книги / Биотехнология лекарственных препаратов и GMP

в) «Бификол сухой»; г) «Бифилиз сухой»;

д) «Колибактерин сухой»; е) «Линекс»; ж) «Нормофлор»;

з) «Нутролин В»; и) «Пробифор»; к) «Хилак-форте».

1.Выделите среди перечисленных препараты, содержащие лактобактерии.

2.Выделите среди перечисленных препараты, содержащие бифидобактерии.

3.Выделите среди перечисленных препаратов те, которые содержат кишечную палочку.

Ферменты

Задание 1. Технология протеолиза

Ферменты – белковые молекулы, выполняющие в живой клетке функции биокатализаторов. Знания о строении и функционировании ферментов необходимы для изучения обмена веществ и его регуляции, для понимания патогенеза заболеваний, связанных с нарушением функционирования ферментов, и основ лекарственной терапии.

1.Охарактеризуйте основные свойства ферментов: специфичность, термолабильность, зависимость активности от pH среды и др.

2.Смоделируйте процесс протеолиза в промышленных условиях, выбрав любое сырье и подходящий фермент и указав оборудование, условия гидролиза (температура, продолжительность, рН). Предложите методы очистки и контроля полученного гидролизата. Какие параметры будут определять качество гидролизата? Может ли на качество конечного продукта повлиять форма выбранного фермената (иммобилизованный или неиммобилизованный)?

Задание 2. Классификация ферментов

По типу катализируемой реакции все ферменты делят на шесть классов. Перечислите представителей всех классов с указанием ката-

21

лизируемых ими реакций и приведите примеры таких реакций. Для выполнения задания заполните табл. 6. В таблицу необходимо внести представителей подклассов ферментов в количестве не меньше, чем указано в первом столбце (больше можно, поскольку только в первом классе насчитывают 17 подклассов).

			Таблица 6
		Классификация и характеристика ферментов
	Номер	Наименование	Тип катализируемой	Пример
	подкласса	подкласса фермента	реакции
		Класс І (оксидоредуктазы)
	1
	2
	3
		Класс ІІ (трансферазы)
	1
	2
	3
	4
		Класс ІІІ (гидролазы)
	1
	2
	3
	4
		Класс IV (лиазы)
	1
	2
		Класс V (изомеразы)
	1
	2
		Класс VI (лигазы)
	1
	2

Задание 3. Применение ферментов в медицине и фармации

Перечислите возможные области использования ферментов. Охарактеризуйте перспективность их применения в зависимости от области. В каждом пункте подчеркните возможности иммобилизован-

22

ных ферментов. Для выполнения задания заполните табл. 7. Особое внимание уделите описанию использования ферментов в данной области. Предложите другие области использования ферментов.

		Таблица 7
	Области использования ферментов
№	Область применения		Описание
			применения
п/п
			ферментов
1	Использование ферментов как лекарственных препаратов
2	Использование ферментов в клинико-диагностических
	лабораториях
3	Использование ферментов в качестве аналитических
	реактивов

Тема 6. Производство лекарственных препаратов на основе рекомбинантных ДНК

Вопросы к семинару:

1.Опишите технологические схемы получения природного интерферона (ИФН), генно-инженерных ИФН.

2.Дайте сравнительную характеристику природного и генноинженерных ИФН.

3.Перечислите лекарственные формы ИФН.

4.Опишите особенности контроля качества генно-инженерного препарата, основные показатели его качества.

5.Укажите правила безопасности в работе с рекомбинантными препаратами.

6.Опишите спектр биотехнологического производства рекомбинантных препаратов.

7.Какие требования предъявляются к микроорганизмам в производстве рекомбинантных препаратов?

8.Приведите схему получения противоопухолевых антибиотиков, механизм их действия.

23

Генная инженерия

Задание 1. Общая генная инженерия

Важной составляющей биотехнологии лекарственных препаратов является генетическая инженерия. Используя принципы генной инженерии, можно заставить клетки бактерий, дрожжей и млекопитающих синтезироватьразличныелекарственныевещества:белки,ферменты,гормоны.

Перечислите современные лекарственные препараты, содержащие

всвоем составе рекомбинантные белковые вещества (альфа-интерферон, инсулин, различные ферменты, вакцины). Опишите способ получения одного из них по следующему плану:

1.Приведите информацию о природном продуценте и способе выделения молекул – носителей генетической информации, ответственных за синтез активного вещества.

2.Охарактеризуйте используемый вектор, ферменты и метод получения рекомбинантной ДНК.

3.Объясните, по каким параметрам выбирают потенциальный продуцент рекомбинантных веществ белкового происхождения и условия внедрения в его генетический аппарат рекомбинантной ДНК.

