CC BY
28
Препараты, продлевающие жизнь
Заместительную терапию ежедневными инъекциями инсулина получают 35 тыс. белорусов, страдающих сахарным диабетом. Еще около 11 тыс. больных находятся на комбинированной терапии, сочетая прием сахароснижающих таблеток с ежедневными инъекциями инсулина. Данный препарат стимулирует проникновение глюкозы и ряда других сахаров, а также аминокислот в клетки мышц и жировой ткани, за счет чего снижается содержание глюкозы в крови. Это обусловлено взаимодействием инсулина со специальными рецепторными участками на поверхности клеточных мембран. Помимо сахароснижающего действия, инсулин вызывает более 20 других метаболических эффектов в организме человека.
тамара Старовойтова,
руководитель производственно-технологической группы РУП «Белмедпрепараты»
Александр Рудой,
руководитель аналитической группы РУП «Бел-медпрепараты»
татьяна Ермоленко,
начальник отдела готовых лекарственных форм РУП «Белмедпрепараты», кандидат химических наук
татьяна трухачева,
заместитель генерального директора РУП «Белмедпрепараты» по вопросам инновационного развития, кандидат технических наук
В 20-х гг. минувшего столетия было установлено, что инсулин, содержащийся в островках поджелудочной железы крупного рогатого скота и свиней, активен и у человека. Бычий и свиной инсулин можно было легко получать в больших количествах, что и явилось важнейшим условием для его успешного исследования и использования. В течение нескольких десятилетий инсулинотерапия во всем мире обеспечивалась за счет препаратов инсулина свиного и говяжьего происхождения.
Начиная с 1949 г. РУП «Белмедпрепараты» впервые в Советском Союзе освоило производство и начало выпускать субстанции, а чуть позже - и препараты инсулина животного происхождения. С 1967 по 1971 г. совместно с Всесоюзным НИИ технологии кровезаменителей и гормональных препаратов (ВНИИТКГП) производилось 5 видов лекарственных форм короткого и пролонгированного действия из субстанции животного инсулина собственного изготовления. С 1974 г. все производство субстанции инсулина перевели на ионообменный метод, что позволило улучшить качество и увеличить выход с 27о0 до 3000 Ед/ кг. Одновременно шло освоение новых методов контроля: высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и
радиоиммунологического метода определения содержания предшественника инсулина - проинсулина - в инсулине.
Требования к уровню качества постоянно возрастали. На мировом рынке появился так называемый «монокомпонентный» инсулин. В 1993 г. участок по производству субстанции инсулина оснастили современным на тот момент промышленным хроматографическим оборудованием, что позволило с 1993 по 2000 г. очищать субстанцию свиного инсулина методом двухстадийной хроматографии низкого давления и выпускать продукт, по качеству соответствующий требованиям Европейской фармакопеи 1993 и 1996 гг.
В 2000 г. вышла очередная редакция Европейской фармакопеи, в которой предъявлялись такие жесткие требования к содержанию примесей в субстанции инсулина, что существующая у нас схема промышленной очистки уже не могла обеспечить нужный уровень качества. В 2001 г. был разработан проект долгосрочного сотрудничества с компанией «Спофа» (Чехия), в рамках которого предусматривалась доочистка свиного инсулина отечественного производства методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на установке наших компаньонов.
На основе монокомпонентного свиного инсулина с 2001 г. выпускалось 5 видов лекарственных форм (с содержанием 100 Ед/мл вместо 40 Ед/мл) - «Раствор моносуинсулина», «Суспензия инсулин-семилонга», «Суспензия инсулин-лонга», «Суспензия инсулин-ультралонга», «Суспензия протамин-инсулина». С 2006 г. эти препараты стали производить на основе покупной
ДИАБЕТ ПОД КОНТРОЛЕМ
субстанции свиного инсулина компании «Ново Нордиск А/С» (Дания).
