعريفات

الاختصارات والرموز

المقدمة

1. تاريخ الاكتشاف

2. الحصول على الأنسولين في التكنولوجيا الحيوية

3. طرق الحصول على الأنسولين البشري

4. التعبير عن البرونسولين في الخلايا بكتريا قولونية

5. تنقية الأنسولين

6. طريقة الإعطاء والجرعة

خاتمة

قائمة المراجع

تعريفات

في هذا العمل ، تم استخدام التعريفات التالية:

حامل البروتين - توفير نقل بروتين الاندماج إلى الفضاء المحيط بالخلية أو وسط المزرعة ؛

عنصر التقارب يسهل بشكل كبير عزل بروتين الاندماج.

الأنسولين(من اللات. إنسولا - الجزيرة) - هرمون ذو طبيعة ببتيدية ، يتكون في خلايا بيتا لجزر لانجرهانز في البنكرياس.

انترلوكينز - مجموعة من السيتوكينات تم تصنيعها بشكل رئيسي بواسطة الكريات البيض (لهذا السبب ، تم اختيار النهاية "-leukin").

برونسولين- هو مقدمة للأنسولين ، يتم تصنيعه بواسطة الخلايا البائية في جهاز جزيرة البنكرياس.

كروماتوجرو fia (من الكروما اليونانية ، كروماتوس - اللون ، الطلاء) , طريقة فيزيائية كيميائية لفصل المخاليط وتحليلها ، بناءً على توزيع مكوناتها بين مرحلتين - ثابتة ومتحركة (eluent) ، تتدفق خلال الثابت.

التغليف

بروتين الانصهار (م. الانصهار، أيضًا خيمري ، بروتين اندماج) هو بروتين يتم الحصول عليه من خلال الجمع بين جينين أو أكثر قاموا في الأصل بتشفير بروتينات منفصلة.

غورمحول نحن (من الهرمون اليوناني - يتحرك ، يحفز) ، الهرمونات ، المواد الفعالة بيولوجيا التي تنتجها الغدد الصماء ، أو الغدد الصماء ، وتفرزها مباشرة في الدم.

السكرداء السكري- مجموعة من أمراض الغدد الصماء التي تتطور نتيجة النقص المطلق أو النسبي لهرمون الأنسولين.

التغليف - آلية لغة برمجة تقيد الوصول إلى المكونات التي تشكل كائنًا (طرق وخصائص) ، وتجعلها خاصة ، أي يمكن الوصول إليها فقط من داخل الكائن.

السوماتوستاتين - هرمون خلايا الدلتا لجزر لانجرهانز في البنكرياس ، وكذلك أحد هرمونات منطقة ما تحت المهاد.

الراديو المناعي - طريقة للتحديد الكمي للمواد النشطة بيولوجيًا (الهرمونات ، الإنزيمات ، الأدوية ، إلخ) في السوائل البيولوجية ، بناءً على الارتباط التنافسي للمواد الثابتة والمتشابهة المرغوبة الموصوفة بنويدة مشعة مع أنظمة ربط محددة.

الاختصارات والرموز

٪ - النسبة المئوية

OF - المرحلة المعكوسة

HPLC - كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء

IO - التبادل الأيوني

(كدنا) - حمض ديوكسي ريبونوكلييك التكميلي

MP - ذروة أحادية

MC - مكون أحادي

FITZ - فينيل أيزو ثيوسيانات

المقدمة

تتمثل الوظيفة الرئيسية للأنسولين في ضمان نفاذية أغشية الخلايا لجزيئات الجلوكوز. في شكل مبسط ، يمكننا القول أنه ليس فقط الكربوهيدرات ، ولكن أيضًا أي مغذيات يتم تكسيرها في النهاية إلى الجلوكوز ، والذي يستخدم لتخليق الجزيئات الأخرى المحتوية على الكربون ، وهو الوقود الوحيد لمحطات الطاقة الخلوية - الميتوكوندريا. بدون الأنسولين ، تنخفض نفاذية الغشاء الخلوي للجلوكوز 20 مرة ، وتموت الخلايا من الجوع ، ويذوب السكر الزائد في الدم يسمم الجسم.

يعد تعطيل إفراز الأنسولين بسبب تدمير خلايا بيتا - نقص الأنسولين المطلق - رابطًا رئيسيًا في التسبب في مرض السكري من النوع الأول. إن اضطراب عمل الأنسولين على الأنسجة - نقص الأنسولين النسبي - له مكانة مهمة في تطور داء السكري من النوع 2.

أدى استخدام كروماتوغرافيا التقارب إلى تقليل محتوى البروتينات الملوثة ذات الوزن الجزيئي الأعلى في التحضير من الأنسولين. تشمل هذه البروتينات proinsulin و proinsulins المشقوق جزئياً ، القادرة على تحفيز إنتاج الأجسام المضادة للأنسولين.

يقلل استخدام الأنسولين البشري منذ بداية العلاج من حدوث تفاعلات الحساسية. يتم امتصاص الأنسولين البشري بشكل أسرع ، وبغض النظر عن شكل الدواء ، فإن مدة مفعوله أقصر من الأنسولين الحيواني. الأنسولين البشري أقل مناعة من الأنسولين الخنازير ، وخاصة الأنسولين المختلط من الأبقار والخنازير.

الغرض من هذا المقرر الدراسي هو دراسة تكنولوجيا إنتاج الأنسولين. لتحقيق ذلك تم تحديد المهام التالية:

1- إنتاج الأنسولين في التكنولوجيا الحيوية

2. سبل الحصول على الأنسولين

حاء تنقية الأنسولين

1. تاريخ الاكتشاف

يرتبط تاريخ اكتشاف الأنسولين باسم الطبيب الروسي I.M. سوبوليف (النصف الثاني من القرن التاسع عشر) ، الذي أثبت أن مستوى السكر في دم الإنسان ينظمه هرمون خاص للبنكرياس.

في عام 1922 ، تم إعطاء الأنسولين المعزول من بنكرياس حيوان لأول مرة لطفل يبلغ من العمر عشر سنوات ، مريض بالسكري ، والنتيجة فاقت كل التوقعات ، وبعد عام واحد شركة أمريكية "إيلي ليلي" صدر أول دواء الأنسولين الحيواني.

بعد تلقي الدفعة التجارية الأولى من الأنسولين في السنوات القليلة المقبلة ، تم اجتياز طريق ضخم لعزلها وتنقيتها. ونتيجة لذلك ، أصبح الهرمون متاحًا لمرضى السكري من النوع الأول.

في عام 1935 ، قام الباحث الدنماركي Hagedorn بتحسين عمل الأنسولين في الجسم من خلال اقتراح دواء طويل المفعول.

تم الحصول على بلورات الأنسولين الأولى في عام 1952 ، وفي عام 1954 قام عالم الكيمياء الحيوية الإنجليزي جي. سانجر بفك تشفير بنية الأنسولين. أتاح تطوير طرق تنقية الهرمون من المواد الهرمونية الأخرى ومنتجات تحلل الأنسولين الحصول على أنسولين متجانس يسمى الأنسولين أحادي المكون.

في أوائل السبعينيات. اقترح العالمان السوفييت أ. يودايف وس. شفاككين تخليقًا كيميائيًا للأنسولين ، لكن تنفيذ هذا التركيب على نطاق صناعي كان مكلفًا وغير مربح.

في المستقبل ، كان هناك تحسن تدريجي في درجة تنقية الأنسولين ، مما قلل من المشاكل الناجمة عن حساسية الأنسولين ، واختلال وظائف الكلى ، وضعف البصر ومقاومة الأنسولين. ما كان مطلوبًا هو أكثر الهرمونات فعالية للعلاج البديل لمرضى السكري - الأنسولين المتماثل ، أي الأنسولين البشري.

