Головна
Реферати » Реферати по біології » Біотехнологія

Біотехнологія

для профілактики вірусних інфекцій. Вдихання аерозолю інтерферонів дозволяє попередити розвиток гострих респіраторних захворювань. Кілька курйозної проблемою є те що інтерферони, зокрема?-інтерферони, Самі можуть викликати у пацієнтів простудні симптоми (нежить, підвищення температури і т.д.). Проблема побічної дії стоїть особливо гостро при тривалому терапевтичному застосуванні інтерферонів, необхідному для лікування злоякісних пухлин.
Інтерферони надають лікувальну дію на організм хворих раком грудей, шкіри, гортані, легенів, мозку, розсіяною миеломе і саркоме Капоці - два останніх захворювання характерні для осіб, які страждають набутими імунодефіцитами (см. Нижче). Інтерферони корисні також при лікуванні розсіяного склерозу.
Методи генетичної інженерії дозволяють отримувати модифіковані
Інтерферони. Антивірусна активність інтерферонів варіює при амінокислотних заміни (J. Werenne, 1983). Американська компанія Cetus
Corporation виробляє?-интер-Ферон, в амінокислотноїпослідовності якого цистеїн в положенні 17 заміщений на серії. Це призводить до підвищення терапевтичної активності препарату, так як запобігає спостережуване in vitro формування неактивного димера?-интер-Ферона за рахунок дисульфідних зв'язків між залишками цистеїну в положенні 17. Певні надії покладають на модифікацію інтерферонів шляхом отримання гібридних молекул (Є.
Д. Свердлов, 1984).
Інтерлейкіни-порівняно короткі (близько 150 амінокислотних залишків) поліпептиди, що беруть участь в організації імунної відповіді. Інтерлейкін-1, що утворюється певною групою лейкоцитів крові - макрофагами, у відповідь на введення антигену стимулює розмноження (проліферацію) Т-хелперів
(субпопуляції Т-лімфоцитів), які продукують, в свою чергу, інтерлейкін-2 .
Останній викликає проліферацію різних субпопуляцій Т-лімфоцитів - Т-кілерів, Т-хелперів, Т-супресорів, а також В-лімфоцитів, продуцентів антитіл. Під впливом інтерлейкіну-2 з Т-лімфоцитів вивільняються регуляторні білки - лімфокіни, що активують ланки імунної системи; синтезуються також Інтерферони.
Інтерлейкіни, основні лікувальні засоби при імунних розладах, отримують шляхом клонування відповідних генів у Є. coll або культивування лімфоцитів in vitro. Англійська компанія Celltech Ltd і японська Sakyo Company пропонують синтезований геноінженерний бактеріями Інтерліт-кін-1 поряд з іншим тюліпептідним агентом-Фактори некрозу пухлин - для лікування ряду пухлинних захворювань (В. Sikyta el al., 1986).
Отримувані біотехнологічним шляхом фактори згортання крові, особливо фактор VIII (за допомогою культивованих клітин ссавців) і фактор IX (за допомогою генноінженер-ного штаму Е. coli), необхідні для терапії форм гемофілії спадкової хвороби, при якої кров втрачає здатність згортатися. До числа цінних з клінічної точки зору факторів, отриманих в біореакторах з культурами тварин клітин, слід віднести фактор росту В-лімфоцитів, фактор активації макрофагів, Т-замісний фактор, активатор тканинного плазміногену.

Моноклокальние антитіла і ДНК-або РНК-проби.