В конце 80-х - начале 90-х гг. многочисленными исследованиями было доказано, что в ряде случаев в организме человека могут накапливаться антитела к животным инсулинам, тем самым сводя на нет их действие. С середины 80-х гг. начали производить генно-инженерный инсулин человека (ГИИЧ) методом микробиологического синтеза с использованием непатогенных штаммов культур микроорганизмов Escherichia coli («Эли Лилли», США) или Saccharomyces cerevisiae (хлебопекарные дрожжи) («Ново Нордиск А/С», Дания) с применением рекомбинантных ДНК-технологий. Вначале получают предшественника инсулина в культуре Saccharomyces cerevisiae или Escherichia coli. Это одно-цепочечный пептид, дисульфидные мостики в молекуле которого находятся в тех же местах, что и в молекуле человеческого инсулина. Предшественник инсулина, катализируемый трипсином, в присутствии метилового эфира треонина превращается в метиловый эфир человеческого инсулина, который после нескольких стадий очистки гидролизуется с образованием человеческого инсулина, полностью идентичного по первичной и вторичной структуре гормону поджелудочной железы человека. Полученный продукт подвергают дальнейшей обработке, в том числе кристаллизации и очистке с помощью хроматографии высокого давления (ВЭЖХ), вакуумной сушке, после чего из полученной субстанции готовят растворимые или суспензионные лекарственные формы препаратов инсулина для инъекций.
В настоящее время «Белмедпрепараты» обладают современным производством высококачественных препаратов инсулина. В середине 90-х гг. участок по выпуску готовых лекарственных форм инсулина был полностью реконструирован, установлено современное оборудование итальянских, немецких и бельгийских фирм. В 2005 г. производственный участок по приготовлению и розливу инъекционных препаратов во флаконах 10 мл и ампулах 2 и 5 мл получил сертификат международной системы стандартов
GMP, подтвержденный уже дважды - в 2005 и 2009гг. В 2005 г. разрабатывались «Моноинсулин ЧР» и «Протамин-инсулин ЧС» - препараты короткого и пролонгированного действия на основе субстанции инсулина человека от «Ново Нордиск А/С». Являясь ведущим мировым производителем инсулина, эта компания предъявляет гораздо более жесткие требования к качеству субстанции инсулина собственного изготовления, чем допускается требованиями Европейской и Британской фармакопей.
На наше предприятие неоднократно выезжали представители «Ново Нордиск А/С» для проведения аудита. Ознакомление с возможностями производства препаратов инсулина на РУП «Белмедпрепараты», а также уровень квалификации белорусских специалистов позволили руководству компании начать сотрудничество с нами.
На первый взгляд технология производства лекарственных форм на основе субстанций - простая задача: растворили ее, добавили вспомогательные компоненты, провели стерилизующую фильтрацию, разлили во флаконы - и готово. Но когда речь идет об инсулине, задача значительно усложняется. Это обусловлено рядом специфических особенностей субстанции - термолабильного белкового соединения. Ее необходимо защищать от воздействия неблагоприятных факторов- увеличения температуры, воздействия света, изменения рН и ряда других факторов, так как при этом происходит окисление и разрыв дисульфидных связей, снижение активности за счет изменения нативной структуры молекулы инсулина.
Особо тщательного подхода требует технология приготовления пролонгированной формы инсулина. В ее состав
входит протамин, связанный с инсулином, в протамин-инсулиновый комплекс в стехиометрических (изофановых) соотношениях с образованием мелкокристаллической суспензии. Введение препарата в подкожно-жировую клетчатку в виде мелкокристаллической суспензии обусловливает медленное его всасывание, вследствие чего достигается пролонгирующий эффект. Здесь важно не только правильно подобрать количественное соотношение компонентов для создания изофановой суспензии, но и строго соблюдать температурные и временные режимы кристаллизации суспензии, значения рН, обеспечить точное однородное дозирование.
