Научно-практический журнал
[О компании] Издательство 'Цитокины и воспаление' - Журнал 'Цитокины и Воспаление'

197376, Санкт-Петербург, ул. Акад. Павлова, д. 12,
Институт экспериментальной медицины РАМН
Тел.: (812) 543 52 14, +7 921 984 11 30, +7 921 909 55 49
Факс: (812) 543 52 14
E-mail:
Web: www.cytokines.ru


  


2016 год
1 номер

О Журнале

Текущий год
Архив

Рубрики
Подписка

NEW Книжная полка
NEW Стол заказов

Карта сайта
Правила для авторов

Поиск

Контакты
Наши партнеры:

Русский языкEnglish language
Карта сайта Написать письмо, наши координаты

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья

Журнал 'Цитокины и воспаление', 2015, № 3

Заказать этот номер

Заказать эту статью в PDF

Обзоры

Номер 3'2015

Принципы оценки специфической активности биотехнологических лекарственных препаратов

Н.А. Алпатова, Ж.И. Авдеева, А.А. Солдатов, В.П. Бондарев, Н.В. Медуницын

Обзор посвящен вопросам изучения специфического биологического действия биотехнологических лекарственных препаратов, лежащего в основе проявлений терапевтических эффектов при их клиническом применении и принципам оценки качества препаратов по данному показателю. Биотехнологические лекарственные препараты, получаемые с использованием методов рекомбинантной ДНК, успешно применяются для лечения тяжелых заболеваний аутоиммунной природы, инфекционных, онкологических и аллергических заболеваний. В данную группу препаратов входят лекарственные препараты системы цитокинов, моноклональных антител, препаратов на основе белков слияния и др. При изучении биологических свойств препаратов на этапе доклинических исследований, а также для определения специфической биологической активности при оценке качества лекарственных препаратов используют биологические методы, отражающие механизм действия препарата. (Цитокины и воспаление. 2015. Т. 14. № 3. С. 10–18.)

Ключевые слова: биотехнологические лекарственные препараты, специфическая биологическая активность, цитокины, моноклональные антитела, методы in vitro и in vivo, линии клеток.

Разработка новых лекарственных препаратов с использованием методов генной инженерии является одним из перспективных направлений в области создания лекарственных средств, воздействующих на патогенетически значимые звенья в развитии заболевания, в связи с чем их терапевтическая эффективность выше по сравнению с традиционно применяемыми химическими лекарственными средствами. Действующим веществом в биотехнологических лекарственных препаратах являются рекомбинантные биологически активные вещества белкового происхождения. К указанным препаратам могут быть отнесены, но ими не ограничиваются, препараты системы цитокинов, моноклональные антитела (МкАТ), препараты на основе белков слияния и др.

Цитокины играют важную роль в развитии физиологических и патологических процессов в организме. Они являются универсальными регуляторами жизненного цикла клеток, контролируют процессы дифференцировки, пролиферации, функциональной активации и апоптоза клеток. Цитокины, как регуляторные молекулы, играют важную роль в осуществлении реакций врожденного и адаптивного иммунитета, обеспечивают их взаимосвязь, контролируют гемопоэз, воспаление, заживление ран, образование новых кровеносных сосудов (ангиогенез) и многие другие жизненно важные процессы [6, 7, 16].

В зависимости от биологического действия рекомбинантные цитокины (прототипы естественных медиаторов) можно разделить на следующие группы: интерлейкины, интерфероны, факторы роста клеток костного мозга (колониестимулирующие факторы и эритропоэтины), факторы некроза опухолей и другие цитокины. Интерлейкины (IL) — биологически активные вещества, являются главными участниками развития иммунного ответа на внедрение микроорганизмов, формирования воспалительной реакции, осуществления противоопухолевого иммунитета и др. Они могут быть разделены на провоспалительные и противовоспалительные, ростовые и дифференцировочные факторы лимфоцитов, хемокины, отдельные регуляторные цитокины. Интерфероны (IFN) — защитные вещества белковой природы, вырабатываемые клетками в ответ на вирусную инфекцию и другие стимулы. Они проявляют свое действие через связывание со специфическими рецепторами, что приводит к синтезу клетками около тридцати протеинов, благодаря которым и реализуются основные эффекты IFN — противовирусный, противомикробный, противоопухолевый, иммуномодулирующий и др. Факторы роста миелоидных клеток костного мозга в организме продуцируются различными типами клеток, такими как фибробласты, эндотелиальные клетки, макрофаги (Мф), Т-лимфоциты (Т-Лф). Колониестимулирующие факторы — цитокины, регулирующие деление, дифференцировку костномозговых стволовых клеток и предшественников клеток крови. Эритропоэтин — основной регулятор эритропоэза, способствует пролиферации и дифференцировке клеток эритроидного ростка костного мозга, вырабатывается, в основном, клетками почек. Факторы некроза опухолей альфа и бета (TNFα и TNFβ) являются медиаторами межклеточного взаимодействия, обладают провоспалительной активностью, индуцируют апоптоз клеток, усиливают экспрессию молекул адгезии, синтез провоспалительных цитокинов, белков острой фазы, участвуют в формировании местных и системных проявлений воспаления, вырабатываются моноцитами, Мф, Т-Лф. Факторы роста обеспечивают и регулируют рост, дифференцировку и функциональную активность клеток. К факторам роста, играющим важную роль в опухолевых процессах, относятся эпидермальный фактор роста, фактор роста фибробластов, фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) и др. [6, 7, 14, 16].

В настоящее время лекарственные препараты на основе рекомбинантных цитокинов применяют в медицинской практике при лечении опухолевых, аутоиммунных и инфекционных заболеваний.

