ГЕЛИОФАРМ

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ
Heliopharm Scientific Research Biotechnology 

 

Новости компании

Разработки компании "Гелиофарм" в области получения гормона роста.

  Разработки компании "Гелиофарм" в области получения гормона роста.

Компания "Гелиофарм", является признанным лидером в области изучения воздействия ДНК-рекомбинантных препаратов соматотропного гормона на организм человека, применительно к областям спортивной медицины, герантологии и косметологии. Химического синтеза, как сLife_Sciences_XSmall2амого Гормона Роста человека, так и получения различных его форм.  Коллектив научно исследовательского центра компании, постоянно проводит исследования в области разработки новых препаратов Гормона Роста и ростовых факторов полипептидной природы, не только для медицинского применения, но, в первую очередь, для применения в инновационных областях, направленного на улучшения качества жизни человека.

Для понимания того, зачем необходимы исследования и разработки нашей компании, давайте рассмотрим процессс получения Гормона Роста человека в биотехнологии.

Раньше гормоны получали из органов и тканей животных и человека (крови доноров, удаленных при операциях органов, трупного материала). Требовалось много материала для получе­ния небольшого количества продукта. Так, человеческий гормон роста (соматотропин) получали из гипофиза человека, каждый гипофиз содержит его не более 4 мг. В то же время для лечения одного ребенка, страдающего карликовостью, требуется около 7 мг соматотропина в неделю; курс лечения должен продолжать­ся несколько лет. С применением генноинже-нерного штамма Е. coliв настоящее время получают до 100 мг гормона роста на 1 л среды культивирования. Открываются пер­спективы борьбы не только с карликовостью, но и с низкорослостью — более слабой степенью дефицита соматотропина. Сома­тотропин способствует заживлению ран и ожогов, наряду с кальцитонином (гормоном щитовидной железы) регулирует обмен Са2+ в костной ткани.

Гормон роста или соматотропин принадлежит к семейству гипофизарных белковых гормонов. Этот регуляторный белок, имеющий молекулярную массу около 22000 дальтон, выполняет в организме важную функцию стимулятора соматического роста.

Впервые гормон был выделен и очищен  в 1963 году из гипофиза, полученного из трупного материала. Гормон видеоспецифичен и является единственным средством лечения детей, страдающих от его недостатка.

Действие соматотропного гормона на костный рост опосредовано через соматомедины - инсулиноподобные и ростовые факторы полипептидной природы. Главным источником соматомединов в циркуляции является печень, где их синтез стимулируется соматотропным гормоном. В регуляции гепатической продукции соматомединов участвуют и другие гормоны - инсулин, пролактин, тиреоидные гормоны. Помимо печени, соматомедины синтезируются в других клетках и тканях, в частности в хрящевой ткани, где они могут действовать локально.

Химический синтез гормона сложен и дорог. Именно поэтому соматотропин оказался одним из первых продуктов, полученных методами генной инженерии. Фирмой Genentech Inc.(CШA) был сконструирован "квазисинтетический" ген соматотропина, построенный из синтетического фрагмента ДНК, кодирующего 23 аминокислоты N-концевой части гормона и фрагмента к ДНК, несущего информацию об остальной части молекулы соматотропина. Введение его в плазмиду, содержащую бактериальный промотор (регуляторный элемент, контролирующий транскрипцию гена) и сигнал инициации трансляции, обеспечивало эффективную экспрессию гена и приводило к синтезу гормона роста.

Соматотропины разной видовой принадлежности, обладая различиями в химической структуре, иногда довольно значительными, тем не менее проявляют четкую структурную гомологию. Все изученные соматотропины млекопитающих, в том числе человека, построены из одной полипептидной цепи, состоящей из 191 аминокислотного остатка. Они содержат по одному остатку триптофана и четыре остатка полуцистина. Два дисульфидных мостика (в соматотропине человека между остатками Цис54-Цис165 и ЦИС182-ЦИС189) формируют две петли полипептидной цепи - большую, включающую центральный участок аминокислотной последовательности, и малую на С-концевом участке.