Моноклональні антитіла - продукти В-гібридомних клітин - використовують для діагностики різних захворювань. Володіючи високою специфічністю дії, вони забезпечують ідентифікацію не тільки виду збудника, але і його серотипу. За допомогою моноклональних антитіл можна тестувати різні гормони, метаболіти, білкові чинники. Найбільш швидкий метод індикації заснований на застосуванні антитіл, іммобілізованих на мембранних електродах - аналогах ферментних біосенсорів. Вони дозволяють діагностувати вагітність, виявляти схильність до діабету, ревматоїдного артриту
(J. Col-lins et al., 1986), ідентифікувати спадкові захворювання, що супроводжуються втратою тих чи інших ферментів та інших білкових компонентів. Моноклональні антитіла широко використовують для діагностики раку та визначення його форм.
Труднощі пов'язані з тим, що специфічних «ракових» антигенів, мабуть, не буває, і характерні для злокачественно переродилася клітини детермінанти можуть бути з деякою, нехай невеликий, ймовірністю виявлені і в здорових клітинах. Перспективна діагностика раку за допомогою моноклональ-них антитіл до вироблюваним злоякісною пухлиною особливим гормонам, аутокрінним, провідним до самостимуляції зростання ракових клітин.
Моноклональні антитіла мають не тільки діагностичне, але і лікувальне значення. При аутоімунних захворюваннях, коли імунні клітини «ополчаются» проти власних органів і тканин, моноклональні антитіла відповідної специфічності можуть пов'язувати антитіла, завдають шкоди організму хворого. Для лікування раку пропонують використовувати моноклональні антитіла, кон'юговані з токсичними для ракових клітин сполуками.
Моноклональні антитіла доставляють отрута точно за адресою, уникаючи поразки здорових клітин. Тому моноклональні антитіла можна приєднувати дуже сильні токсини, наприклад рицин - отрута з рицини, однієї молекули якого достатньо для ураження однієї клітини. У сучасній фармацевтичної промисловості моноклональні антитіла використовують для очистки лікарських препаратів.
Діагностичне значення мають короткі фрагменти ДНК і РНК, що несуть радіоактивну чи іншу позначку, так звані ДНК / РНК-проби. З їх допомогою можна встановити наявність в організмі певних типів нуклеїнових кислот, відповідних хвороботворним агентам, злоякісним пухлинам, а також перевірити геном пацієнта на наявність у нього тих чи інших генетичних аномалій. Метод заснований на комплементарном взаємодії проб з ділянками
ДНК або РНК, виділеними з досліджуваних клітин і фіксованими на носії. Взаємодії нуклеотидних ланцюжків проби з ДНК (РНК) з зразка реєструють по радіоактивної мітці чи іншим способом.
Моноклональні антитіла і ДНК / РНК-проби використовують для діагностики хвороб тварин і рослин. Зокрема, за допомогою цих проб проводять індикацію зараженості картоплі вірусом. Діагностичні засоби з арсеналу біотехнологів пропонують застосовувати для швидкого визначення статі у курчат.

Рекомбінантні вакцини та вакцини-антигени.

Вакцинація - один з основних способів боротьби з інфекційними захворюваннями. Шляхом поголовної вакцинації ліквідована натуральна віспа, різко обмежена поширення сказу, поліомієліту, жовтої лихоманки.
На порядку денному - виготовлення вакцин проти грипу, гепатитів, герпесів, свинки, кору, гострих респіраторних захворювань. Велике економічне значення має розробка вакцин проти хвороб сільськогосподарських тварин - ящуру, африканської хвороби коней, овечої бо-лезни «синього язика» , трипаносомозов і ін. Традиційні вакцинні препарати виготовляють на основі ослаблених, інактивує-ванних або дезінтегрованих збудників хвороб.
Сучасні біотехнологічні розробки передбачають створення рекомбінантних вакцин і вакцин-антигенів. Вакцини обох типів засновані на генноинженерном підході.
Для отримання рекомбінантних вакцин зазвичай використовують добре відомий вірус коров'ячої віспи (осповакцини). У його ДНК вбудовують чужорідні гени, що кодують імуногенні білки різних збудників (гемаглютинін вірусу грипу, глікопротеїн D вірусу герпесу, поверхневий антиген вірусу гепатиту В, антиген малярійного плазмодія). Виходять вакцини проти відповідних інфекцій, добре зарекомендували себе в дослідах на тваринах. До їх достоїнств відноситься можливість створення полівалентних вакцинних препаратів на основі об'єднання ділянок ДНК різних патогенів
«під егідою» ДНК вірусу осповакцини. Відкривається можливість одномоментної комплексної імунізації, скажімо, великої рогатої худоби проти всіх небезпечних інфекцій даної місцевості.
Вакцини-антигени отримують, клонуючи гени збудника хвороби в Е. colt, дріжджах, клітинах комах і ссавців. Клонований ген поверхневого антигену HBS-вірусу гепатиту В (сироваткового гепатиту), ген білка оболонки
УРЬвіруса ящура. Вірус ящуру існує у вигляді багатьох серотипів, методом білкової інженерії вдалося скомбінувати імуногенні компоненти різних серотипів в рамках однієї вакцини-антигена.
Вакцини-антигени високостабільного при зберіганні та перевезенні, порівняно прості у виготовленні (в тому числі і при великомасштабному виробництві), містять мінімальну кількість білка і тому малонебезпечні як алергени.
Вони гарантовані від залишкової інфекційності - здатності викликати інфекційну хворобу замість того, щоб охороняти від неї. Проблемою є низька імуногенність вакцин-антигенів. Однією з причин може бути те, що вакцина не включає всіх компонентів збудника, необхідних для створення імунітету до нього. Так, вірус, покидаючи клітку, часто «одягається» її мембраною. Компоненти цієї мембрани, відсутні в генноинженерном білці, можуть володіти иммуноген-ними властивостями. До підвищення імуногенності вакцин-антигенів веде додавання адьювантов, іммобілізація вакцин на носіях або їх включення в ліпосоми.

