ZMapp и «растущее» будущее растительных лекарственных средств

Тысячи людей, которым угрожает Эбола, нуждаются в надежде, и эта надежда может сейчас расти в оранжерее Кентукки. Растения, такие как табак, кукуруза и картофель, могут создавать сложные белки. Исследователи теперь взяли под свой контроль внутренние механизмы этих растений для производства некоторых из наиболее важных терапевтических белков, антител и вакцин, когда-либо сделанных. Они называются фармацевтическими препаратами растительного происхождения или PMP.

Процесс превращения гена в белок в культуру обтекается, оптимизируется и регулируется. Клинические испытания для тестирования первых «выращенных» белков продолжаются. ПМП достигают совершеннолетия, и экспериментальный препарат Эбола ZMapp сделал их знаменитыми.

РекламаРеклама

Кризис Эбола в Западной Африке расширяется ежедневно. По данным CDC, более 1 400 человек умерли от подозреваемой инфекции Эбола в нынешней вспышке. Миллионы больше подвержены риску. У Эболы нет лекарств и нет вакцины.

Два американских сотрудника по оказанию помощи, д-р Кент Брантли и миссионер Нэнси Рингбол, просто вышли из изоляции в больнице Университета Эмори в Атланте. Они избили шансы и оправились от заражения Эболой. Brantly и Writebol получили ZMapp.

Подробнее: Два американца выписаны из больницы Атланты, но кризис Эболы все еще далек от завершения »

Хотя врачи не могут доказать, что ZMapp был причиной выздоровления этих пациентов, результаты обнадеживают. Остальные несколько доз непроверенного препарата были отправлены в пострадавшие районы Западной Африки.

16 августа официальные лица в Монровии, Либерия, подтвердили, что 3 инфицированных врача получили ZMapp. В понедельник официальные лица сообщили, что один из врачей, доктор Абрахам Борбор, умер от инфекции. Борбор был заместителем главного врача в крупнейшей больнице Либерии.

РекламаРеклама

Даже если ZMapp в конечном итоге окажется успешным, большая часть лечения будет недоступна в течение недель или месяцев. Зачем? Растениям нужно время расти.

ZMapp «растет» внутри генетически модифицированных растений Nicotiana benthamiana (хрупкий кузен табака). Mapp Biopharmaceutical и LeafBio разработали этот коктейль только месяц назад. Он сочетает антитела, которые ранее демонстрировали успех в повышении выживаемости эбола у обезьян. Растения производят эти антитела с использованием собственного внутреннего оборудования.

Переход от антисывороток к антителам

Происхождение ZMapp началось с 100-летнего лечения инфекций без лечения: антисыворотки. Первоначально антисыворотка была сделана из сыворотки людей (или животных), которые пережили такую же инфекцию. Сыворотка - это «чистая» часть крови. Он не содержит эритроцитов или свертывающихся белков. Сыворотка содержит много других белков, включая антитела.

Сыворотка, оставшаяся в живых, содержит антитела против вируса или бактерий, которые вызывают инфекцию. Лечение антисыворотки включает в себя прием сыворотки выжившего и инъекцию его в человека, недавно подвергшегося той же болезни. Сывороточные антитела помогают быстро активировать иммунную систему новорожденного.

До открытия антибиотиков, таких как пенициллин и вакцин для предотвращения инфекции, антисыворотки использовались для лечения инфекций. К ним относятся пневмония, дифтерия, холера и многое другое. Теперь, antisera боевые токсины от змеиных укусов и борьбы с бешенством и инфекциями столбняка.

РекламаРеклама

Заражённые кролики, крысы и даже лошади использовались для создания антисывороток. Это было дорогостоящим и неэффективным. Современное понимание генетики и структуры антител помогло усовершенствовать концепцию антисыворотки. Вместо использования множества различных антител (поликлональных антител или pAb) исследователи теперь выбирают только самые эффективные. Затем они воссоздают генетический код для одного особо полезного антитела (называемого моноклональным антителом или mAb).

Гены для этого mAb обычно вставляются в бактерии или культуры животных клеток. Затем эти культуры клеток продуцируют большие количества mAb, которые очищают и используют для лечения. Никакие сывороточные или животные продукты не задействованы. Это устраняет риск работы с смертельными инфекционными агентами у животных.

Узнайте, как моноклональные антитела могут лечить волчанку »

В пресс-релизе относительно успеха предшественника ZMapp под названием MB-003 президент Mapp Biopharmaceutical доктор Ларри Зейтлин сказал:« Мы были довольны чтобы увидеть, насколько хорошо выполнены гуманизированные mAb MB-003. Мы также были приятно удивлены превосходством mAb, полученным в растении, по сравнению с теми же mAb, производимыми в традиционной культуре клеток млекопитающих ».

Этот метод создает высокоэффективные лекарства, включая Герцептин (трастузумаб), химиотерапию mAb для лечения рака молочной железы Humira (adalimumab) - это лечение mAb против аутоиммунного заболевания. В настоящее время разрабатывается парная терапия actoxumab и bezlotoxumab для лечения инфекции Clostridium difficile. В разработке более 350 mAb лечения и более 30 в настоящее время на рынке.

РекламаРеклама

Сохранение огромных чашек клеточных культур для производства mAb стоит больших денег. Введение генов mAb в растения создает более дешевый метод производства больших объемов. Использование растений также снижает риск загрязнение конечного продукта.

«Учитывая растущий глобальный спрос на вакцины и другие биологические препараты, разработка технологий для производства более безопасной и лучшей продукции остается критической, - сказал в недавнем пресс-релизе д-р Видади Юсибов, исполнительный директор Центра молекулярной биотехнологии Fraunhofer.