Пространственная структура соматотропинов характеризуется высокой степенью упорядоченности. Высокое содержание в составе соматотропинов нелолярных аминокислот обуславливает их большую склонность к образованию в растворе димеров и более крупных агрегатов. 46344201

Отмечая в целом эволюционную консервативность соматотропина в ряду млекопитающих, которая сочетается с консервативностью его биологической функции, следует сказать, однако, что в этом ряду несколько особняком стоит соматотропин человека. Сохраняя схему строения, общую для других млекопитающих, гормон человека отличается аминокислотной последовательностью от изученных соматотропинов животных на 34-35%. Этим может объясняться неэффективность соматотропинов животного происхождения как стимуляторов роста при введении людям.

Вместе с тем при сравнении аминокислотных последовательностей соматотропинов человека и различных животных во всех этих белках легко выявляются участки, почти идентичные по структуре. Высокая эволюционная консервативность отдельных участков полипептидной цепи может свидетельствовать об их принципиально важной функциональной роли как носителей информации о специфической функции гормонального белка.

Гормон роста, или соматотропный гормон (СТГ), продуцируется специализированными клетками гипофиза - соматотрофами. Содержание соматотропного гормона в одном гипофизе человека составляет около 5 мг и по крайней мере на порядок превышает содержание других гормонов.

Биосинтез и секреция соматотропного гормона находятся под сложным контролем, включающим регуляцию в первую очередь гипоталамическими факторами: ингибирующую регуляцию соматостатином и стимулирующую СТГ-рилизинг фактором, а также гормонами - трийодтиронином и глюкокортикоидами, опиоидными пептидами и т.д.

Секреция соматотропного гормона зависит также от концентрации в плазме крови метаболитов, в регуляции обмена которых участвует СТГ, увеличивается в условиях дефицита энергетических субстратов, а также во время сна и в стрессовых ситуациях.

Продуцируемый гипофизом соматотропный гормон отличается высокой гетерогенностью, являющейся результатом как альтернативного сплайсинга мРНК соматотропного гормона, так и посттрансляционных модификаций - протеолиза, фосфорилирования, гликозилирования, димеризации и олигомеризации. При стимуляции секреции гормона все эти формы высвобождаются из гипофиза в циркуляцию и через 30 мин более 50% соматотропного гормона присутствует в плазме крови в мономерной форме, 27% - в димерной и менее 20% - в олигомерной.

Среди мономерных форм соматотропного гормона доминирует 22 кдальтон СТГ (83%), в меньших количествах присутствует 20 кдальтон СТГ (11%) и около 6% составляют различные кислые формы гормона. Таким образом, реакция организма на соматотропный гормонаявляется результатом суммарного действия белков, несколько различающихся по физико-химическим, биологическим и иммунологическим свойствам.

Компания "Гелиофарм", проводит комплексные исследования механизма действия соматотропных гормнов человека и животных, на молекулярном уровне. За последние годы ученые исследовательского центра компании значительно продвинулись в области получения данных о точной пространственной структуре гормонов этой группы, сделав неоценимый вклад в исследования их взаимодействия с рецепторами, расширив возможности изучения структурно-функциональных взаимоотношений различных участков полипептидной цепи. Все это позволяет в полной мере использовать достижения белковой инженерии для создания аналогов соматотропинов, ставит исследовательский центр компании "Гелиофарм" в авангард исследований соматотропных гормонов.

foto_6 Рекомбинантный соматотропин, получивший название соматрем, стал вторым биосинтетическим фармацевтическим препаратом. СТГ, биологически чистый и свободный от вирусных загрязнений, впервые был получен в 1980 году фирмой «Genentech». Гормон, синтезированный в генетически сконструированных клетках кишечной палочки, отличается от гормона, выделенного из гипофиза, дополнительным остатком метионина на NН2 – конце молекулы.

На первом этапе клонировали двунитевую ДНК-копию мРНК и расщеплением рестрикционными эндонуклеазами получили последовательность, которая кодирует всю аминокислотную последовательность гормона, за исключением первых 23 аминокислот. Затем клонировали синтетический полипептид, соответствующий аминокислотам от 1-й до 23-й. Далее два фрагмента объединяли, затем «подстроили» к паре промоторов (промотор – специфическая последовательность в ДНК, необходимая для инициации транскрипции РНК-полимеразы) и участку связывания рибосом. Конечный выход гормона  составил 2,4 млг на 1 мл культуры E.cjli (100000 молекул гормона на клетку). СТГ, синтезированный в бактериях, обладал нужной м.м. и не связан с каким-либо бактериальным белком, от которого его необходимо было отщеплять.