4.Перечислите положительные аспекты описанного Вами генноинженерного препарата относительно его природного аналога (исходное сырье, выход продукта, специфическая безопасность и т.д.).

Задание 2. Генная инженерия (инсулин)

Вкачестве продуцента рекомбинантного человеческого инсулина используют дрожжи Saccharomyces cerevisiae, обладающие рядом преимуществ перед другими микроорганизмами для крупномасштабного производства.

1.Нуклеиновая кислота какого типа применяется для переноса

вгеном дрожжей при производстве рекомбинантного инсулина? Укажите источник ее получения.

2.Селекцию трансформированных сахаромицетов при производстве рекомбинантного инсулина проводят на питательной среде, не содержащей аминокислоты лейцин. Почему?

3.Опишите процесс культивирования продуцента дрожжей Saccharomyces cerevisiae при производстве рекомбинантного инсулина.

24

4. Опишите методы очистки предшественника инсулина от культуральной жидкости. Каким образом молекулу проинсулина превращают в инсулин? Назовите используемый биообъект, реакцию и условия ее протекания.

Особенности технологии интерферона

Задание 1. Человеческий лейкоцитарный интерферон

Известно, что клетки организма человека способны продуцировать белковые факторы защиты в ответ на вторжение вируса. Такими веществами являются интерфероны. Опишите технологию получения человеческого лейкоцитарного интерферона (ЧЛИ) в промышленных условиях по схеме:

1.Исходное сырье и требования к нему.

2.Способ выделения чистых лейкоцитов.

3.Подготовка и культивирование вируса-индуктора.

4.Прайминг лейкоцитов.

5.Стадия биосинтеза интерферона зараженными вирусом лейкоцитами (условия, продолжительность).

6.Инактивация вируса в культуральной жидкости.

7.Выделениеиочисткачеловеческоголейкоцитарногоинтерферона. Чем может быть обусловлена потенциальная вирусная нагрузка

полуфабриката интерферона на всех технологических стадиях? Назовите условия технологии ЧЛИ, которые обеспечивают вирусную безопасность конечного продукта. По каким критериям оценивают качество готового препарата ЧЛИ? Подробно опишите способ оценки специфической активности ЧЛИ.

Задание 2. Рекомбинантный альфа-интерферон

1.Опишите технологию получения рекомбинантного альфаинтерферона по плану, приведенному в задании «Общая генная инженерия», и ее преимущества по сравнению с традиционным способом.

2.С какими трудностями, по Вашему мнению, сталкивается технология человеческого лейкоцитарного интерферона? Обоснуйте свой ответ. Присутствуют ли эти трудности в технологии рекомбинантного альфа-интерферона?

25

3. Сравните эффективность препаратов, полученных традиционным и генно-инженерным способами. Заполните табл. 8.

Таблица 8 Сравнительная характеристика различных видов интерферонов

	№	Параметры сравнения	Природный	Рекомбинантный
	п/п		ИФН	ИФН
	1	Продуцирующие клетки
	2	Основные технологические операции
	3	Специфическая активность
	4	Клиническое использование
	5	Преимущества и недостатки процесса
		производства
	6	Преимущества и недостатки готового
		продукта

Биотехнология современных вакцин

Задание 1. Вакцины

Вакцины – это медицинские препараты, предназначенные для создания искусственного иммунитета к инфекционным заболеваниям, в состав которых входят антигенные структуры, выделенные различными методами. Предложите более полный вариант интерпретации термина «вакцины».

1. Дайте современную классификацию вакцин, перечислите способы их получения и заболевания, для профилактики которых они предназначены (табл. 9).

					Таблица 9
			Классификация вакцин
				Кратность	Название
	№	Вид вакцины	Антигенная	введения, стойкость	вакцины,
	п/п		структура	иммунитета,	профилактика
				реактогенность	заболеваний
	1	Живые
	2	Инактивированные
	3	Анатоксины

26

Окончание табл. 9

	№		Антигенная	Кратность	Название
		Вид вакцины		введения, стойкость	вакцины,
	п/п		структура	иммунитета,	профилактика
				реактогенность	заболеваний
	4	Химические
	5	Конъюгированные

6С искусственными адъювантами

7 Рекомбинантные

8Комбинированные

2.Как отдельный класс рассмотрите комбинированные вакцины. Опишите принцип формирования антигенного состава и особенности комбинированных вакцин.

Задание 2. Вакцина идеальная

Перечислите требования к идеальным вакцинам и соотнесите их со свойствами перечисленных в табл. 9. Сделайте вывод, какой вид вакцин в наибольшей степени соответствует характеристикам идеальной. Заполните табл. 10, расставьте плюсы и минусы при соответствующих совпадениях.