Поскольку препараты инсулина, в отличие от большинства лекарств, являются многодозовыми, при разработке их состава, подборе вспомогательных компонентов необходимо учитывать, что в течение всего времени использования должна сохраняться стерильность, активность средства, а естественное нарастание примесей не должно превышать пределы, установленные фармакопеей. Это налагает жесткие требования на все параметры технологического процесса получения готовых лекарственных форм инсулина. При создании технологии были использованы оригинальные подходы, позволяющие избегать резких изменений рН и внесения дополнительных солей при растворении субстанции инсулина. Учитывались специфические свойства инсулина и варьировались составы вспомогательных компонентов, необходимые для придания препарату буферных свойств. Это привело к снижению риска нарушения нативной биологически активной конформации молекулы инсулина при переводе ее в раствор и, соответственно, более высокому качеству препаратов.
t:
в 2005 г. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ УЧАСТОК ПО ПРИГОТОВЛЕНИЮ И РОЗЛИВУ ИНЪЕКЦИОННЫХ ПРЕПАРАТОВ ВО ФЛАКОНАХ И АМПУЛАХ ПОЛУЧИЛ СЕРТИФИКАТ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ СТАНДАРТОВ СМР
№5(99) Май 2011 НАУКА И ИННОВАЦИИ 21
В состав лекарственных средств инсулина человека производства РУП «Белмедпрепараты» включены вспомогательные компоненты только фармакопейного качества, которые используются всеми известными фирмами-производителями и нами при создании «Моноинсулина ЧР» и «Протамин-инсулина ЧС».
Основные показатели, характеризующие качество препаратов, контролируются методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ): подлинность, содержание родственных белков, высокомолекулярных примесей, количественное определение. При разработке методик аналитического контроля строго учитывались все международные требования, чистота и квалификация реактивов. Для подтверждения соответствия установленным критериям приемлемости проведена огромная работа по валидации методик в соответствии с требованиями Европейской фармакопеи.
Белорусские препараты инсулина полностью соответствуют общепринятым нормам и требованиям: в процессе производства не происходит снижения качества субстанции, не наблюдается нарастания содержания примесей выше установленных пределов. Более того, изучение экспериментальных данных, полученных при исследовании стабильности лекарственных форм
инсулина при хранении, позволило нам установить более жесткие требования к качеству препаратов по их чистоте. Так, пределы содержания родственных белков допускаются более чем в 2 раза ниже установленных Европейской фармакопеей для препаратов инсулина: содержание А-21 дезамидоинсулина не может быть более 1,5% вместо 5%, а суммарное содержание примесей всех родственных белков - 3% вместо 6%.
На РУП «Белмедпрепараты» была разработана новая методика количественного определения консервантов - фенола и метакрезола-в лекарственных формах инсулина. Относительные стандартные отклонения (RSD) по всем исследуемым показателям составили менее 2%.
Перед регистрацией прошли клинические испытания эффективности действия и безопасности препаратов инсулина у больных сахарным диабетом 1-го и 2-го типов в эндокринологических отделениях 1-й и 10-й городских клинических больниц. Эффективность оценивали по стандартным критериям, используемым при ведении больных сахарным диабетом. В результате «Моноинсулин ЧР, раствор для инъекций 100 МЕ/мл» и «Протамин-инсулин ЧС, суспензия для инъекций 100 МЕмл» продемонстрировали адекватный гипогликемизирующий эффект у 100%
Линия по производству инсулина РУП «Белмедпрепараты»
«Моноинсулин ЧР» и «Протамин-инсулин ЧС» - препараты короткого и пролонгированного действия
пациентов, что позволило сделать вывод о хорошей эффективности препаратов. При этом не было зарегистрировано случаев тяжелой гипогликемии, кетоацидоза, общих аллергических реакций, липодистрофий в местах инъекций, а также других нежелательных явлений. Это позволило нашей стране впервые внедрить в практику лекарственные формы инсулина человека собственного производства.
С 2006 г. мы выпускаем «Протамин-инсулин ЧС» и «Моноинсулин ЧР», обеспечивая около 80% потребности республики во флаконной форме инсулина. За 2006-2010 гг. произведено и поставлено на белорусский фармрынок около 2 млн флаконов указанных препаратов. В минувшем году выпущено около 345 тыс. флаконов «Моноинсулина ЧР» и 370 тыс. -«Протамин-инсулина ЧС».
