Совершенствование технологии производства эритропоэтина

Гормоны – биологически активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции. Поступая в кровь, они регулируют практически все виды обмена и функции большинства органов и тканей. К железам внутренней секреции относятся: щитовидная, паращитовидная, поджелудочная железы, надпочечники, гипофиз, половые железы. Нарушение их функции как в сторону уменьшения выработки гормона, так и увеличения приводит к развитию заболеваний, требующих терапии гормонами, гормональными препаратами либо антигормональными средствами.

Получают гормоны и гормональные препараты либо из соответствующих эндокринных желез животных, либо путем химического синтеза.

Одним из самых перспективных для использования при долготекущих заболеваниях гормоном является эритропоэтин. Данный гормон участвует в процессе кроветворения, поэтому целесообразно его применение больным, страдающих различными формами анемий, а также при увеличении количества крови перед различными операциями.

Эритропоэтин (ЭПО, гемопоэтин) – гормон, продуцируемый интерстициальными клетками почек и регулирующий эритропоэз у млекопитающих. По химическому строению является гликопротеином. Филогенетически ЭПО относится к семейству цитокинов.

В настоящее время эритропоэтин получают биотехнологическим методом путѐм синтеза клеток тканей животных, инициированных плазмидой, содержащей ген человеческого эритропоэтина, то есть рекомбинантные препараты эритропоэтина.

Известен способ получения инъекционной формы рчЭПО. Способ состоит в том, что осуществляют получение геномного ДНК клона эритропоэтина человека гибридацией с зондами и его выделение, конструирование рекомбинантных плазмидных ДНК, кодирующих ЭПО 732 человека, с последующей трансформацией полученными ДНК штаммов клеток млекопитающих (например, cos I), выделением и очисткой целевого продукта.

В 2014 году был создан способ получения нанокапсулированной формы рекомбинантного человеческого эритропоэтина.

Основными достоинствами этого способа является нанокапсулированная форма и чистота получаемого препарата. Размеры нанокапсул обычно не превышают 100 нм, которые обладают высокой проникающей способностью и могут проходить даже в такие «закрытые» зоны организма, как головной мозг. Малый размер делает их невидимыми для клеток иммунной системы, что позволяет нанокапсулам длительное время циркулировать в кровотоке. Использование нанокапсул исключает наработку аутоантител организмом, что повышает безопасность использования лекарственных препаратов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения субстанции рекомбинантного эритропоэтина человека, включающем культивирование в роллерных флаконах штамма клеток яичника китайского хомячка, трансформированного предварительным введением плазмиды, содержащей ген человеческого эритропоэтина, последовательно в ростовой и в накопительной питательных средах с последующим выделением целевого продукта последовательно методами микрофильтрации и ультрафильтрации.

Указанный технический результат достигается также нанокапсулированной формой рекомбинантного эритропоэтина человека, включающей полиэлектролит, в качестве которого выбран альгинат натрия, стабилизатор – сахарозу, отвердитель – желатозу, жидкую субстанцию рекомбинантного эритропоэтина человека (ЭПО) и мочевину.

На основании выбранного способа получения рекомбинантного препарата человеческого эритропоэтина была разработана технологическая схема производства. Технологическая схема включает вспомогательные стадии: получение ростового и накопительного питательного субстратов; получение штамма клеток СНОрЕ; подготовка стерильного воздуха, помещения и оборудования; приготовления растворов и смесей. Основной технологический процесс состоит из двух стадий: получение жидкой субстанции рчЭПО и получение нанокапсулированной формы.

Проведенные расчеты продуктового баланса производства эритропоэтина при культивировании клеток СНОрЕ на ростовом и накопительном субстратах позволили определить выход целевого продукта, который составил 11,4 кг с активностью 500МЕ.

Создание рекомбинантного препарата человеческого эритропоэтина в нанокапсулированной форме открывает новые возможности для использования данного гормона, а также упрощает процессы его очистки от сопутствующих при культивировании веществ и повышает степень его чистоты.