«Заражение» растений превращает их в белковые заводы

Родственники табака чаще всего используются для этого нового процесса. Исследователи изменили табакоподобные растения, выращенные в Оуэнсборо, штат Кентукки, для производства трех антител против Эболы и создания ZMapp.

Н. benthamiana выращивается в закрытых помещениях в заводских фермах, поэтому он не подвергает риску коммерческий табак или другие культуры. Листья, которые быстро впитывают жидкости, легко заражаются вирусами или бактериями.

Узнайте больше о смертельном вирусе Эбола и геморрагической лихорадке Эбола »

РекламаРеклама

N. benthamiana - идеальное растение для процесса агроинфильтрации. Желаемый ген антитела добавляют в виде фрагмента ДНК в сконструированную бактерию под названием Agrobacterium tumefaciens. Это когда-то было источником коронарной болезни желчного пузыря на растениях. Теперь он был использован для насыщения растения полезной ДНК. Растения полностью погружают в раствор A. Tumefaciens, и листья поглощают бактерии. Затем заградительные производственные центры заводов начинают производить нужный белок навалом.

Рабочий закрытый «фарм» - это хорошо смазанная машина. Роботы выращивают растения, обрабатывают зрелые растения с помощью ванны, чтобы превратить их в миниатюрные фабрики, а затем собирать и обрабатывать их.

Лист табачного растения является основным местом хранения белков. Поэтому обработка и очистка должны начинаться сразу после сбора урожая. Извлечение желаемого белка по-прежнему дорого и требует много времени. Табак и его кузены содержат токсичные алкалоиды, которые необходимо удалить до того, как белок можно вводить в качестве лекарственного средства.

Настало время, прежде чем больше коктейля ZMapp mAb можно выращивать, очищать и очищать для использования. Этот процесс также необходимо масштабировать для устранения тысяч доз, которые понадобятся. ZMapp по-прежнему нуждается в обширном человеческом тестировании, чтобы определить, безопасно ли оно и эффективно.

Заводы, сделанные на заводе, также тестируются на ВИЧ, MRSA, West Nile

Помимо ZMapp для лечения Ebola, другие растительные mAb двигаются к клиническим испытаниям. Mapp Biopharmaceutical продолжает работу над препаратами для производства mAb для производства вируса Марбурга (кузена Эбола) и для респираторно-синцитиального вируса. Микробицидный коктейль mAb против ВИЧ и герпеса также близок к продвижению к клиническим испытаниям фазы 1.

Другие исследователи разрабатывают растительные mAb для вируса Западного Нила. В табаке вырабатываются мениты бешенства и гепатита. CaroRx является растительным mAb, используемым для лечения бактерий, вызывающих распад зубов, и в настоящее время находится в фазе 2 клинических испытания.

Возможности очень интересны для расширения защиты антител к другим заболеваниям, таким как туберкулез, MRSA и даже ВИЧ. Использование растений для производства этих защитных антител может привести к снижению затрат и более быстрому реагированию на вспышку заболевания.

У PMP есть приложения помимо терапевтических антител. Быстрое производство огромных количеств целевых белков является одним из больших преимуществ производства вакцин с растениями. Когда эпидемия, такая как свиной грипп, попадает, запасы вакцины могут быстро истощаться. Растение производства вакцин может заполнить пробелы.

Узнать больше: лекарства от рака молочной железы вылечивают инфекцию вируса Эбола у мышей »

В Центре молекулярной биотехнологии Фраунгофера в штате Делавэр стойки N.benthamiana растения могут быть запрограммированы на производство широкого спектра вакцин. В следующий раз, когда эпидемия ударит, производство PMP может создать 2,5 миллиона единиц вакцины всего за одну неделю.

Для холеры были разработаны вакцины для производства, токсичные Escherichia coli, гепатит B, вирус Норуолк и ВПЧ. Больше в пути. Уже проводятся исследования в области съедобных вакцин. Это позволит пациентам просто потреблять пищу для создания иммунитета.

Другие терапевтические белки, такие как факторы свертывания крови и другие продукты крови, производятся также на растениях. Д-р Генри Даниэлл, директор по трансляционным исследованиям в Школе стоматологической медицины Университета Пенсильвании, сотрудничает с фармацевтической компанией Bayer для производства антикоагулянтов на листьях салата.

«В дополнение к ZMapp, в этой области много новых разработок», - сказал Даниэлл Healthline. «[Журнал] Nature показывает одну из наших публикаций о гемофилии, вырабатываемой в хлоропластах салата. Это разработано с соглашением в размере 100 миллионов долларов с крупной фармацевтической компанией. Таким образом, это поле быстро продвигается вперед. «

Лиофилизированные клетки салата устойчивы к кислотам желудка. Их можно принимать перорально и все еще поглощать в кишечнике, в отличие от большинства деликатных белковых продуктов. С растущей потребностью в большем количестве терапевтических белков быстрая и доступная технология производства будет огромной выгодой. И крупные фармацевтические компании сидят и замечают.

Нынешняя вспышка Эболы является самой большой и самой серьезной из когда-либо наблюдавшихся. Даже если усилия по преодолению последствий новых инфекций будут успешными, произойдет еще одна вспышка. Выращенные растительностью антитела и вакцины позволят быстро производить лекарства в ответ на эпидемию будущего.

Похожие новости: Первое в мире биоподобное моноклональное антитело, столь же эффективное для анкилозирующего спондилит »