Ферменти медичного призначення.

Многообразно застосування ферментних препаратів в медицині. Їх використовують для розчинення тромбів, лікування спадкових захворювань (замість відсутніх ендогенних ферментів), видалення не-життєздатних, денатурованих структур, клітинних і тканинних фрагментів, звільнення організму від токсичних речовин
(Н. Ф. Казанська та ін., 1984). Яскравий приклад-порятунок життя хворих з тромбозом кінцівок, легких, коронарних судин серця за допомогою громболітіческі.х ферментів
(стрсптокінази, урокінази). В СРСР такі препарати створені в иммобилизованной формі під керівництвом Є. І. Чазова і І. В.
Березина. Ген урокннази клонований в бактеріях (S. Prentis, 1984). У сучасній медицині протеази застосовуються для очищення вогнищ гнойно-некротичних процесів від патологічних продуктів, а також для лікування опіків Лікування раку пов'язано з використанням L-аспарагінази, кото раю позбавляє ракові клітини ресурсів необхідного для їх раз витія аспарагина, що надходить з потоком крові. Здорові клітини на відміну від ракових (деяких типів) здатні до самостійного синтезу аспарагіну.
Відомо близько 200 спадкових захворювань, обуслов лених дефіцитом будь-якого ферменту чи іншого білкового фактора. В даний час роблять спроби лікування цих захворювань із застосуванням ферментів. Так, намагаються лікувати хворобу Готі, при якій організм не здатний розщеплювати, глюкоцереброзідов (S. Prentis, 1984).
В останні роки все більше уваги приділяють ингибиторам ферментів. Інгібітори протеаз, одержувані з актино міцетов
(лейпептин, антіпаін, хімостатін і ін.) І генноинже нерного штамів Е. coil (Еглін) і дріжджів (?-1 Антитрипсин) виявляються корисними при септичних процесах, інфаркті міокарда, емфіземі легенів, панкреатиті. Зменшення концентрації глюкози в крові хворих на діабет може бути досягнуто при викорис зовании інгібіторів кишкових інвертазу і амилаз, що відповідають за перетворення крохмалю і сахарози в глюкозу. Особливим завданням є пошук інгібіторів ферментів, за допомогою яких патогенні мікроорганізми руйнують антибіотики, запроваджувані в організм хворого.
Такі основні напрямки біотехнологічних розробок у галузі медицини. Без перебільшення можна сказати що центральне додаток новітніх біотехнологічних підходів - медицина. Однією з проблем, пов'язаних з білками медичного призначення, є наявність у них побічних ефектів. Наприклад, алергічні реакції виникають як проти генноїнженерних білків, так і проти моноклональних антитіл, навіть якщо їх отримують на основі людських гібридом. Ця проблема не нова для медицини і не є нездоланною.

4. Біотехнологія і харчова промисловість

Мікроорганізми, культури рослинних клітин можуть дати

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8