في الثمانينيات ، أتاح التقدم في علم الأحياء الجزيئي إمكانية التوليف باستخدام بكتريا قولونية تم الحصول على كلا سلسلتي الأنسولين البشري ، اللتين تم دمجهما بعد ذلك في جزيء هرمون نشط بيولوجيًا ، والأنسولين المؤتلف في معهد الكيمياء الحيوية العضوية التابع لأكاديمية العلوم الروسية باستخدام سلالات معدلة وراثيًا بكتريا قولونية.

2 . إنتاج الأنسولين في التكنولوجيا الحيوية

الأنسولين ، وهو هرمون ببتيد من جزر لانجرهانز في البنكرياس ، هو العلاج الأساسي لمرض السكري. ينتج هذا المرض عن نقص الأنسولين ويتجلى في زيادة مستويات السكر في الدم. حتى وقت قريب ، كان يتم الحصول على الأنسولين من بنكرياس البقر والخنازير. اختلف الدواء عن الأنسولين البشري بمقدار 1-3 بدائل للأحماض الأمينية ، لذلك كان هناك خطر من ردود الفعل التحسسية ، خاصة عند الأطفال. تم تقييد الاستخدام العلاجي للأنسولين على نطاق واسع بسبب ارتفاع تكلفته وموارده المحدودة. من خلال التعديل الكيميائي ، أصبح الأنسولين المأخوذ من الحيوانات غير قابل للتمييز عن الإنسان ، ولكن هذا يعني ارتفاعًا إضافيًا في سعر المنتج.

شركة ايلي ليلي منذ عام 1982 ينتج الأنسولين المعدل وراثيا على أساس تخليق منفصل E. كوليأ- و B- الدوائر. انخفضت تكلفة المنتج بشكل كبير ، والأنسولين الذي تم الحصول عليه مماثل لتكلفة الإنسان. منذ عام 1980 ، كانت هناك تقارير في الصحافة حول استنساخ جين proinsulin ، وهو سلائف لهرمون يتحول إلى شكل ناضج مع تحلل بروتيني محدود.

يتم تطبيق تقنية التغليف أيضًا في علاج مرض السكري: خلايا البنكرياس في كبسولة ، يتم حقنها مرة واحدة في جسم المريض ، وتنتج الأنسولين لمدة عام.

شركة المدمجة علم الوراثة أطلقت إنتاج الهرمونات المنشطة للجريب واللوتينية. تتكون هذه الببتيدات من وحدتين فرعيتين. على جدول الأعمال مسألة التوليف الصناعي لهرمونات قليلة الببتيد في الجهاز العصبي - إنكيفالين ، المبني من 5 بقايا من الأحماض الأمينية ، والإندورفين ، نظائر المورفين. عند استخدامها بطريقة عقلانية ، تعمل هذه الببتيدات على تخفيف الألم ، وخلق مزاج جيد ، وزيادة الكفاءة ، وتركيز الانتباه ، وتحسين الذاكرة ، وتنظيم النوم واليقظة. مثال على التطبيق الناجح لطرق الهندسة الوراثية هو تخليق β-endorphin باستخدام تقنية البروتين الهجين الموصوفة أعلاه لهرمون ببتيد آخر ، السوماتوستاتين.

3 . طرق الحصول على الأنسولين البشري

تاريخيًا ، الطريقة الأولى للحصول على الأنسولين للأغراض العلاجية هي عزل نظائر هذا الهرمون من المصادر الطبيعية (جزر بنكرياس الماشية والخنازير). في العشرينات من القرن الماضي ، وجد أن الأنسولين البقري والخنازير (الأقرب إلى الأنسولين البشري في تركيبته وتسلسل الأحماض الأمينية) يظهر نشاطًا في جسم الإنسان يضاهي نشاط الأنسولين البشري. بعد ذلك ، لفترة طويلة ، تم استخدام الأنسولين البقري أو الخنازير لعلاج مرضى السكري من النوع الأول. ومع ذلك ، بعد فترة من الوقت تبين أنه في بعض الحالات تبدأ الأجسام المضادة للأنسولين البقري والخنازير في التراكم في جسم الإنسان ، وبالتالي إبطال تأثيرها.

من ناحية أخرى ، تتمثل إحدى مزايا هذه الطريقة في إنتاج الأنسولين في توفر المواد الخام (يمكن الحصول بسهولة على الأنسولين البقري والخنازير بكميات كبيرة) ، والتي لعبت دورًا حاسمًا في تطوير الطريقة الأولى لإنتاج الأنسولين البشري. هذه الطريقة تسمى شبه الاصطناعية.

في هذه الطريقة لإنتاج الأنسولين البشري ، تم استخدام أنسولين لحم الخنزير كمادة خام. تم شق الثماني ببتيد الطرفي C من السلسلة B من أنسولين الخنازير المنقى ، وبعد ذلك تم تصنيع octapeptide C- الطرفية من الأنسولين البشري. ثم تم ربطه كيميائيا ، وإيقافه ، وتنقية الأنسولين الناتج. عند اختبار طريقة الحصول على الأنسولين هذه ، تم عرض الهوية الكاملة للهرمون الذي تم الحصول عليه مع الأنسولين البشري. العيب الرئيسي لهذه الطريقة هو التكلفة العالية للأنسولين الناتج (حتى الآن ، يعتبر التخليق الكيميائي لثاني ببتيد متعة باهظة الثمن ، خاصة على المستوى الصناعي).

في الوقت الحالي ، يتم الحصول على الأنسولين البشري بشكل أساسي بطريقتين: عن طريق تعديل أنسولين الخنازير بطريقة أنزيمية اصطناعية وبطريقة معدلة وراثيًا.

في الحالة الأولى ، تعتمد الطريقة على حقيقة أن أنسولين الخنازير يختلف عن الأنسولين البشري من خلال استبدال واحد في الطرف C من السلسلة B علاء 30... يتم استبدال الألانين بالثريونين عن طريق الانقسام المحفز بالإنزيم من الألانين وإضافة بقايا ثريونين المحمية بالكربوكسيل ، الموجودة في خليط التفاعل بكميات زائدة كبيرة ، في مكانها. بعد انقسام مجموعة O-tert-butyl الواقية ، يتم الحصول على الأنسولين البشري. (الصورة 1)

الشكل 1 - مخطط طرق الحصول على الأنسولين البشري

كان الأنسولين أول بروتين متوفر تجاريًا باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف. هناك طريقتان رئيسيتان للحصول على الأنسولين البشري المعدل وراثيًا. في الحالة الأولى ، يتم إجراء منفصلة (سلالات منتجة مختلفة) للحصول على كلا السلسلتين ، يليها طي الجزيء (تكوين جسور ثاني كبريتيد) وفصل الأشكال الخاطئة. في الثانية ، الحصول على شكل سلائف (proinsulin) ، يليه الانقسام الأنزيمي مع التربسين وكاربوكسي ببتيداز. B إلى الشكل النشط للهرمون. في الوقت الحاضر ، الأكثر تفضيلاً هو إنتاج الأنسولين على شكل سلائف ، مما يضمن الإغلاق الصحيح لجسور ثاني كبريتيد (في حالة الإنتاج المنفصل للسلاسل ، يتم تنفيذ دورات متتالية من التمسخ ، وفصل الأشكال الخاطئة وإعادة التشبع.

مع كلا النهجين ، من الممكن الحصول على المكونات الأولية بشكل فردي (سلاسل A و B أو proinsulin) ، وكجزء من بروتينات الاندماج. بالإضافة إلى السلاسل A و B أو proinsulin ، قد تحتوي بروتينات الاندماج على:

1) البروتين الحامل - يوفر نقل بروتين الاندماج إلى الفضاء المحيط بالخلية أو وسط المزرعة ؛

2) عنصر تقارب ، مما يسهل بشكل كبير عزل بروتين الاندماج.

علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون كلا المكونين موجودين في وقت واحد في بروتين الاندماج. بالإضافة إلى ذلك ، عند إنشاء بروتينات الاندماج ، يمكن استخدام مبدأ متعدد القيم (أي ، توجد عدة نسخ من متعدد الببتيد المستهدف في بروتين الاندماج) ، مما قد يزيد بشكل كبير من إنتاج المنتج المستهدف.

4 . التعبير عن البرونسولين في الخلايابكتريا قولونية

استخدمنا السلالة جم 109 N1864 مع تسلسل نيوكليوتيد يتم إدخاله في بلازميد يعبر عن بروتين اندماج ، يتكون من proinsulin خطي وجزء بروتين متصل بنهايته N من خلال بقايا ميثيونين والمكورات العنقودية الذهبية. توفر زراعة الكتلة الحيوية المشبعة لخلايا السلالة المؤتلفة بداية إنتاج البروتين الهجين ، والذي يتم عزله وتحويله المتسلسل. intube يؤدي إلى الأنسولين. تلقت مجموعة أخرى من الباحثين بروتينًا مؤتلفًا مندمجًا في نظام التعبير البكتيري ، يتكون من proinsulin بشري و "ذيل" متعدد الهيستدين مرتبط به من خلال بقايا الميثيونين. تم عزله باستخدام كروماتوجرافيا مخلبة على أجسام متضمنة Ni-agarose وهضمها ببروميد السيانوجين. قرر المؤلفون أن البروتين المعزول مكبريت S. أظهر رسم الخرائط والتحليل الطيفي الكتلي للبرونسولين الذي تم الحصول عليه ، المنقى بواسطة كروماتوجرافيا التبادل الأيوني على مبادل الأنيون و RP (الطور المعكوس) HPLC (كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء) ، وجود جسور ثاني كبريتيد تتوافق مع جسور ثاني كبريتيد للبرونسولين البشري الأصلي. تم الإبلاغ أيضًا عن تطوير طريقة جديدة ومحسنة لإنتاج الأنسولين البشري عن طريق الهندسة الوراثية في الخلايا بدائية النواة. وجد المؤلفون أن الأنسولين الناتج مطابق في التركيب والنشاط البيولوجي للهرمون المفرز من البنكرياس.

في الآونة الأخيرة ، تم إيلاء اهتمام وثيق لتبسيط إجراءات الحصول على الأنسولين المؤتلف بطرق الهندسة الوراثية. وهكذا ، تم الحصول على بروتين اندماج ، يتكون من ببتيد زعيم إنترلوكين متصل بالطرف N من proinsulin من خلال بقايا ليسين. تم التعبير عن البروتين بكفاءة وترجمة في أجسام التضمين. بعد العزل ، تم شق البروتين مع التربسين لإنتاج الأنسولين والببتيد سي. مجموعة أخرى من الباحثين تصرفت بطريقة مماثلة. بروتين اندماج يتكون من proinsulin ومجالان اصطناعيان من بروتين Staphylococcal A الذي يرتبط مفتش ، مترجمة في هيئات الإدماج ، ولكن كان لديها مستوى أعلى من التعبير. تم عزل البروتين باستخدام كروماتوجرافيا التقارب مفتش وعولج بالتريبسين وكاربوكسي ببتيداز ب. تمت تنقية الأنسولين الناتج والببتيد C بواسطة RP HPLC. عند إنشاء هياكل الانصهار ، تكون نسبة كتلة البروتين الحامل والبولي ببتيد المستهدف مهمة جدًا. هذه هي الطريقة التي يتم بها وصف بناء بنيات الاندماج ، حيث تم استخدام بروتين ربط ألبومين مصل بشري كبولي ببتيد ناقل. تم ربط واحد وثلاثة وسبعة من الببتيدات C به. تم ربط الببتيدات C على أساس من الرأس إلى الذيل باستخدام فواصل الأحماض الأمينية التي تحمل موقع تقييد Sfi I واثنين من بقايا الأرجينين في بداية ونهاية الفاصل لهضم التربسين اللاحق للبروتين. أظهر HPLC لمنتجات الانقسام أن انقسام الببتيد C هو كمي ، وهذا يجعل من الممكن استخدام طريقة الجينات الاصطناعية المتعددة للحصول على عديد الببتيدات المستهدفة على نطاق صناعي.

الحصول على طفرة proinsulin التي تحتوي على بديل Arg32Tyr... أدى الانقسام المشترك لهذا البروتين مع التربسين و carboxypeptidase B إلى تكوين الأنسولين الأصلي والببتيد C الذي يحتوي على بقايا التيروزين. هذا الأخير ، بعد وضع العلامات بـ 125I ، يستخدم بنشاط في المقايسة المناعية الإشعاعية.

5 . تنقية الأنسولين

يجب أن يكون الأنسولين المستخدم في صناعة الأدوية عالي النقاوة. لذلك ، فإن التحكم الفعال للغاية في نقاء المنتجات الناتجة مطلوب في كل مرحلة من مراحل الإنتاج. في وقت سابق ، تم تمييز HPLC باستخدام RP و IO (التبادل الأيوني) ، proinsulin S-sulfonate ، proinsulin ، سلاسل A و B الفردية وسلفوناتها S. أيضًا ، يتم إيلاء اهتمام خاص لمشتقات الأنسولين الفلورية. في هذا العمل ، قام المؤلفون بالتحقيق في قابلية تطبيق الأساليب الكروماتوغرافية وإعطائها المعلوماتية في تحليل منتجات جميع مراحل إنتاج الأنسولين البشري ووضع إجراء لعمليات الكروماتوغرافيا التي تجعل من الممكن فصل وتوصيف المنتجات التي تم الحصول عليها بشكل فعال. فصل المؤلفون مشتقات الأنسولين باستخدام مواد ماصة ثنائية الوظيفة (كارهة للماء والتبادل الأيوني RP HPLC) وأظهروا إمكانية التحكم في انتقائية الفصل من خلال تغيير مساهمة كل من التفاعلات ، وبالتالي تحقيق كفاءة أكبر في فصل نظائر البروتين القريبة. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تطوير مناهج لأتمتة وتسريع عمليات تحديد درجة نقاء الأنسولين وكميته. تشير الورقة إلى دراسات إمكانية استخدام كروماتوجرافيا السائل RP مع الكشف الكهروكيميائي لتقدير الأنسولين ، وقد تم تطوير طريقة لتحديد الأنسولين المعزول من جزيرة لانجرهانز عن طريق كروماتوجرافيا الانجذاب المناعي مع الكشف الطيفي. درس العمل إمكانية استخدام التحديد الدقيق السريع للأنسولين باستخدام الرحلان الكهربائي الشعري مع الكشف عن التألق بالليزر. يتم إجراء التحليل عن طريق إضافة كمية معروفة من الأنسولين المسمى فينيل أيزوثيوسيانات (FITC) وجزء فاب الأجسام المضادة أحادية النسيلة للأنسولين. يدخل الأنسولين التقليدي المسمى بشكل تنافسي في تفاعل تكوين معقد مع فاب. الأنسولين المسمى FITC ومعقدة مع فاب فصل في 30 ثانية.