В течение 2010 г., по данным ежегодного периодического отчета о безопасности лекарственных средств, поступило 14 сообщений о выявленных побочных реакциях на инсулины человека производства РУП «Белмедпрепараты». Это составляет около 0,002% на единицу выпущенной продукции, что свидетельствует о высокой безопасности препаратов и не превышает общепринятых в мире норм. Кроме того, нельзя не учитывать тот факт, что возникновение побочных реакций часто происходит не столько из-за качества инсулина, сколько вследствие индивидуальной непереносимости как отдельных компонентов состава, так и реакции на эндогенный белок - инсулин.
РУП «Белмедпрепараты» разрабатывает новый совместный проект с «Ново Нордиск А/С», призванный обеспечить нас препаратами инсулина в форме картриджей, сделать их более доступными для всех категорий пациентов. Предположительно он будет реализован уже в этом году. Кроме того, специалисты «Белмедпрепаратов» разрабатывают несколько новых современных инсулинов, отличающихся по профилю действия от традиционно используемых.
ЛОЗАРТАН
Время
нормального ~ ЧАСЫ ЖИЗНИ давления
О ОБЛАДАЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНЫМ ДЕЙСТВИЕМ
О НЕ ОКАЗЫВАЕТ ВЛИЯНИЯ НА УРОВЕНЬ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ НАТОЩАК
О СНИЖАЕТ РИСК СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ И СМЕРТНОСТИ
У ПАЦИЕНТОВ С АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ И ГИПЕРТРОФИЕЙ ЛЕВОГО ЖЕЛУДОЧКА
РУГ1 -5ЕПМЁДПРЕГМРД1 ьг
Лекарственное средство. Перед применением ознакомьтесь с инструкцией и проконсультируйтесь с врачом. Рег. уд. МЗ РБ № 10/11/1811 от 08.11.2010 до 08.11.2015
РУП "БЕЛМЕДПРЕПАРАТЫ
УНП 100049731
таБпвтзд,, покрыты*
□ ЁОПОЧЮЙ
диабет-новости
новые препараты
В этом году в Беларуси будут зарегистрированы два принципиально новых препарата для лечения сахарного диабета 2-го типа. Они относятся к классу инкретинов. Это интестинальные (синтезируются в основном в тонком кишечнике) пептиды, которые улучшают выделение инсулина после еды. При СД 2 действие инкретинов существенно нарушается или полностью теряется. Первый препарат -аналог человеческого глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1). Второй - ингибитор дипептилпептидазы-4 (DPP-4) - фермента, который быстро разрушает GLP-1 в организме. Ингибирование DPP-4 пролонгирует действие эндогенного GLP-1. Впервые в мире препараты GLP-1 начали применять в 2005 г. Их использование приводит к значительному и устойчивому улучшению гликемического контроля, а также сопровождается рядом положительных метаболических и других эффектов -стойкое снижение массы тела, клинически значимое уменьшение систолического артериального давления и улучшение функции ß-клеток поджелудочной железы. Недостаток новых препаратов-их высокая стоимость (аналоги GLP-1 - 200 долл. в месяц, ингибиторы DPP-4 - 52-80 долл. в месяц).
аутоиммунные процессы остановят?
Идут клинические испытания препаратов для лечения СД 1, которые останавливают развитие аутоиммунного поражения ß-клеток. Среди них - TRX4, относящийся к классу моноклональных антител, действие которого направлено на регуляцию Т-клеточного звена иммунитета. После недельного использования этого препарата остаточная секреция собственного инсулина становится в 3 раза больше. В настоящее время в некоторых странах, в том числе и в нашей, проводятся клинические испытания III фазы препарата DiaPep277 для лечения СД 1.
на что способен регуляторный белок?