Изменяя аминокислотную последовательность СТГ посредством модификации кодирующего его гена, в бактериальных клетках можно синтезировать аналоги гормона, очень важные для изучения активных участков молекулы и этиологии карликовости на молекулярном уровне.

Компания "Гелиофарм" добилась больших резултатов в области изучения воздействия молекулы СТГ на организм здорового человека, применительно к областям спортивной медицины, герантологии и косметологии.

Накопленый научный опыт помог создать препарат гормона роста человека Гетропин 20МЕ, синтезированный штаммом Escherichia coli, который был модифицирован добавлением гена человеческого гормона роста, Аминокислотная последовательность которого на 99,999% идентична аминокислотной последовательности человеческого гормона роста, вырабатываемого гипофизом. Что позволило снизить до минимального порога характерные побочные эффекты, обусловленные задержкой жидкости, а именно: периферические отеки, пастозность нижних конечностей, артралгия, миалгия и парестезии, которые ярко выражены при применении препаратов СТГ отличающихся от гормона, выделенного из гипофиза, дополнительным остатком метионина на NН2 – конце молекулы(соматрем), и/или  содержащих высокомолекулярные примеси димеров и полимеров, родственные белки и дезамидированные формы.

Используя методы рекомбинантных ДНК, компания "Гелиофарм" проводит исследования в области синтеза и других факторов роста и факторов дифференцировки тканей, выделив вначале их мРНК, затем получив соответствующие гены. Это относится к соматомедину А, стимулирующему фиксацию серы в хряще, образование которого индуцируется соматотропином. Компанией синтезированны препараты рекомбинантного механо-зависимого фактора роста (MGF) человека, с торговой маркой "Биомеханика", рекомбинантного соматомедина С (инсулиноподобный фактор роста 1 или IGF-1), с торговой маркой "Гефамин", Рекомбинантного меланоцит-стимулирующего (а-МСГ) гормона человека, с торговой маркой Меланоцитин, и многие другие.

В 1982 году выделен и синтезирован полипептид, содержащий из 44 аминокислотных остатков, обладающий полной биологической активностью гипоталамического ризилинг-фактора соматотропина (СТГ-РФ). Введение СТГ-РФ способно компенсировать недостаток соматотропина. Примнение СТГ-РФ возможно не только для лечения гипофизарной карликовости, но и при некоторых формах диабета и для ускорения регенерации тканей у людей, получивших сильные ожоги.

Весь технологический цикл состоит из пяти функционально различных этапов:

 1) ферментация;

 2) первичная очистка белка;

 3) хроматографическая очистка;

 4) изготовление лекарственной формы;

 5) анализ качества субстанции и лекарственной формы соматогена.

Важной особенностью технологического процесса, по мнению специалистов компании"Гелиофарм", является обеспечение апирогенности при проведении хроматографической очистки белка.

Неотъемлемой составной частью каждого технологического цикла промышленного производства является проведение сложного комплекса анализов качества продукта. В основе объема и номенклатуры этих анализов лежат соответствующие рекомендации ВОЗ.

В настоящее время разработан более совершенный препарат СТГч из ГТЧ, лишенный агрегированных форм и консерванта - аусоматин. Компания "Гелиофарм" ведет подготовку к производству препарата аусоматина. В процессе проведения исследований, специалистами исследовательского центра компании, были получены результаты доказывающие, что при производстве мономерного препарата СТГч аусоматина, получаются значительные количества агрегированных форм соматотропина в виде отходов производства. Разработан оригинальный способ превращения нековалентно связанного димера и полимера в мономер. Кроме того, во время этого процесса получается ковалентно связанный димер и полимер СТГч - это мало изученные компоненты, изучению которых компания "Гелиофарм" уделяет особое img5 внимание.

Интересны разработки по получению 20К варианта СТГч. Перспективной задачей является получение и изучение не только различных форм СТГ, но и иммобилизованного СТГ с целью получения пролонгированного действия гормона. Разработан оригинальный способ получения иммобилизованного СТГч, обладающего пролонгированным действием. В этом направление компанией "Гелиофарм", так же достигнуты значительные успехи.