في الآونة الأخيرة ، تم تكريس عدد كبير من الأعمال لتحسين طرق إنتاج الأنسولين ، وكذلك إنشاء أشكال جرعات بناءً عليه. على سبيل المثال ، في الولايات المتحدة نظائر الأنسولين الخاصة بالكبد الحاصلة على براءة اختراع ، والتي تختلف هيكليًا عن الهرمون الطبيعي بسبب إدخال بقايا الأحماض الأمينية الأخرى في الموضعين 13-15 و 19 من السلسلة A وفي الموضع 16 من السلسلة B. يتم استخدام النظائر التي تم الحصول عليها في أشكال مختلفة من الحقن (عن طريق الوريد ، أو العضل ، أو تحت الجلد) ، أو أشكال الجرعات داخل الأنف أو الغرس في شكل كبسولات خاصة في علاج مرض السكري. يعتبر إنشاء أشكال الجرعات التي يتم تناولها بدون حقن أمرًا ملحًا بشكل خاص. تم الإبلاغ عن إنشاء نظام جزيئي كبير للإعطاء عن طريق الفم ، وهو الأنسولين المثبت في حجم هيدروجيل البوليمر المعدل بمثبطات الإنزيمات المحللة للبروتين. فعالية مثل هذا الدواء هو 70-80 ٪ من فعالية حقن الأنسولين الأصلي تحت الجلد. في عمل آخر ، يتم تحضير الدواء عن طريق حضانة الأنسولين بخطوة واحدة مع كريات الدم الحمراء التي تؤخذ بنسبة 1-4: 100 في وجود عامل ربط. أبلغ المؤلفون عن استلام عقار به نشاط 1000 وحدة / جم ، والاحتفاظ الكامل بالنشاط عند تناوله عن طريق الفم وتخزينه لعدة سنوات في شكل مجفف بالتجميد.

بالإضافة إلى ابتكار أدوية جديدة وأشكال جرعات تعتمد على الأنسولين ، يتم تطوير مناهج جديدة لحل مشكلة داء السكري. وهكذا ، تم نقل الـ (كدنا) لبروتين ناقل الجلوكوز GLUT2 الخلايا المنقولة بشكل مستقر مع الأنسولين كامل الطول (كدنا) HEP G2 الإضافية... في الحيوانات المستنسخة الناتجة HEP G2 Insgl يحفز الجلوكوز على مقربة من إفراز الأنسولين الطبيعي ويقوي الاستجابة الإفرازية للمنشطات الأخرى للإفراز. كشف الفحص المجهري الإلكتروني المناعي عن حبيبات تحتوي على الأنسولين في الخلايا ، والتي تشبه من الناحية الشكلية الحبيبات الموجودة في الخلايا البائية لجزر لانجرهانز. في الوقت الحالي ، تتم مناقشة إمكانية استخدام "الخلايا البائية الاصطناعية" التي تم الحصول عليها بطرق الهندسة الوراثية لعلاج داء السكري من النوع الأول.

جنبا إلى جنب مع حل المشاكل العملية ، يتم دراسة آليات عمل الأنسولين ، وكذلك العلاقات الهيكلية والوظيفية في الجزيء. تتمثل إحدى طرق البحث في إنشاء مشتقات الأنسولين المختلفة ودراسة خصائصها الفيزيائية والكيميائية والمناعية. كما ذكرنا سابقًا ، يعتمد عدد من طرق إنتاج الأنسولين على إنتاج هذا الهرمون في شكل مادة أولية (proinsulin) ، يليه الانقسام الأنزيمي للأنسولين والببتيد C. حاليًا ، تم إثبات وجود نشاط بيولوجي للببتيد C ، مما يجعل من الممكن استخدامه لأغراض علاجية إلى جانب الأنسولين. في المقالات التالية في هذه السلسلة ، سيتم النظر في الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية للببتيد C ، وكذلك طرق تحضيره.

تساهم التكنولوجيا الحيوية أيضًا بشكل كبير في الإنتاج الصناعي للهرمونات غير الببتيدية ، وخاصة المنشطات. قللت تقنيات التحول الميكروبيولوجي بشكل كبير من عدد خطوات التخليق الكيميائي للكورتيزون ، وهو هرمون الغدة الكظرية المستخدم في علاج التهاب المفاصل الروماتويدي. في إنتاج هرمونات الستيرويد ، تستخدم الخلايا الميكروبية المعطلة على نطاق واسع ، على سبيل المثال مفصليات الأرجل، لتخليق بريدنيزولون من الهيدروكورتيزون. هناك تطورات في إنتاج هرمون الغدة الدرقية الثيروكسين من الطحالب الدقيقة.

حسب درجة التطهير

· تقليدي - يتم استخلاصها من الإيثانول الحمضي ، وخلال عملية التنقية يتم ترشيحها وتمليحها وبلورتها عدة مرات (لا تسمح الطريقة بتنظيف المستحضر من شوائب الهرمونات الأخرى الموجودة في البنكرياس)

· الذروة الأحادية (MP) - بعد التنقية التقليدية ، يتم ترشيحها على مادة هلامية (أثناء الفصل الكروماتوغرافي الهلامي ، تشكل "قمة" واحدة فقط: محتوى الشوائب المذكورة أعلاه لا يزيد عن 1 × 10 × 3

المكون الأحادي (MC) - يخضع لتنقية أعمق باستخدام المنخل الجزيئي وكروماتوجرافيا التبادل الأيوني على DEAE- السلولوز الذي يجعل من الممكن تحقيق 99٪ من نقاوتها (1 × 10 × 6) (الشكل 2)

الشكل 2 - مخطط تنقية الأنسولين

التكنولوجيا الحيوية الأنسولين السكري

6 . طريقة الإعطاء والجرعة

يتم تحديدها وتنظيمها بدقة تحت إشراف طبي بما يتناسب مع حالة المريض. يمكن إعطاء جميع مستحضرات الهومولين تحت الجلد أو عن طريق الوريد ؛ يتم إعطاء هومولين R في أمبولات عن طريق الوريد. يفضل الإعطاء تحت الجلد ، الذي يفضله المرضى ، في العضد أو الفخذ أو الأرداف أو منطقة البطن. يجب تغيير مواقع الحقن بحيث لا يتم استخدام نفس الجزء من الجسم أكثر من مرة في الشهر. لا ينبغي أن تتأثر الشعيرات الدموية. موقع الحقن لا يحتاج الى تدليك. تستخدم خراطيش الأنسولين فقط للحقن في فوم بكتون ديكنسون. في هذه الحالة ، من الضروري الالتزام بعناية بتعليمات الشركة المصنعة المذكورة على الرغاوي أثناء التعبئة والتطبيق. يجب أن يكون لدى المرضى دائمًا حقنة احتياطية وأمبولة من الأنسولين في متناول اليد في حالة فقد جهاز أو خرطوشة حقن القلم. ملامح عمل هومولين. Humulin R: يبدأ التأثير في غضون 10 دقائق ، الحد الأقصى للعمل - بين 1 و 3 ساعات ، ومدة العمل - من 5 إلى 7 ساعات. Humulin N: بداية التأثير - بعد 30 دقيقة ، الحد الأقصى للعمل - بين 2 و 8 ساعات ، مدة العمل - من 18 إلى 20 ساعة. Humulin M1: بداية التأثير - بعد 30 دقيقة ، الحد الأقصى للعمل - بين 2 و 9 ساعات ، مدة العمل - من 16 إلى 18 ساعة. Humulin M2: بداية التأثير - بعد 30 دقيقة ، الحد الأقصى للعمل بين 1.5 و 9 ساعات ، ومدة العمل - من 14 إلى 16 ساعة. Humulin M3: بداية التأثير - بعد 30 دقيقة ، الحد الأقصى للعمل - بين 1 و 8.5 ساعة ، ومدة العمل - من 14 إلى 15 ساعة. Humulin M4: بداية التأثير - بعد 30 دقيقة ، الحد الأقصى للعمل - بين 1 و 8 ساعات ، ومدة العمل - من 14 إلى 15 ساعة. هومولين إل: بداية التأثير - بعد ساعتين ، الحد الأقصى للعمل - بين 4 و 16 ساعة ، مدة التأثير - حوالي 24 ساعة. هومولين يو: بداية التأثير - بعد 3 ساعات ، الحد الأقصى للعمل - ما بين 3 و 18 ساعة ، مدة التأثير - من 24 إلى 28 ساعة. العلاج الدوائي الفردي. يمكن إعطاء Humulin R بدون أنواع أخرى من الأنسولين باستخدام عدة حقن يومية. يمكن أيضًا تناول Humulin N و L و U بشكل مستقل 1-2 مرات في اليوم. العلاج المشترك. لتعزيز التأثير الأولي ، بعض المرضى ، بالإضافة إلى الهيومولين R ، يتم وصفهم هومولين H و L و U. لا ينصح بالاستخدام المتزامن للإنسولين الحيواني الذي تنتجه شركات مختلفة. لا يتطلب هومولين إم علاجًا مشتركًا ؛ يتم إعطاؤه مرتين يوميًا (ثلثي الاحتياجات اليومية في الصباح ، والباقي في المساء). لأي إدارة ، يجب ألا تتجاوز الجرعة 50 وحدة. يلتزم المريض بإبلاغ الطبيب عن الحمل. خلال هذه الفترة ، من الضروري المراقبة الصارمة لصحة المريض المعتمد على الأنسولين. عادة ما تنخفض الحاجة إلى الدواء في الأشهر الثلاثة الأولى وتزداد في الثلث الثاني والثالث. يحتاج مرضى السكري أثناء الرضاعة إلى تعديل جرعة الأنسولين (والنظام الغذائي).

