Продукты на основе клеток животных

Успехи в создании технологии культур клеток животных во многом были связаны с тем, что клетки, выращиваемые в культуре, стали рассматривать как микроорганизмы. Методы культиви­рования клеток животных, по признанию их создателей, были разработаны, в частности, на осно­ве принципов выращивания плесневых грибов — продуцентов антибиотиков.

Культуры клеток и тканей животных применяют для размножения, титрования и идентифи­кации вирусов и риккетсий с целью диагностики болезней, создания препаратов для предупреж­дения болезней путем вакцинации, лечения их, а также исследований в различных областях биологии, медицины, вирусологии, иммунологии, патологии, онкологии, биохимии. К настояще­му времени в клетках культивируют не менее 90% вирусов из числа более 200 агентов, принадле­жащих к 17 семействам, для которых описаны методы культивирования. В промышленности тех­нология культур клеток животных сначала была применена для производства вирусных вакцин против болезней человека и животных, затем — интерферона, ферментов (урокиназа), монокло­нальных антител, гормонов человека, фактора свертывания крови для больных гемофилией и др. До этого технология вирусных вакцин длительное время базировалась на использовании жи­вотных в качестве источника вирусов, поэтому была довольно примитивной по сравнению с техно­логией бактериальных вакцин. Позднее вирусы стали репродуцировать также в развивающихся

эмбрионах кур или реже — других птиц (метод овокультур, разработан в 30-х гг. 20 века). Этот ме­тод имеет некоторые преимущества, но не лишен многих недостатков. Поэтому переход на куль­туры клеток был оценен как важное достижение в техническом и биологическом планах, так как позволил получать большие количества вирусов более индустриальными методами и со значитель­но меньшим загрязнением посторонним материалом, в том числе вирусами, бактериями, белками из тканей хозяина, а также из окружающей среды.

С использованием клеточных культур было создано производство ряда вакцин для человека (по­лиомиелитная, коревая, антирабическая, гриппозная, против краснухи и паротита) и животных (ящурная, против болезней Марека, Ньюкасла, чумы, бешенства, лихорадки и др., всего около 30). Вакцинопрофилактика считается единственным надежным средством борьбы с вирусными болез­нями. Вслед за вирусными вакцинами, являющимися главными продуктами клеточной биотехно­логии, стали производить в больших масштабах другие ценные белковые продукты, такие как ин­терферон и моноклональные антитела.

Интерферон представляет собой группу белков — гликопротеидов, которые синтезируются клетками позвоночных in vitro в ответ на воздействие ряда вирусных или химических агентов (ин­дукторов интерферона). Он обладает широким спектром защитного, профилактического и лечебно­го действия: антивирусного, противомикробного, иммунорегуляторного, противоопухолевого, ра- диозащитного, в частности, действует на инфекционные и онкогенные вирусы, непосредственно на опухолевые клетки, препятствует отторжению трансплантата. Благодаря многостороннему дей­ствию интерферон отнесен к числу наиболее универсальных и перспективных защитных средств. Главным источником препарата интерферона являются лейкоциты донорской крови, но для промышленного производства этого препарата требуются слишком большие объемы крови. С внед­рением метода культур клеток, способных продуцировать интерферон in vitro, это препятствие ус­траняется, а стоимость его существенно снижается.

Антитела являются глобулиновыми белками сыворотки крови животных и человека и образу­ются в организме в ответ на попадание в него различных антигенов, принадлежащих бактериям, вирусам, белковым токсинам. Антитела специфически взаимодействуют со своими антигенами, обезвреживая их. Антитела могут продуцировать in vitro клетки — гибридомы, получаемые путем слияния (гибридизации) нормальных лимфоцитов, секретирующих антитела, и опухолевых кле­ток миеломы, чаще всего мыши или крысы.

Непрерывно растущие и секретирующие специфические моноклональные антитела клетки вы­ращивают путем пассажей на мышах или в культуре клеток. Таким образом, моноклональные ан­титела можно производить двумя способами: in vivo в асцитных жидкостях опухолей лабора­торных животных, получая от одной мыши 50 мг антител, или in vitro в культуре клеток гибридом с выходом до 500 мг с 1 мл культуральной жидкости. При этом первым методом нельзя получать человеческие моноклональные антитела. Второй метод был использован для крупномасштабного производства моноклональных антител в биореакторах единичной мощностью до 10000 л, что зна­чительно больше, чем для других продуктов в культуре клеток млекопитающих, например, вак­цин против ящура и интерферона, соответственно, 3000 и 8000 л.

Большой интерес к производству моноклональных антител связан с широким применением их в биологии и медицине для решения ряда задач. Изучается возможность использования монокло­нальных антител для лечения большой группы заболеваний, прежде всего злокачественных, а так­же инфекционных, СПИДа, отторжения биотрансплантата. Они способны доставлять различные препараты (противоопухолевые вещества, токсины, радиоизотопы) непосредственно к раковым клеткам организма — мишеням, удалять нежелательные вещества из кровяного потока. Монокло­нальные антитела используют как белки — реагенты не только в терапии, но также в диагности­ческих и исследовательских процедурах для локализации и классификации опухолей, определе­ния антигенов на поверхности клеток и гормонов, тестирования тканей на гистосовместимость, изучения структуры белков, очистки антигенов. В последнем случае используют иммобилизо­ванные моноклональные антитела в качестве высокоспецифических аффинных очистительных систем в промышленности для получения белков, например, интерферона.

Несколько позднее возник интерес к технологии клеток насекомых в связи с необходимостью производства вирусных инсектицидов для борьбы с насекомыми — вредителями растений. Рас­сматривается возможность использования вместо клеток млекопитающих клеток насекомых, ко­торые растут значительно быстрее, а в результате применения техники рекомбинантных молекул могут осуществлять биосинтез, присущий клеткам млекопитающих.

СіПроговС-^-