Параллельно с получением СТГч была создана оригинальная комплексная технология получения гормонов аденогипофиза, в том числе всех видоспецифических, и некоторых их модификаций из ГТЧ. Важное значение имеет реализация целевой программы по созданию лечебного препарата СТГ (соматогена), полученного методом генной инженерии.

Практика применения, клинические исследования компании "Гелиофарм", в том числе, на базе команды спортсменов "Гетропин 20", показали, что, оптимизируя применение ДНК-рекомбинантных биотехнологических препаратов в спортивной медицине, герантологии, косметологии, целесообразно иметь в арсенале несколько аналогичных фармацевтических препаратов, получаемых различными технологиями или даже методами (факторы роста, аусоматин, соматоген,  меланоцит-стимулирующий (а-МСГ) гормон человека). Длительное применение препаратов СТГч отличающихся от гормона, выделенного из гипофиза, дополнительным остатком метионина на NН2 – конце молекулы(соматрем), и/или  содержащих высокомолекулярные примеси димеров и полимеров, родственные белки и дезамидированные формы, вызывает в организме побочные эффекты, обусловленные задержкой жидкости, а именно: периферические отеки, пастозность нижних конечностей, артралгия, миалгия и парестезии, и уменьшение чувствительности к вышеуказанным препаратам. Частично это может быть результатом образования антител, однако основная причина, выявленная учеными исследовательского центра компании "Гелиофарм", в области рецепторов и процессинга гормона.

Компания "Гелиофарм" проводит исследования в области улучшения качества жизни человека. Работа с ГТЧ, а также комплексные исследования выделяемых гормонов и их различных форм дают возможность изучать созданные природой системы и лучше их понять. Существование различных нативных форм СТГч в организме свидетельствует об их целесообразности и о возможном применении, например, в клинике.

При создании новых препаратов, компания "Гелиофарм" ориентироваться, в первую очередь,  на нативные природные формы гормона и в случае целесообразности масштабирует их методом генной инженерии, как  и в случае с мономером СТГч.

При проведении комплексных исследований в области производства препаратов СТГч из ГТЧ, компанией "Гелиофарм" успешно реализуется комплексная промышленная технология получения и других гормонов аденогипофиза (ЛГч, ФСГч, ТТГч и др.). Ученые компании понимают, что необходимо оптимизировать производство, внедряя новые прогрессивные методы (аффинную хроматографию и др.); получать особочистые гормоны по комплексной технологии. Надо расширить производство и применение наборов иммуномикроанализа гормонов аденогипофиза для диагностики и биотехнологии, осуществить регламентированное производство стандартизированных антител различной гаммы, создавать новые препараты СТГч, в том числе иммобилизованные.

Кроме того, исследовательский центр компании, видит основной своей задачей, реализацию стратегической политики главы компании, Сергея Геннадьевича Лизарова, направленной на снижение себестоимости высокотехнологичного производства, высококачественных препаратов ГРЧ, и как следствие снижения их стоимости для потребителя. Таким образом коллектив компании притворяет в жизнь тезис главы компании и идейного вдохновителя движения за доступность Гормона Роста человека простому спортсмену-"Наш гормон", реализуя на практике девиз компании "качество которое работает", по средствам снижения стоимости своей продукции.

Благодаря достижениям генной инженерии, мы, наконец, пришли к пониманию того, что СТГ влияет на белковый, жировой, минеральный обмен, действует на уровне клетки, не имея органа-мишени, и является сильнейшим анаболиком. Это дает большие перспективы его применения для стимуляции репарационных процессов и лечения различных заболеваний. Гормон роста человека - самый перспективный, и безопасный, из имеющихся в арсенале современной фармакологии препаратов, являющийся своего рода панацеей, для спортивной медецины, герантологии и косметологии. Компания "Гелиофарм" основной своей задачей видит широкое изучение вопросов применения Гормона Роста человека и пептидных препаратов на его основе, различных модифицированных форм и вариантов СТГч, для стимулирующего воздействия на параметры физической работоспособности спортсменов, поддержание анаболических процессов и иммунитета в организме, стимуляцию процесса липолиза, преодоление генетических детерминант, предотвращение возрастных изменений, физиологических изменений кожного, волосяного покрова, как под воздействием внешних факторов, так и в процессе старения.