خاتمة

مرض السكري هو مرض مزمن يسببه القصور المطلق أو النسبي للأنسولين. يتميز باضطراب أيضي عميق للكربوهيدرات مع ارتفاع السكر في الدم والبيلة السكرية ، بالإضافة إلى اضطرابات التمثيل الغذائي الأخرى نتيجة التعرض لعدد من العوامل الجينية والخارجية.

لا يزال الأنسولين بمثابة عنصر جذري ، وفي معظم الحالات هو الوسيلة الوحيدة للحفاظ على الحياة والقدرة على العمل لمرضى السكري. قبل تلقي الأنسولين وإدخاله إلى العيادة في 1922-1923. واجه مرضى السكري من النوع الأول الموت في غضون عام إلى عامين من بداية المرض ، على الرغم من استخدام الأنظمة الغذائية الأكثر إرهاقًا. يحتاج مرضى السكري من النوع الأول إلى علاج بديل للأنسولين مدى الحياة. يؤدي إنهاء الإعطاء المنتظم للأنسولين لسبب أو لآخر إلى التطور السريع للمضاعفات والوفاة المبكرة للمريض.

يحتل مرض السكري حاليًا المرتبة الثالثة من حيث الانتشار بعد أمراض القلب والأوعية الدموية والأورام. وفقًا لمنظمة الصحة العالمية ، يبلغ معدل انتشار مرض السكري بين البالغين في معظم مناطق العالم 2-5٪ ، وهناك ميل إلى أن يتضاعف عدد المرضى تقريبًا كل 15 عامًا. على الرغم من التقدم الواضح في الرعاية الصحية ، فإن عدد المرضى الذين يعتمدون على الأنسولين يتزايد كل عام ويبلغ عددهم حاليًا في روسيا فقط حوالي 2 مليون شخص

يفتح ابتكار مستحضرات الأنسولين البشري المحلي المعدل وراثيًا إمكانيات جديدة لحل العديد من المشاكل لإنقاذ حياة ملايين الأشخاص الذين يعانون من مرض السكري.

يحتل مرض السكري المرتبة الثالثة في العالم بعد أمراض القلب والأوعية الدموية والأورام. وفقًا لمصادر مختلفة ، هناك ما بين 120 إلى 180 مليون شخص مصاب بمرض السكري في العالم ، وهو ما يمثل 2-3 في المائة من إجمالي سكان الكوكب. يتوقع العلماء أنه من المتوقع أن يتضاعف عدد المرضى كل 15 عامًا.

في رأيي ، الأنسولين هو أحد الهرمونات الأكثر دراسة. لقد مر أكثر من 80 عامًا منذ اكتشاف أن الأنسولين الذي ينتجه البنكرياس مسؤول عن خفض مستويات السكر في الدم. ومع ذلك ، حتى يومنا هذا ، فإن هذا الهرمون له أهمية كبيرة.

قائمة المراجع

1. Re، L. تعظيم الاستفادة من الإنتاج التكنولوجي الحيوي لمواد الانترفيرون البشري المؤتلف ؛ لكل. من الفرنسية - م: مير ، 2002.-S. 140-143.

2. Shevelukha، V. S. التكنولوجيا الحيوية الزراعية / V. S. Shevelukha ، E. A. Kalashnikova ، 4th ed. - موسكو: دار نشر المدرسة العليا ، 2003.-437 ص.

3. سميث ، أوه. سجل الدولة للأدوية ؛ لكل. من الإنجليزية - م: مير ، 2003. - س. 37-39.

4. Grishchenko، V. I. التكنولوجيا الحيوية الجزيئية للإنترفيرون - 2008.-T. 11 ، لا. 7.-خاركوف. 238.

5. Sadchenko، LS التطورات الحديثة في التكنولوجيا الحيوية في الصناعة الطبية. -2008 م. 31 ، لا. 5.- L. 213.

6. التكنولوجيا الحيوية الحديثة [مورد إلكتروني]: موقع عن التكنولوجيا الحيوية. - وضع الوصول: http://www.bionews.ru/news/Bio.htm

7. Mariniva A.K. إنتاج مواد بروتينية. التكنولوجيا الحيوية - 2007.-T. 51 ، لا. 5.-SPb. 17.

8. http://ru.wikipedia.org/wiki/

9. http://www.medichelp.ru/

10. http://mikrobio.ho.ua/

تم النشر في Allbest.ru

...

وثائق مماثلة

ضمان نفاذية أغشية الخلايا لجزيئات الجلوكوز مع الأنسولين - هرمون ذو طبيعة ببتيدية. ردود الفعل على مستحضرات الأنسولين: مقاومة الأنسولين المناعية ، الحساسية ، الحثل الشحمي. الحصول على الأنسولين بأنواعه المختلفة.

الملخص ، تمت الإضافة في 02/05/2010

تاريخ تكوين وآلية عمل الأنسولين ، وهو هرمون بروتين ببتيد تنتجه خلايا جزر لانجرهانز في البنكرياس. طرق الاستلام. عيوب الأنسولين الحيواني. فوائد الأنسولين التكنولوجيا الحيوية.

تمت إضافة العرض التقديمي 03/15/2016

المسببات المرضية ، تصنيف داء السكري ، العلاج بالأنسولين. الحرائك الدوائية لمستحضرات الأنسولين ، تفاعلها مع الأدوية الأخرى. طرق الشدق وتحت اللسان والاستنشاق في جسم الإنسان.

أطروحة تمت إضافة 10/16/2014

تحسين نوعية حياة مرضى السكري. حساب تكوين النظام الغذائي. وصفة الأنسولين وحساب جرعته وتوزيع الأنسولين على مدار اليوم. عمليات تخليق الأنسولين وإفرازه. تطبيق التيار الجيبي المعدل.

تمت إضافة العرض في 10/20/2014

دراسة تركيب وعمل الأنسولين. إفراز وتخليق الجلوكوجون. فحص أعراض مرض السكري وتشخيصه. خصائص أمراض الغدد الصماء. استخدام الأدوية والمواد الكيماوية في علاج الأمراض.