В клинической практике существуют три основных направления использования цитокинов: цитокиновая иммунотерапия, при которой цитокины выступают в роли лекарственных средств; антицитокиновая терапия, направленная на блокирование биологического действия или удаление избытка цитокинов из организма; цитокиновая генотерапия, применяемая с целью коррекции дефектов в системе цитокинов и их рецепторов, усиления противоопухолевого иммунитета. Цитокинотерапия может использоваться как самостоятельный метод лечения или входить в состав комплексной терапии ряда заболеваний [6, 16]. Лекарственные препараты системы цитокинов значительно облегчают у онкологических больных переносимость лучевой и химиотерапии, предотвращая возникновение нейтропении и развитие инфекционных осложнений.

МкАТ представляют собой новую группу лекарственных препаратов, обладающих высокой эффективностью при использовании в онкологии, а также при лечении аутоиммунных, воспалительных процессов и ряда других заболеваний [1, 2, 10, 11]. Использование лекарственных препаратов МкАТ позволяет воздействовать на патологические процессы, которые ранее не удавалось контролировать с помощью фармакологических средств. В настоящее время клиническое применение указанных препаратов расширяется, а разработка новых препаратов позволяет ожидать появления в ближайшем будущем еще более разнообразных и эффективных лекарственных средств данной группы на основе модифицированных МкАТ или их производных [17].

Учитывая, что биотехнологические лекарственные препараты являются сложными препаратами белковой природы, которые предназначены для длительного применения и лечения хронических тяжело протекающих заболеваний, качеству лекарственных препаратов данной группы необходимо уделять особое внимание.

С помощью высокочувствительных физико-химических, иммунохимических, биохимических методов должны оцениваться физико-химические свойства биотехнологического лекарственного препарата, его количественные характеристики, показатели чистоты (подлинность, содержание родственных соединений и примесей, молекулярно-массовое распределение и др.). Оценка указанных свойств препаратов должна проводиться с использованием современных методов и высокотехнологичного оборудования.

Однако на основании результатов оценки физико-химических показателей биотехнологических препаратов невозможно в полном объеме прогнозировать проявления их биологической активности и клинических эффектов при использовании в медицинской практике. Оценка специфической биологической активности позволяет охарактеризовать фармакологическое действие препарата и направленно изучить механизмы его терапевтических эффектов при клиническом применении. В связи с этим специфическая биологическая активность, т. е. специфическая способность препарата вызывать определенный биологический эффект, являетсяодним из наиболее важных показателей качества биотехнологических лекарственных препаратов.

При оценке специфической биологической активности биотехнологических лекарственных препаратов выбор методик и подходы к изучению данного показателя зависят от природы и свойств лекарственного препарата. В зависимости от биологических свойств могут быть использованы методики in vitro и in vivo, основанные на различных принципах (связывание лигандов или рецепторов, методики с использованием клеточных культур и т. д.). Используют методики, клеточные линии и лабораторных животных, с помощью которых можно показать специфичность действия активного компонента лекарственного препарата. Методики должны быть адекватными и обладать достаточной чувствительностью и специфичностью.

Учитывая сложность оценки данного показателя и трудность прогнозирования надежности и информативности (степень корреляции результатов с данными, получаемыми у человека) какого-либо одного метода, на этапе доклинического изучения новых биотехнологических препаратов для определения специфической биологической активности следует использовать несколько методов, с возможным последующим включением в нормативную документацию наиболее информативного метода.

Исследования in vitro с использованием перевиваемых клеточных линий и/или первичных клеточных культур проводятся для установления действия препарата на фенотип клеток и их пролиферацию; для определения локализации рецепторов на клетках и аффинитета рецепторов; а также с целью выявления и изучения иммунобиологических эффектов препарата, которые в последующем могут проявляться в условиях in vivo и определять потенциальные аспекты биологической активности препарата. Целесообразно определять степень корреляции результатов, полученных при исследовании препарата путем использования методов in vitro и in vivo, поскольку совокупные результаты исследований облегчают их экстраполяцию на человека [18, 19].

В связи с тем, что специфическая биологическая активность биотехнологических препаратов определяет их клиническую эффективность, для ее оценки предпочтительно использовать методы, соответствующие предполагаемому механизму действия препарата. Для каждого биотехнологического лекарственного препарата, включая препараты системы цитокинов, МкАТ и др., используются индивидуальные методы оценки специфической активности.

Специфическая активность препаратов системы цитокинов может оцениваться по стимуляции пролиферации клеток-мишеней, цитотоксическому эффекту, индукции дифференцировки костномозговых предшественников, противовирусному действию в зависимости от основных свойств цитокинов и их механизмов действия на клетки-мишени [8, 16].

Одним из наиболее часто используемых методов оценки специфической биологической активности лекарственных препаратов цитокинов является метод определения пролиферативной активности клеток. Пролиферация лежит в основе роста и дифференцировки тканей, обеспечивает непрерывное обновление структур организма.

В испытаниях по оценке пролиферативной активности используют клетки, рост и пролиферация которых зависит от присутствия препарата в среде культивирования и обусловлена непосредственным взаимодействием препарата со специфическими рецепторами на их поверхности. Разновидности метода определяются стимулирующим или ингибирующим действием препарата на уровень пролиферации, видом используемой клеточной культуры, cпособом детекции результатов. Методы оценки уровня стимуляции пролиферации основаны на определении количественного содержания бластных клеток по включению радиоактивной или другой метки в пролиферирующие клетки или использовании красителей.

Читайте статью целиком
в печатной версии журнала
!

Содержание | Следующая статья | Предыдущая статья


Начата подписка на 2016 год!

Обновление на книжной полке: компакт-диск Цитокины и воспаление, 2008 год.

© 2002-2017 Цитокины и Воспаление