Механизм, нормализующий уровень сахара в крови без помощи инсулина, обнаружили медики детской больницы Бостона. Это открывает прекрасные возможности новых методов лечения диабета 1-го и 2-го типа. Установлено, что регуляторный белок XBP-1s, искусственно активированный в печени, способен нормализовать высокое содержание сахара в крови как у поджарых мышей с СД 1, так и у ожиревших, страдающих СД 2. Исследователи идентифицировали XBP-1s как ключевой белок в чувствительности организма к инсулину. Опыты продемонстрировали, что функции этого протеина нарушаются при ожирении. Как было известно ранее, XBP-1s увеличивает чувствительность к инсулину и нормализует уровень
глюкозы в крови, связываясь с ДНК и уменьшая давление на эндоплазматический ретикулюм - клеточный орган, который собирает белки. Когда ХВР-^ искусственно активируется, сахар в крови у ожиревших мышей с диабетом 2-го типа внезапно падает. Кроме того, разрушается белок FoxO1, действие которого включает увеличение выхода глюкозы из печени и стимуляцию пищевого поведения в мозге. Причем этот распад не зависит от действия ХВр-^ на инсулиновую сигнальную систему и приводит к снижению концентрации сахара в крови и повышению толерантности к глюкозе.
разработана электрохимическая поджелудочная железа
Биомедицинские инженеры из Имперского колледжа в Лондоне разработали «умный» инсулиновый насос для больных сахарным диабетом. Начав с причины заболевания, исследователи задались вопросом: как сделать так, чтобы поджелудочная железа продолжала контролировать уровень глюкозы в крови?
Поскольку работа органа опирается прежде всего на две популяции клеток: р-клетки, вырабатывающие инсулин в том случае, если уровень глюкозы в крови высок, и а-клетки, которые освобождают гормон глюкагон при низком уровне глюкозы, ученые смоделировали их в виде микрочипа. Прибор имитирует уникальные электрические характеристики а- и р-клеток. Подобный биомиметический подход в корне противоречит доминирующему сегодня методу - доставке одного только инсулина с помощью относительно простой системы.
У людей с сахарным диабетом 1-го типа иммунная система атакует и убивает инсулин-секретирующие р-клетки, что приводит к увеличению в крови глюкозы. Со временем глюкагон-выделяющие а-клетки тоже отказываются работать. Таким образом, у больных время от времени резко снижается содержание сахара в крови, что должны были предотвращать а-клетки. Этот момент серьезно влияет на качество жизни пациентов и в долгосрочной перспективе может привести к повреждению жизненно важных органов. Устройство, моделируя электрофизиологию обоих типов клеток, способно минимизировать подобные осложнения. Это первая попытка ученых создать прибор, имитирующий работу поджелудочной железы. Он состоит из электрохимического подкожного датчика глюкозы, микрочипа и двух насосов, по одному на каждый гормон. Каждые 5 мин. датчик определяет уровень глюкозы. Если он высок, кремниевые р-клетки генерируют сигнал, который приводит в действие двигатель, толкающий шприц с инсулином до тех пор, пока датчик не будет удовлетворен и р-клетки не умолкнут. То же самое происходит с инъекцией глюкагона.
ДИАБЕТ ПОД КОНТРОЛЕМ
Надо было учесть, что две клеточные популяции ведут себя совершенно по-разному. а-клетка реагирует на резкие перепады напряжения. Когда концентрация глюкозы падает ниже определенного порога, электрический потенциал на мембране клетки быстро поднимается и падает, выпуская дискретное количество глюкагона. Печень его обнаруживает и в ответ «отпирает» свой склад глюкозы. Чем сильнее падает ее уровень, тем быстрее перепады и тем больше выделяется глюкагона. р-клетки, напротив, стремятся реагировать на всплески напряжения, перемежающиеся периодами низковольтного «молчания». Однако это устройство основано на упреждающем контроле, а не копирует поведение реальных клеток.
РАЗРЕШЕНА ПЕРЕСАДКА СВИНЫХ КЛЕТОК
Пересадка свиных в-клеток поджелудочной железы, вырабатывающих инсулин, стала возможна в России. Именно там зарегистрирована методика с использованием тканей животных, нигде в мире пока не практикуемая.
Ее суть - в лапароскопическом введении свиных островковых клеток в брюшную полость диабетика. Чтобы не допустить отторжения чужеродной ткани иммунной системой, клетки помещаются в капсулу из полисахарида альгината, получаемого из водоросли ламинарии. Она пропускает питательные вещества, глюкозу и инсулин. В приеме иммуносупрессивных препаратов после пересадки пациент не нуждается. Как показали клинические испытания, введение свиных клеток существенно уменьшало потребность в инсулине без значимых побочных эффектов.
