Использование бактерий для производства инсулина

Открытие инсулина

Два учёных, Фредерик Бантин и Чарльз Бест, обнаружили, что инсулин — это гормон, которого не хватает диабетикам, и нашли способ получить его из поджелудочной железы животных.Учёные в течение многих лет пытались производить инсулин после изучения химической структуры инсулина. , но количества, производимые только с помощью химии, были небольшими и недостаточными для пациентов в то время, пока в семидесятых годах они не обнаружили, как использовать бактерии для производства инсулина. Это достигается путем изменения его на генетическом уровне.

Животный инсулин использовался до 1980-х годов. Поскольку пациенты во всем мире использовали для лечения диабета инсулин, полученный из свиней и коров, он не был идентичен по составу человеческому инсулину, несмотря на их большое сходство, и поэтому у некоторых пациентов наблюдались аллергические реакции. В результате разницы в составе двух типов инсулина.

Использование бактерий для производства инсулина

Инсулин производится с использованием технологии рекомбинантной ДНК; Когда ученые вставляют человеческие гены в генетический материал бактерий, которые позже называются рекомбинантными бактериями, то есть бактериями, которые могут производить белок, кодируемый человеческим геном.В этом процессе ученые создают ген человеческого инсулина в лаборатории, а затем удаляют кольцо ДНК бактерий.Оно известно как плазмида (по-английски: Plasmid), затем в нее вставляют человеческий ген, и таким образом человеческий ген становится частью генетического материала бактерий.После этого они возвращают плазмиду Затем они помещают эти рекомбинантные бактерии в большие ферментационные резервуары, и там рекомбинантные бактерии начинают использовать ген, начинают производить человеческий инсулин, затем ученые получают искусственный инсулин, который очищают от примесей и используют в лечении.

Организмы, вырабатывающие инсулин

Существует множество белковых лекарств, которые производятся с использованием так называемой технологии рекомбинантной ДНК, а среди живых организмов, используемых для производства различных лекарств, таких как инсулин: Escherichia coli, которая имеет много преимуществ, включая высокую скорость роста, простоту требований к росту, простота обращения в лаборатории, высокая производительность и низкая стоимость использования. Другие организмы, используемые при этом, также включают тип дрожжей, называемых Saccharomyces cerevisiae, и генетически модифицированные растения (на английском языке: трансгенные растения), как в случае с масличными семенами растение кресс-салата мышиного уха (на английском языке: Arabidopsis thaliana).

Виды инсулина

Для лечения диабета используются различные типы инсулина, в том числе следующие:

• Инсулин быстрого действия: Инсулин быстрого действия начинает свое действие примерно через 15 минут после его инъекции, а его концентрация достигает максимального уровня в крови примерно через час, а его действие продолжается в течение двух-четырех часов.Примеры инсулина этого типа включают: инсулин лизпро ( на английском языке: инсулин быстрого действия), на английском языке: Lispro), инсулин аспарт (на английском языке: Aspart) и инсулин глулизин (на английском языке: Glulisine).
• Инсулин короткого действия: Инсулин короткого действия начинает действовать примерно через 30 минут после инъекции, а его концентрация в крови достигает наивысшего уровня примерно через 2-3 часа, при этом его действие продолжается в течение 3-6 часов.Примеры этого типа включают: Обычный инсулин .
• Инсулин средней продолжительности действия: Инсулин средней продолжительности действия начинает действовать примерно через 2-4 часа после его введения, а наивысшего уровня его концентрация в крови достигает примерно через 4-12 часов, а его действие продолжается в течение 12-18 часов.Примеры этого типа: инсулин ( НПХ).
• Инсулин длительного действия: Инсулин длительного действия начинает действовать через несколько часов после инъекции, и его действие продолжается примерно 24 часа. При необходимости его можно использовать как с инсулином быстрого действия, так и с инсулином короткого действия. Примеры этого типа включают: инсулин гларгин (в Английский: Гларгин), Детемир (на английском языке: Детемир) и Деглудек (на английском языке: Деглудек).
• Ингаляционный инсулин быстрого действия: Этот тип инсулина достигает максимальной концентрации примерно через 15–20 минут, продолжает действовать в течение 2–3 часов и обычно используется с инсулином длительного действия.

Другие лекарства, изготовленные с использованием технологии рекомбинантной ДНК.

Существует множество лекарств, производимых с использованием технологии рекомбинантной ДНК, в том числе следующие:

• Антибиотики: Антибиотики представляют собой самую большую по экономической значимости группу среди продуктов, полученных путем ферментации.Примеры антибиотиков, производимых микроорганизмами, включают: пенициллин, цефалоспорин и хлорамфеникол (на английском языке: Chloramphenicol), стрептомицин (на английском языке: Streptomycin), клиндамицин (на английском языке). : клиндамицин), ванкомицин (на английском языке: ванкомицин) и тейкопланин (на английском языке: тейкопланин).
• Факторы свертывания крови: Факторы свертывания крови, полученные с использованием технологии рекомбинантной ДНК, включают фактор VIII и фактор IX. Используется для лечения гемофилии.
• Гормоны: Гормоны, производимые с использованием технологии рекомбинантной ДНК, включают гормон роста, известный как соматропин, и гормон инсулин.
• Факторы роста: Было произведено множество факторов роста, которые используются для предотвращения инфекций, связанных с нейтропенией, вызванной химиотерапией, тромбоцитопенией, вызванной химиотерапией, и анемией, вызванной химиотерапией.Химиотерапия, а также эритропоэтин, гормон, вырабатываемый почками, стимулирует костный мозг для производства красные кровяные клетки.
• Цитокины: Цитокины определяются как молекулы, которые активируют иммунные клетки, регулируют их рост и дифференцировку, а также стимулируют воспалительную реакцию.
• ферменты: Например, фермент Дорназа альфа, который используется для лечения муковисцидоза, и фермент Альтеплаза, который используется для растворения тромбов, которые могут вызвать сердечные приступы, эмболию легочной артерии и инсульты.
• Вакцина: Например, вакцина против гриппа и вакцина против гепатита B.