БІОТЕХНОЛОГІЯ - В. Г. Герасименко - 2006

Частина ІІ. Спеціальні біотехнології

РОЗДІЛ 8. ВИКОРИСТАННЯ ІММОБІЛІЗОВАНИХ ПРЕПАРАТІВ З ЛІКУВАЛЬНОЮ МЕТОЮ

Застосування ферментів та інших біологічно активних речовин (БАР) білкової природи в терапії має давні традиції. Сучасна медицина широко використовує високоочищені препарати БАР білкової природи як перспективні засоби медикаментозного лікування завдяки їхній високій активності і специфічності. Сьогодні визначилися такі основні напрями ензимотерапії:

1) усунення дефіциту ферментів з метою компенсації вродженої або набутої функціональної недостатності;

2) видалення нежиттєздатних, денатурованих структур, клітинних і тканинних уламків;

3) лізис тромбів;

4) комплексна терапія злоякісних новоутворень;

5) детоксикація організму.

Як лікувальні препарати ферменти застосовуються з метою поповнення відсутніх в організмі каталізаторів, що виникає внаслідок генетичних чи інших патологічних порушень, а також для специфічного руйнування шкідливих продуктів обміну, що накопичуються в організмі хворого.

На сьогодні дуже важливою проблемою є лікування уроджених ензимопатій. Нині досліджено майже 150 уроджених «лізосомних» хвороб накопичення, за яких через генетично обумовлену відсутність того чи іншого ферменту в клітині відбувається летальне нагромадження субстрату. Сюди ж варто віднести і захворювання, що виникають через відсутність ферменту, який каталізує певну стадію обміну. Наприклад, фенілкетонурія (хвороба, яка призводить до затримки розумового розвитку) викликається нестачею ферменту, що перетворює фенілаланін у тирозин. Відсутність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази в еритроцитах призводить до виникнення невиліковного захворювання — фавізму. Захворювання печінки і нирок супроводжується нагромадженням в організмі токсичних продуктів життєдіяльності.

Теоретично з лікувальною метою у таких випадках потрібно ввести хворому відсутній фермент із чужорідного джерела. Але спроби лікувати внутрішньовенним введенням відповідних нативних ферментів, виділених з біологічних рідин і тканин, не дали бажаних результатів, особливо при лікуванні лізосомних хвороб.

Причиною неефективності терапії нативними ферментами є швидке виведення чужорідного білка-ферменту з кровотоку і захоплення його печінкою ще до його дії, а також зумовлення ними як чужорідними білками різних побічних реакцій (антигенність, алергенність, токсичність тощо), що може стати причиною летального наслідку.

В живому організмі ферменти і фізіологічно важливі білки майже завжди містяться всередині клітини. При цьому фермент знаходиться в оточенні, яке здатне підтримувати його нативну структуру, і часто локалізований у безпосередній близькості до інших ферментів, які переробляють продукт реакції першого. Ферментативні системи взаємодіють із субстратами через мембрану клітини за допомогою різних транспортних механізмів.

При безпосередньому введенні ферменту в організм, він може потрапити в умови, які сприяють його денатурації, і активність ферменту буде стрімко знижуватись одразу ж після ін’єкції. Небезпечними для ферментів є протеїнази організму, які розщеплюють введений білок на неактивні пептиди, а також інгібітори, які зв’язуються з ферментом через активний центр. В результаті вони будуть утилізовані лейкоцитами і фагоцитами. Крім того, введений у нативному стані фермент, як речовина високої молекулярної маси, дифундуватиме дуже повільно у потрібне місце (хворий орган), а введений безпосередньо у хвору ділянку буде швидко вимиватися кровотоком або іншими рідинами. Крім того, широке щоденне застосування ферментів обмежене й економічними факторами — їх високою вартістю, а цьому можна запобігти за рахунок іммобілізації ферменту, що сприяє його стабілізації і захищає певною мірою від реакції імунної системи, а також збільшує час його дії у кровотоці.