ВЫЯВЛЕНО ЕЩЕ ОДНО ЗВЕНО В РАЗВИТИИ СД
Какую роль Т-клетки играют в диабете 1-го типа, выяснили исследователи Университета Британской Колумбии и Исследовательского института ребенка и семьи при детском госпитале Британской Колумбии. Они установили, что повышенная концентрация клеток ТМ7, типа Т-клеток, отмечалась у детей с недавно поставленным диагнозом «диабет
1-го типа». Белые кровяные Т-клетки играют ключевую роль в работе иммунной системы за счет контроля инфекций.
У здоровых людей клетки ТМ7 обеспечивают мощную защиту против бактерий и вирусов, направляя иммунную систему на атаку зараженных участков в нашем теле. Между тем клетки ТМ7 уже связывались с другим аутоиммунным заболеванием - болезнью Крона. Получается, они могут играть и разрушающую роль, в том числе и в случае развития диабета. Уже проходят испытания препаратов нового поколения, блокирующих действие этих клеток.
ГРИБОК ДЛЯ ДИАБЕТИКА
«Сахарных» людей, по оценкам экспертов, в ближайшие 20 лет станет более 400 млн. И если еще не так давно диабетом
2-го типа в основном «награждались» жители промышленно
развитых государств, то сегодня он стремительно накрывает страны с переходной экономикой. Там ситуация усугубляется отсутствием эффективной системы здравоохранения, способной обеспечить искусственным инсулином всех нуждающихся. Многим развивающимся странам это лекарство в больших объемах просто не по карману. Ситуация может измениться благодаря немецким ученым из Центра по изучению инфекций им. Гельмгольца. Они разработали новый, более дешевый способ производства инсулина с помощью дрожжей РюЫа pastoris, обладающих способностью стремительно размножаться. Новая технология довольна проста. Для начала грибок в виде обычной закваски помещают в 10-литровый биореактор, наполненный их любимым лакомством - глицерином. Плотно «пообедав», грибок начинает быстро размножаться. «На десерт» биохимики заливают в биореактор 2%-ный раствор метанола. Для любого другого организма это означало бы быструю смерть. Но только не для дрожжей РюЫа pastoris, которые превращают спирт в инсулин. До сих пор большая его часть производилась с помощью генетически модифицированной кишечной палочки. Новый метод позволяет получать дешевый инсулин в больших количествах.
ИСКУССТВЕННАЯ ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА
Ученые Центра детского диабета в Израиле совершили прорыв в лечении болезни, от которой только в этой стране страдают около 30 тыс. детей и подростков. Исследователям удалось разработать искусственную поджелудочную железу, которая позволяет инсулинозависимым больным обходиться без уколов. «Орган» состоит из внедряемого датчика, отслеживающего уровень сахара в крови, микрокомпьютера, обрабатывающего данные, и помпы, впрыскивающей в организм инсулин по мере необходимости. В рамках первых испытаний у 70% диабетиков, на сутки подключенных к искусственной поджелудочной железе, уровень инсулина постоянно находился на приемлемом уровне. Центр детского диабета намерен начать новый этап испытаний, в рамках которого больных отпустят домой с искусственной поджелудочной железой. Этот широкомасштабный эксперимент проводится сразу в нескольких странах. Недавно об успешных испытаниях своих систем объявили ученые Бостонского и Кембриджского университетов. Израильская версия, согласно планам, должна быть готова к массовому производству в течение ближайших четырех лет. Она отличается от зарубежных в первую очередь заложенной в микрокомпьютер программой, воссоздающей алгоритм действий врача при оценке состояния здоровья пациента.
По материалам http://www.consilium-medicum.com/article/18730, http://www.diadom.ru/news/2009/06/291/, Диабетического информационного агентства «Дибет-новости», PhysOrg, IEEE Spectrum, журнала Nature Immunology, «Российской газеты» подготовила Наталья МИНАКОВА
№5(99) Май 2011 НАУКА И ИННОВАЦИИ 25
