2.3. Способи отримання доксорубіцину

Доксорубіцин одержують напівсинтетичним шляхом, з використанням вихідної речовини є дуанорубіцину. Даний антибіотик також продукується мікробним синтезом з використанням актиноміцетів Streptomyces peucetius. Іншими продуцентами доксорубіцину може бути актиноміцет Streptomyces coeruleorubidus. Проте, в промисловому виробництві антибіотика здебільшого використовується культура S. peucetius, що пояснюється її підвищеною біосинтетичною здатністю [9].

2.3.1. Параметри проведення мікробного синтезу доксорубіцину

Вихідними сполуками синтезу доксорубіцину є 7,9,12-декакетиди, що утворюються в результаті конденсації Малон-КоА, метилмалон-КоА і бутаніл-КоА. В утворенні 12-дизоксиакланонової кислоти беруть учась 4 ферменти, 2 з яких належать до кетоацилсинтаз. Під дією оксидоредуктази утворюється акланонова кислота, яка через метиловий ефір, аклавікетон, родоміцин і похідні карміноміцину перетворюється на доксорубицин [14].

Технологічно сучасний процес мікробного синтезу доксорубіцину складається з ряду послідовних етапів (операцій). Головні з них:

підготовка необхідної культури мікроорганізму-продуцента;

підготовка поживного середовища;

вирощування посівного матеріалу;

культивування продуцента в заданих умовах, в ході якого і здійснюється мікробіологічний синтез (ферментація);

фільтрація і відділення біомаси;

виділення і очищення необхідного продукту;

сушіння [14].

При мікробіологічному синтезі, необхідно враховувати та дотримуватися певних факторів та параметрів технологічного процесу. В першу чергу необхідно звертати увагу на значення рН середовища. Оптимальним значенням рН для утворення доксорубіцину є 7,2. Значення температури є другим важливим параметром, який враховують при біосинтезі. Оптимальною температурою для утворення цільового продукту є 30 °С. Не менш важливим фактором при культивування продуцента антибіотика є аерація, оскільки культура S. peucetius є аеробною.

Таким чином, при культивування S. peucetius, з метою одержання максимальної кількості антибіотика доксорубіцину, необхідно дотримуватися всіх вищезазначених умов.

2.3.2. Напівсинтетичний спосіб синтезу доксорубіцину

Доксорубіцин є результатом 14-гідроксилювання дуанорубіцину, безпосереднього попередника в біосинтетичному шляху. Даунорубіцин є більш поширений як натуральний продукт, так як його отримують з ряду різних дикого типу штамів Streptomyces. На противагу цьому, знайдений тільки один дикого типу вид Streptomyces peucetius var. cesius АТСС 27952, який здатен продукувати доксорубіцин. У 1996 році група Строля виявила, виділила і охарактеризовала ген, що кодує фермент, який перетворює даунорубіцину в DXR. [26].

2.4. Використання доксорубіцину та річна потреба

Доксорубіцин застосовується в хіміотерапії майже всіх видів пухлин: гострий лімфобластний і мієлобластний лейкоз; злоякісна лімфома ходжкинського і неходжкинського типу; рак шлунка, рак підшлункової залози; рак сечового міхура; раку молочної залози, легень, сечового міхура, щитовидної залози, яєчників; рак ендометрія, рак шийки матки, рак передміхурової залози, гострий лімфобластний лейкоз, гострий мієлобластний лейкоз, хронічний лімфолейкоз, мієломна хвороба; остеогенна саркома; саркома м'яких тканин; саркоми Юінга; нейробластома; пухлина Вільмса [33].

Згідно даних Інституту раку за 2011 рік в Україні 960 тис. осіб перебувають на обліку в онкологічних установах. І приріст щорічно складає в середньому 0,6%. Отже станом на 2013 рік кількість хворих складає 960000×1,006×1.006 = 971555 осіб.

За тими ж даними склад хворих такий: 1/3 – чоловіки, 2/3 – жінки.

Схема курсу лікування: препарат вводиться пацієнту протягом 4 тижнів по 3 дні в кількості 20-30 мг/м² . За курс необхідно 4×3 = 12 введень. Дозу беремо в середньому 25 мг/м². Підрахувавши 25×12 отримаємо 300 мг/м², тобто за 1 курс хворому необхідно ввести 300 мг/м² препарату.

При лікуванні раку із 189 осіб 67 обирають хірургічний спосіб, 34 – гормонотерапію, 44 – променеву терапію, 44 – од’ювантну хіміотерапію і 28 відмовляються від лікування. Провівши підрахунки робимо висновок, що 44/189 = 23,28 % лікують пухлини за допомогою хіміотерапії і це складає 971555×0,2328 = 226178 осіб.

Для проходження курсу лікування одним хворим треба 300 мг/м² доксорубіцину, а для лікування всіх хворих – 300×226178 = 67853400 мг/м² =67853,4 г/м² тіла препарату.

Враховуючи, що в середньому поверхня тіла чоловіків складає 1,9 м² , а жінок – 1,6 м² , а співвідношення кількості хворих чоловіків до жінок 1:2 отримаємо, що середня площа поверхні тіла пацієнта (1,9+1,6+1,6)/3 = 1,7 м².

Якщо середня поверхня тіла хворого 1,7 м², а пацієнтів всього 226178 і на лікування одного за курс витрачається 300 мг/м² препарату, то для проходження повних курсів лікування всіх осіб необхідно 1,7×226178×300 = 115350780 мг = 115,5 кг доксорубіцину.

Доксорубіцин в Україні випускається лише двома фірмами, а решта постачається в нашу країну закордонними імпортерами. Проект виробництва спрямований на ліквідацію іноземної продукції з українського ринку. Враховуючи кількість продукції, випускаємої вітчизняними виробниками, дане виробництво забезпечить 70% потреби в антибіотику.

Отже потужність виробництва складає 82 кг доксорубіцину за рік.