تمت إضافة العرض بتاريخ 10/12/2015

مفهوم الهرمونات ووظيفتها. التحول الميكروبيولوجي للمنشطات الصناعية. مواد أولية لتخليق هرمونات الستيرويد. طريقة الهندسة الوراثية للحصول على السوماتوستاتين. إنتاج الأنسولين بناءً على تقنية الحمض النووي المؤتلف.

تمت إضافة العرض بتاريخ 12/22/2016

خصائص علاج داء السكري من النوع الأول. استخدام العلاج الغذائي والتمارين الرياضية والعلاج بالأنسولين. معايير تعويض مرض السكري. توصيات لنظام النشاط البدني. جرعة زائدة من الأنسولين المزمنة (متلازمة سوموجي).

تمت إضافة العرض في 09/23/2016

المسببات والمظاهر السريرية لمرض السكري. أنواع الأنسولين وقواعد التخزين. مفهوم ومخططات العلاج بالأنسولين. دراسة المضاعفات بعد حقن الأنسولين. دور الممرضة في توعية مرضى السكري.

تمت إضافة ورقة المصطلح في 06/1/2016

انتهاك الإفراز الداخلي للبنكرياس. ملامح من أعراض مرض السكري ، حالات ارتفاع مستويات الأنسولين في الدم. طرق التعرف على أنواع مختلفة من نقص السكر في الدم. فرضيات أسباب تلف البنكرياس.

الملخص ، تمت الإضافة بتاريخ 04/28/2010

تقييم فعالية علاج مرض السكري. القيمة السريرية والتشخيصية للجلوكوز في السائل النخاعي. الملامح الرئيسية لاختبار تحمل الجلوكوز. منحنى بعد حمل جلوكوز واحد. منحنى إفراز الأنسولين لمرض السكري من الدرجة الثانية.

الأنسولين (من الجزيرة اللاتينية) هو هرمون ذو طبيعة ببتيدية ، ويتكون في خلايا بيتا لجزر لانجرهانز في البنكرياس. له تأثير متعدد الأوجه على التمثيل الغذائي في جميع الأنسجة تقريبًا.

تتمثل الوظيفة الرئيسية للأنسولين في ضمان نفاذية أغشية الخلايا لجزيئات الجلوكوز. في شكل مبسط ، يمكننا القول أنه ليس فقط الكربوهيدرات ، ولكن أيضًا أي مغذيات يتم تحطيمها في النهاية إلى جلوكوز ، والذي يستخدم لتخليق جزيئات أخرى تحتوي على الكربون ، وهو الوقود الوحيد لمحطات الطاقة الخلوية - الميتوكوندريا. بدون الأنسولين ، تنخفض نفاذية الغشاء الخلوي للجلوكوز 20 مرة ، وتموت الخلايا من الجوع ، ويذوب السكر الزائد في الدم يسمم الجسم.

في عام 1922 ، تم إعطاء الأنسولين المعزول من بنكرياس حيوان لأول مرة لطفل يبلغ من العمر عشر سنوات مصاب بداء السكري. تجاوزت النتيجة كل التوقعات ، وبعد مرور عام ، أصدرت الشركة الأمريكية Eli Lilly أول مستحضر من الأنسولين الحيواني.

في عام 1935 ، قام الباحث الدنماركي Hagedorn بتحسين عمل الأنسولين في الجسم من خلال اقتراح دواء طويل المفعول.

تم الحصول على بلورات الأنسولين الأولى في عام 1952 ، وفي عام 1954 قام الكيميائي الحيوي الإنجليزي جي. سانجر بفك تشفير بنية الأنسولين. أتاح تطوير طرق تنقية الهرمون من المواد الهرمونية الأخرى ومنتجات تحلل الأنسولين الحصول على أنسولين متجانس يسمى الأنسولين أحادي المكون.

في بداية السبعينيات. اقترح العالمان السوفييت أ. يودايف وس. شفاككين تخليقًا كيميائيًا للأنسولين ، لكن تنفيذ هذا التركيب على نطاق صناعي كان مكلفًا وغير مربح.

في المستقبل ، كان هناك تحسن تدريجي في درجة تنقية الأنسولين ، مما قلل من المشاكل الناجمة عن حساسية الأنسولين ، واختلال وظائف الكلى ، وضعف البصر ومقاومة الأنسولين. ما كان مطلوبًا هو أنجع الهرمون للعلاج البديل لمرض السكري - الأنسولين المتماثل ، أي الأنسولين البشري.

في الثمانينيات من القرن الماضي ، أتاح التقدم في علم الأحياء الجزيئي إمكانية تصنيع كلا سلسلتي الأنسولين البشري بمساعدة الإشريكية القولونية ، والتي تم دمجها بعد ذلك في جزيء من هرمون نشط بيولوجيًا ، وفي معهد الكيمياء العضوية الحيوية التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، تم الحصول على الأنسولين المؤتلف باستخدام سلالات الإشريكية القولونية المعدلة وراثيًا.

أدى استخدام كروماتوجرافيا التقارب إلى تقليل محتوى البروتينات الملوثة ذات الوزن الجزيئي الأعلى في التحضير من الأنسولين. تشمل هذه البروتينات proinsulin و proinsulins المشقوق جزئياً ، القادرة على تحفيز إنتاج الأجسام المضادة للأنسولين.

1. أنواع الأنسولين

تختلف مستحضرات الأنسولين عن بعضها البعض في درجة التنقية ؛ مصدر الاستلام (بقري ، خنزير ، بشري) ؛ المواد المضافة إلى محلول الأنسولين (إطالة مفعولها ، الجراثيم ، إلخ) ؛ تركيز؛ قيمه الحامضيه؛ إمكانية خلط ICD مع SPD.

تختلف مستحضرات الأنسولين حسب المصدر. يختلف أنسولين الخنازير والأبقار عن الأنسولين البشري في تكوين الأحماض الأمينية: الأنسولين البقري في ثلاثة أحماض أمينية ، وأنسولين الخنازير في واحد. ليس من المستغرب أن تكون التفاعلات الضائرة أكثر شيوعًا مع الأنسولين البقري منها مع الأنسولين الخنازير أو الأنسولين البشري. يتم التعبير عن هذه التفاعلات في مقاومة الأنسولين المناعية ، حساسية الأنسولين ، الحثل الشحمي (التغيرات في الدهون تحت الجلد في موقع الحقن).

على الرغم من العيوب الواضحة للأنسولين البقري ، إلا أنه لا يزال يستخدم على نطاق واسع في العالم. ومع ذلك ، فإن العيوب المناعية للأنسولين البقري واضحة: لا يُنصح بأي حال من الأحوال وصفه للمرضى الذين يعانون من داء السكري المشخص حديثًا أو النساء الحوامل أو لعلاج الأنسولين قصير المدى ، على سبيل المثال ، في الفترة المحيطة بالجراحة. تستمر الصفات السلبية للأنسولين البقري حتى عند استخدامه في خليط مع لحم الخنزير ، لذلك لا ينبغي أيضًا استخدام الأنسولين المختلط (لحم الخنزير + البقري) لعلاج هذه الفئات من المرضى.

مستحضرات الأنسولين البشرية متطابقة تمامًا في التركيب الكيميائي للأنسولين البشري.

المشكلة الرئيسية لطريقة التخليق الحيوي للحصول على الأنسولين البشري هي التنقية الكاملة للمنتج النهائي من أدنى شوائب من الكائنات الحية الدقيقة المستخدمة ومنتجاتها الأيضية. تضمن طرق مراقبة الجودة الجديدة أن الأنسولين البشري التخليقي من الشركات المصنعة المذكورة أعلاه خالٍ من أي شوائب ضارة ؛ وبالتالي ، فإن درجة تنقيتها وكفاءتها في خفض الجلوكوز تلبي أعلى المتطلبات وهي نفسها عمليًا. لا تحتوي مستحضرات الأنسولين هذه على أي آثار جانبية غير مرغوب فيها اعتمادًا على الشوائب.

