2. Иммунологический анализ

Разработка метода радиоиммунологического анализа (РИА) оказало глубочайшее влияние на многие области клинической медицины и науку вообще. Он позволяет определить очень небольшие количества вещества путем вытеснения меченного радиоактивным изотопом антигена при добавлении все возрастающего количества немеченного испытуемого или стандартного антигена. Особенно ярко достоинства метода проявились в эндокринологии, так как концентрация гормонов обычно невелика, а определение их при помощи биологических методов анализа – долгая, а иногда неосуществимая процедура. Анализируемые вещества бывают нестабильны даже вне условий анализа, а при анализе их нередко приходится концентрировать, кроме того, они содержат примеси, которые могут обладать биологической активностью, сходной с таковой у изучаемого гормона. Так, инсулиноподобные факторы роста, соматомедины, можно определять биологическими методами, но они не активируются антисыворотками против инсулина.

Диагностика злокачественных новообразований. Известны несколько специфических опухолевых маркеров, которые с успехом используются в диагностике, прогнозировании и выявлении распространения опухолей. Некоторые из них обнаруживаются в крови, а другие находят в препаратах опухолей. Так, α-фетопротеин является главным белком сыворотки плода, его содержание уменьшается в течение первого года жизни. Определяя содержание α-фетопротеина в плазме при помощи метода РИА, удалось установить, что оно повышается у многих больных с гепатомой (рак печени) и при раке семенников (тератоме).

Были выделены гомогенные антитела к клеткам злокачественной меланомы человека (рак кожи), которые не давали перекрестной реакции с нормальными клетками кожи.

Введение радиоактивных и флуоресцентных меток в опухолеспецифичные антитела облегчает выявление метастазов и оценку первичных реакций опухолей в ходе лечения.

Развитию новых способов лечения может способствовать направленное введение лекарственных препаратов, присоединенных к антителам против данных опухолей.

3. Производство и применение гормонов

Примером использования клеток с измененным геномом для производства лекарственных препаратов может быть синтез интерферона культивируемыми клетками лимфобластомы и вирусных антигенов для выработки вакцин при выращивании клеточных культур на инертных микроносителях.

Микроорганизмы используются и на отдельных стадиях синтеза лекарственных веществ, который ранее осуществлялся путем многоступенчатых и дорогостоящих химических реакций. Так, один из штаммов хлебной плесени, Rhizopus arrhizus, на начальном этапе синтеза производного стероида, кортизона, может гидроксилировать прогестерон.

Применяемые методы биоконверсии наряду с традиционными химическими превращениями позволили получить многие стероиды более простыми и дешевыми способами. Именно благодаря этому такие стероиды, как дексаметазон, тестостерон, эстрадиол могут сегодня широко применяться в клинике.

Инсулин

1-2% населения Европы страдает диабетом, и около 20% этих больных не могут существовать без иньекций инсулина. Со времени проведения первых опытов по использованию инсулина для лечения диабета в 1922 г. этот гормон выделяли из поджелудочной железы животных (коров и свиней). Инсулин животных немного отличается по аминокислотной последовательности от инсулина человека. Особенно близки инсулины человека и свиньи: у инсулина свиньи С-концевой треонин В-цепи заменен на аланин. Инсулины коровы и человека отличаются по трем аминокислотным остаткам. Именно этими различиями определялась повышенная иммуногенная активность инсулина коровы по сравнению с инсулином свиньи.

Почти у всех больных, которых лечили введением инсулина коровы, в крови появлялись антитела к инсулину. Антигенные свойства инсулина частично определялись и примесями в его препаратах. Скорее всего, именно образованием антител к инсулину объяснялись некоторые незначительные побочные эффекты при иньекциях инсулина коровы, например атрофия подкожной жировой прослойки в месте повторного введения. В случае высокоочищенного инсулина эти эффекты отсутствовали.

Впоследствии благодаря генной инженерии и с помощью E. сoli был получен человеческий инсулин.

Инсулин человека, полученный с помощью E. сoli, оказался первым “генно-инженерным” белком, испытанным на людях. В опытах со здоровыми добровольцами было установлено, что он безопасен (не вызывает аллергических и других нежелательных реакций) и обладает способностью снижать уровень глюкозы в крови при введении под кожу или внутривенно.

В настоящее время такой инсулин человека получают множество диабетиков во всем мире. Этому предшествовали клинические испытания, в ходе которых изучались изменения метаболизма и иммунологические эффекты.