Таблица 10

Признаки идеальной вакцины и соответствие им существующих видов вакцин

Вид вакцины		Признаки идеальной вакцины
Живые
Инактивированные
Анатоксины
Химические
Конъюгированные
Сискуственнымиадъювантами
Рекомбинантные
Комбинированные

Задание 3. Генная инженерия (вакцины)

Известно, что одной из представителей генно-инженерных вакцин является вакцина против гепатита В.

27

1.Оцените эффективность такой вакцины в плане формирования иммунитета, учитывая трехкратное введение.

2.Возможно ли создание живой или инактивированной вакцины против гепатита В? С чем это связано?

3.Опишите основные технологические стадии создания рекомбинантной вакцины против гепатита В.

Тема 7. Биотехнологические аспекты получения препаратов из крови человека

Вопросы к семинару:

1.Перечислите документы, регламентирующие производство препаратов из крови человека.

2.Сравните производство препаратов крови в России и США.

Вчем сходство и различие?

3.Какой объем препаратов крови выпускают в России? Назовите крупных производителей и номенклатуру выпускаемых препаратов.

4.Назовите показания к применению препаратов из крови человека.

5.На какие группы делят препараты крови (по О.К. Гаврилову)?

6.Какие инновации были внедрены в производство препаратов крови в России и мире за последние пятнадцать лет?

Задание 1. Кровь. Вирусная безопасность крови человека

Известно, что из крови человека получают ряд препаратов для лечения и профилактики заболеваний, а также используют ее компоненты для переливания.

1.Какие требования предъявляют к крови человека как к сырью для производства медицинских иммунобиологических препаратов?

2.Каким образом обеспечивают вирусную безопасность человеческой крови и ее компонентов?

3.Дайте определение понятия «серологическое окно».

4.Какие компоненты крови можно замораживать? В каких случаях это необходимо?

5.Опишите технологию получения человеческого лейкоцитарного интерферона. За счет чего обеспечивается вирусная безопасность конечного продукта в данном случае?

28

Задание 2. Иммуноглобулины

Иммунная система совместно с нервной, эндокринной, сердечнососудистой и другими системами обеспечивает постоянство внутренней среды организма, или гомеостаз.

1.Что такое активирующие агенты иммунной системы?

2.Какие компоненты иммунной системы Вы знаете?

3.К какому из компонентов иммунной системы относятся иммуноглобулины?

4.Какие клетки в организме вырабатывают иммуноглобулины?

5.Опишите классы иммуноглобулинов.

Задание 3. Критерии качества препаратов иммуноглобулина

Получение иммуноглобулинов в промышленных условиях производят из плазмы крови человека. Опишите все стадии получения иммуноглобулина G спиртовым осаждением при низких температурах, разделив процесс на три составных части: подготовительная стадия, собственно биотехнологическая стадия, постбиотехнологическая стадия.

1.Чем отличаются технологии получения иммуноглобулинов направленного действия от технологии получения нормального иммуноглобулина?

2.Какие требования предъявляют к исходному сырью – плазме крови человека?

3.Дайте краткую характеристику каждого из проверяемых параметров качества препарата иммуноглобулина G. Приведите принципы методов контроля, укажите аппаратуру. Заполните табл. 11.

Таблица 11

Показатели качества препаратов иммуноглобулина и методы их идентификации

	№	Показатель	Значение	Метод
	п/п			идентификации
	1	Подлинность
	2	Растворимость
	3	Прозрачность
	4	Цветность
	5	Отсутствие механических включений

29

			Окончание табл. 11
	№	Показатель	Значение	Метод
	п/п			идентификации
	6	рН
	7	Потеря в массе при высушивании
	8	Белок
	9	Электрофоретическая однородность
	10	Молекулярные параметры
	11	Фракционный состав
	12	Термостабильность
	13	Стерильность
	14	Пирогенность или бактериальные
		эндотоксины
	15	Токсичность
	16	Специфическая активность
	17	Специфическая безопасность

Задание 4. Технология иммуноглобулинов и альбумина

Иммуноглобулины и альбумин – это белки, растворенные в плазме крови человека. Известно, что технологии промышленного получения иммуноглобулинов и альбумина имеют общие первые две стадии обработки плазмы.

На данный момент получают несколько видов иммуноглобулинов: противостолбнячный, антистафилококковый, противоэнцефалитный, против гепатита В, нормальный и т.д.

1.Опишите метод получения донорской плазмы для производства иммуноглобулинов направленного действия.

2.Каким образом контролируют качество и вирусную безопасность плазмы крови доноров?

3.Опишите все этапы контроля от момента забора плазмы до ее использования на производстве иммуноглобулинов и альбумина.

4.Опишите технологию получения препарата альбумина из плазмы крови человека, начиная с самой первой стадии – загрузки пула плазмы. Заполните табл. 12.

5.Опишите процесс контроля качества и вирусной безопасности препарата альбумина.

30