حاليًا ، يتم استخدام ثلاثة أنواع من الأنسولين في الممارسة الطبية:

قصير المفعول مع بداية سريعة للتأثير ؛

مدة عمل متوسطة ؛

طويل المفعول مع ظهور تأثير بطيء.

الجدول 1. خصائص مستحضرات الأنسولين التجارية

نوع الأنسولين	المرادفات	تمديد	حافظة	عازلة / أملاح		أمثلة (الأسماء التجارية)
قليل الفعالية	"بسيط" ، فوري		ميثيل بارابين إم كريسول فينول	NaCl Glycerin Na (H) PO4 Na أسيتات	بشري. لحم الخنزير البقري	Actrapid-NM ، Humulin-R Actrapid ، Actrapid-MS الأنسولين للحقن (الاتحاد السوفياتي ، لم يعد ينتج)
		بروتامين	م- كريسول الفينول	الجلسرين Na (H) PO4	بشري. لحم الخنزير البقري	Protafan-NM ، Humulin-N Protafan-MS Protamine-insulin (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، لم يعد ينتج)
	تعليق الأنسولين الزنك (مختلط)		ميثيل بارابين	خلات NaCl Na	بشري. لحم الخنزير البقري	Monotard-NM و Humulin-zinc Monotard-MS و Lente-MS Lente
الشريط الترا	تعليق الأنسولين الزنك (كريستال)		ميثيل بارابين	خلات NaCl Na	بشري. صاعد	Ultralente Ultrahard

الأنسولين قصير المفعول (CDI) - الأنسولين العادي - هو الأنسولين البلوري قصير المفعول القابل للذوبان في درجة الحموضة المحايدة ، والذي يتطور تأثيره في غضون 15 دقيقة بعد الإعطاء تحت الجلد ويستمر من 5 إلى 7 ساعات.

تم تطوير أول أنسولين طويل المفعول (PPI) في أواخر الثلاثينيات من القرن الماضي بحيث يمكن للمرضى الحقن بشكل أقل تكرارًا مما فعلوه باستخدام مقوم نظم القلب ومزيل الرجفان القابل للزراعة - مرة واحدة يوميًا إن أمكن. من أجل زيادة مدة العمل ، يتم تعديل جميع مستحضرات الأنسولين الأخرى ، وعند إذابتها في وسط محايد ، يتم تعليقها. أنها تحتوي على بروتامين في محلول الفوسفات - بروتامين - زنك - أنسولين و NPH (بروتامين هاجيدورن المحايد) - أنسولين NPH أو تركيزات مختلفة من الزنك في محلول أسيتات - أنسولين شديد اللمعان ، شريط ، نصف صامت.

تحتوي مستحضرات الأنسولين متوسطة المفعول على البروتامين ، وهو بروتين متوسط \u200b\u200bالكتلة. 4400 غني بالأرجينين ومشتق من حليب تراوت قوس قزح. لتشكيل معقد ، مطلوب نسبة من البروتامين والأنسولين من 1:10. بعد تناوله تحت الجلد ، تقوم الإنزيمات المحللة للبروتين بتفكيك البروتامين ، مما يسمح بامتصاص الأنسولين.

لا يغير أنسولين NPH المظهر الحرائك الدوائية للأنسولين التنظيمي الممزوج به. يُفضل الأنسولين NPH على شريط الأنسولين كمكون متوسط \u200b\u200bالمفعول في الخلطات العلاجية التي تحتوي على الأنسولين العادي.

في المخزن المؤقت للفوسفات ، تتبلور جميع أنواع الأنسولين بسهولة مع الزنك ، ولكن فقط بلورات الأنسولين البقري هي التي تكون كارهة للماء بدرجة كافية لتوفير إطلاق بطيء ومستقر للأنسولين فائق الأهمية. تذوب بلورات الزنك من أنسولين الخنازير بشكل أسرع ، ويحدث التأثير في وقت سابق ، وتكون مدة العمل أقصر. لذلك ، لا يوجد مستحضر فائق الدقة يحتوي فقط على أنسولين لحم الخنزير. يتم إنتاج أنسولين الخنازير أحادي المكون تحت اسم تعليق الأنسولين ، الأنسولين المحايد ، الأنسولين إيزوفان ، الأنسولين أمينوكوينورايد.

2. الحصول على الأنسولين

يمكن إنتاج الأنسولين البشري بأربع طرق:

1) التركيب الكيميائي الكامل ؛

2) الاستخراج من البنكرياس البشري (كلتا الطريقتين غير مناسبتين بسبب عدم اقتصادية: تطوير غير كاف للطريقة الأولى ونقص المواد الخام للإنتاج بالجملة بالطريقة الثانية) ؛

3) بطريقة شبه اصطناعية باستخدام الاستبدال الإنزيمي الكيميائي في الموضع 30 من السلسلة B للحمض الأميني ألانين في أنسولين لحم الخنزير مع الثريونين ؛

4) طريقة التخليق الحيوي وفق تقنية الهندسة الوراثية. الطريقتان الأخيرتان تنتج أنسولين بشري عالي النقاء.

حاليًا ، يتم الحصول على الأنسولين البشري بشكل أساسي بطريقتين: تعديل أنسولين الخنازير بطريقة أنزيمية اصطناعية وبطريقة معدلة وراثيًا.

كان الأنسولين أول بروتين متوفر تجاريًا باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف. هناك طريقتان رئيسيتان للحصول على الأنسولين البشري المعدل وراثيًا.

في الحالة الأولى ، يتم إجراء تحضير منفصل (سلالات منتجة مختلفة) لكلا السلسلتين ، يليه طي الجزيء (تكوين جسور ثاني كبريتيد) وفصل الأشكال الإسوية.

في الثانية ، الحصول على شكل سلائف (proinsulin) مع الانقسام الأنزيمي اللاحق مع التربسين و carboxypeptidase B إلى الشكل النشط للهرمون. الأكثر تفضيلاً في الوقت الحاضر هو إنتاج الأنسولين على شكل مادة مسبقة ، مما يضمن الإغلاق الصحيح لجسور ثاني كبريتيد (في حالة الإنتاج المنفصل للسلاسل ، يتم تنفيذ دورات متتالية من التمسخ ، وفصل الأشكال الإسوية وإعادة التشبع).

البروتين الناقل ، الذي يضمن نقل بروتين الاندماج إلى الفضاء المحيط بالخلية أو وسط المزرعة ؛

مكون تقارب يسهل بشكل كبير عزل بروتين الاندماج.

في بريطانيا العظمى ، باستخدام الإشريكية القولونية ، تم تصنيع كلا سلسلتي الأنسولين البشري ، والتي تم دمجها بعد ذلك في جزيء من الهرمون النشط بيولوجيًا. لكي يقوم كائن وحيد الخلية بتجميع جزيئات الأنسولين على ريبوسوماته ، من الضروري تزويده بالبرنامج الضروري ، أي إدخال جين الهرمون إليه.

يتم الحصول كيميائيًا على الجين الذي يبرمج التخليق الحيوي لسلائف الأنسولين أو اثنين من الجينات التي تبرمج بشكل منفصل التخليق الحيوي لسلاسل الأنسولين A و B.

تتمثل الخطوة التالية في إدخال جين طليعة الأنسولين (أو جينات متسلسلة منفصلة) في جينوم الإشريكية القولونية ، وهي سلالة خاصة من الإشريكية القولونية نمت في ظروف معملية. تقوم الهندسة الوراثية بهذه المهمة.

يتم عزل البلازميد من الإشريكية القولونية باستخدام إنزيم التقييد المقابل. يتم إدخال الجين الاصطناعي في البلازميد (عن طريق الاستنساخ باستخدام جزء C نشط وظيفيًا من E. coli β-galactosidase). نتيجة لذلك ، تكتسب الإشريكية القولونية القدرة على تخليق سلسلة بروتين تتكون من الجالاكتوزيداز والأنسولين. يتم شق البولي ببتيدات المركبة كيميائيًا من الإنزيم ، ثم يتم إجراء التنقية. في البكتيريا ، يتم تصنيع حوالي 100000 جزيء أنسولين لكل خلية بكتيرية.

يتم تحديد طبيعة المادة الهرمونية التي تنتجها الإشريكية القولونية من خلال الجين الذي يتم إدخاله في جينوم الكائن أحادي الخلية. إذا تم استنساخ جين طليعة الأنسولين ، تقوم البكتيريا بتركيب سلائف الأنسولين ، والتي يتم معالجتها بعد ذلك باستخدام إنزيمات تقييدية لتقسيم البريتيد وعزل الببتيد C ، مما ينتج عنه الأنسولين النشط بيولوجيًا.

للحصول على الأنسولين البشري المنقى ، يخضع بروتين الاندماج المعزول من الكتلة الحيوية للتحول الكيميائي الإنزيمي والتنقية الكروماتوجرافية المناسبة (أساسي ، اختراق الهلام ، تبادل الأنيون).

في معهد الأكاديمية الروسية للعلوم ، تم الحصول على الأنسولين المؤتلف باستخدام سلالات الإشريكية القولونية المعدلة وراثيًا. من الكتلة الحيوية المزروعة ، يتم عزل السلائف ، وهو بروتين هجين ، معبرًا عنه بنسبة 40 ٪ من إجمالي البروتين الخلوي ، الذي يحتوي على مادة البيروينسولين. يتم تحويله إلى أنسولين في المختبر بنفس التسلسل كما هو الحال في الجسم الحي - يتم شق البولي ببتيد الرائد ، ويتم تحويل البيبرونسولين إلى أنسولين من خلال مراحل تحلل الكبريتيك التأكسدي متبوعًا بإغلاق اختزالي لثلاثة روابط ثنائي كبريتيد وعزل إنزيمي لببتيد سي المرتبط بعد سلسلة من التنقية الكروماتوغرافية ، بما في ذلك التبادل الأيوني ، والهلام ، و HPLC ، يتم الحصول على الأنسولين البشري عالي النقاء والنشاط الطبيعي.

من الممكن استخدام سلالة مع تسلسل نيوكليوتيد يتم إدخاله في بلازميد يعبر عن بروتين اندماج يتكون من proinsulin خطي وجزء بروتين Staphylococcus aureus A مرتبط بنهايته N من خلال بقايا الميثيونين.

توفر زراعة الكتلة الحيوية المشبعة لخلايا السلالة المؤتلفة بداية إنتاج بروتين الاندماج ، والذي يؤدي عزله وتحويله التسلسلي في الأنبوب إلى الأنسولين.

هناك طريقة أخرى ممكنة أيضًا: يتم الحصول على بروتين مؤتلف الاندماج في نظام التعبير البكتيري ، والذي يتكون من proinsulin البشري و "ذيل" متعدد الهيستدين مرتبط به من خلال بقايا الميثيونين. تم عزله باستخدام كروماتوجرافيا مخلبة على أجسام متضمنة Ni-agarose وهضمها ببروميد السيانوجين.

البروتين المعزول هو S-sulfonated. يُظهر رسم الخرائط والتحليل الطيفي الكتلي للبرونسولين الذي تم الحصول عليه ، المنقى بواسطة كروماتوجرافيا التبادل الأيوني على مبادل الأنيون و RP (الطور المعكوس) HPLC (كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء) ، وجود جسور ثاني كبريتيد تتوافق مع جسور ثاني كبريتيد للبرونسولين البشري الأصلي.

في الآونة الأخيرة ، تم إيلاء اهتمام وثيق لتبسيط إجراءات الحصول على الأنسولين المؤتلف بطرق الهندسة الوراثية. على سبيل المثال ، يمكن الحصول على بروتين اندماج يتكون من ببتيد زعيم إنترلوكين 2 متصل بالطرف N من proinsulin من خلال بقايا ليسين. يتم التعبير عن البروتين بكفاءة وتحديد موقعه في أجسام التضمين. بعد العزل ، يتم شق البروتين عن طريق التربسين لإنتاج الأنسولين والببتيد سي.

تمت تنقية الأنسولين الناتج والببتيد C بواسطة RP HPLC. عند إنشاء هياكل الانصهار ، تكون نسبة كتلة البروتين الحامل والبولي ببتيد المستهدف مهمة جدًا. ترتبط الببتيدات C بطريقة من الرأس إلى الذيل باستخدام فواصل الأحماض الأمينية التي تحمل موقع تقييد Sfi I واثنين من بقايا الأرجينين في بداية ونهاية الفاصل لهضم التربسين اللاحق للبروتين. يُظهر HPLC لمنتجات الانقسام أن انقسام الببتيد C هو كمي ، وهذا يسمح باستخدام طريقة الجينات الاصطناعية المتعددة للحصول على polypeptides المستهدفة على نطاق صناعي.

1. التكنولوجيا الحيوية: كتاب مدرسي للمدارس الثانوية / إد. ن. إيجوروفا ، في. Samuilov. - م: المدرسة العليا ، 1987 ، ص 15-25.

2. الأنسولين البشري المعدل وراثيا. تحسين كفاءة الفصل الكروماتوجرافي باستخدام مبدأ ثنائية الوظيفة. / رومانشيكوف أ.ب. ، ياكيموف ، س.أ. ، كلاوشنيشنكو في.إ. ، أروتونيان إيه إم ، فولفسون إيه. // الكيمياء الحيوية العضوية ، 1997 - 23 ، № 2

3. جليك ب. ، باسترناك جيه ، التكنولوجيا الحيوية الجزيئية. المبادئ والتطبيقات. م: مير ، 2002.

4. Egorov NS ، Samuilov VD الأساليب الحديثة لإنشاء سلالات صناعية من الكائنات الحية الدقيقة // التكنولوجيا الحيوية. كتاب. 2. م: المدرسة العليا 1988.208 ص.

5. تثبيت التربسين و carboxypeptidase B على السيليكا المعدلة واستخدامهما في تحويل proinsulin البشري المؤتلف إلى إنسولين. / كودريافتسيفا إن إي ، زيجيس إل إس ، زوبوف ف.ب ، وولفسون إيه آي ، مالتسيف كف ، رومش إل. // علم الأدوية. Zh.، 1995 - 29، No. 1 pp.61 - 64.

6. البيولوجيا الجزيئية. هيكل ووظيفة البروتينات. / Stepanov V.M. // موسكو ، المدرسة العليا ، 1996.

7. أساسيات التكنولوجيا الحيوية الصيدلانية: كتاب مدرسي / T.P. بريشيب ، في. تشوتشالين ، ك. زايكوف ، ل. ميخاليف. - روستوف اون دون: فينيكس. تومسك: دار نشر NTL ، 2006.

8. تركيب شظايا الأنسولين ودراسة خصائصها الفيزيائية والكيميائية والمناعية. / بانين L.E. ، Tuzikov F.V. ، Poteryaeva O.N. ، Maksyutov A.Z. ، Tuzikova NA ، Sabirov A.N. // الكيمياء الحيوية العضوية ، 1997 - 23 ، العدد 12 ص 953 - 960.