Инсулин вырабатываемый кишечной палочкой

Кишечная палочка Esherichia coli, бактерия, известная человечеству уже полтора века – обычнейший обитатель нашего кишечника. Она – излюбленный объект исследований микробиологов, биохимиков и генетиков всего мира, и не случайно именно Esherichia coli стала первым живым генно-модифицированным организмом, появившимся на свет в 1973 году. В ее геном был встроен ген человека, кодирующий синтез инсулина.

В настоящее время генетически модифицированные микроорганизмы используются для производства фармацевтических препаратов, вакцин, продуктов тонкого органического синтеза, пищевых добавок и многого другого. Новые штаммы кишечной палочки уже не просто производят инсулин: они стимулируют восстановление собственных способностей организма пациента вырабатывать этот гормон. При диабете первого типа бета-клетки поджелудочной железы утрачивают способность синтезировать инсулин. Ученые Корнельского университета (Итака, штат Нью-Йорк), работающие под руководством Джона Марча (John March), решили попытаться восстановить этот механизм с помощью сигнальной системы, используемой выстилающими кишечник эпителиальными клетками и населяющими его полезными бактериями. Созданный в лаборатории Марча штамм непатогенной кишечной палочки синтезирует белок GLP-1 – глюкагоноподобный пептид. В организме здорового человека этот белок синтезируется клетками кишечника и, среди прочих эффектов, запускает продукцию инсулина в поджелудочной железе. Авторы продемонстрировали, что в лабораторных условиях в присутствии глюкозы секретирующие GLP-1 бактерии запускают синтез инсулина в культуре клеток кишечника человека. Механизмы, лежащие в основе этого феномена, пока не ясны. Спектр применения – колоссальный, к примеру, обычный йогурт, обогащенный такими бактериями, сможет заменить больным диабетом инъекции инсулина! Кроме бактерий для лечения диабета, группа Марча работает над созданием целого ряда целебных штаммов микроорганизмов, в том числе предназначенных для борьбы с кариесом, синтеза витаминов, лечения непереносимости лактозы и профилактики холеры.

Генно-модифицированные штаммы кишечной палочки ученые намерены использовать и для решения одной из проблем века – ожирения. Как показывают исследования, добавление в еду подопытным мышам особого штамма E.Coli , в геном которой введен ген растения резуховидки, помогает избавить от лишнего веса подопытных мышей. Бактерии ориентированы на синтез особого вещества под названием NAPE, которое организм млекопитающих превращает в гормон, вырабатываемый в процессе переваривания пищи. Этот гормон поступает через кровь в мозг и, сигнализируя о насыщении, уменьшает аппетит. Получается, что бактерия заставляет мышей думать, что они едят больше, чем на самом деле. В исследовании, опубликованном в журнале The Journal of Clinical Investigation, грызунов, которым добавляли бактерии в питьевую воду, и грызунов из контрольной группы кормили высококалорийной пищей. У мышей, которые употребляли бактерии, снизился аппетит, они перестали набирать вес и начали показывать меньшую инсулиновую устойчивость. Эффект сохранялся около четырех недель. Ученые считают, что эти бактерии можно использовать в пробиотиках для употребления людьми. Если препарат окажется действенным и безопасным, то он даст большую фору существующим лекарствам против ожирения.

Пробиотики, изготовленные с добавлением модифицированной кишечной палочки, как считают ученые – это одно из лекарств будущего, ведь для этой бактерии кишечник человека - естественное местом ее обитания. Однако, несмотря на первые успехи, авторы отмечают, что им еще предстоит ответить на несколько непростых вопросов. Например, необходимо выяснить, насколько опасны подобные вмешательства в естественную микрофлору кишечника, индивидуальную для каждого человека.

Информация

Добавить в ЗАКЛАДКИ

Интерферон

Интерферон — белок, который синтезируется аирусзараженными клетками животных и человека и который препятствует заражению этих клеток другим вирусом.[ . ]

Интерфероны — белки, синтезируемые клетками главным образом в ответ на заражение организма вирусами. Интерфероны характеризуются видовой специфичностью. Например, у человека установлены три группы интерферонов, продуцируемых различными клетками под контролем соответствующих генов. Интерес к интерферонам определяется тем, что их широко используют в клинической практике для лечения многих болезней человека, особенно вирусных.[ . ]

У рыб доказано наличие интерферона. При вирусных инфекциях усиление его синтеза предшествует образованию специфических антител.[ . ]

Наибольшие успехи в производстве различных веществ, в том числе лекарственных (инсулин, соматостатин, интерферон и др.), связаны с генетической инженерией, составляющей сейчас основу биотехнологии.[ . ]

Установлено, например, что в кодировании яичного альбумина цыплят участвует несколько генов. Лейкоцитарный интерферон человека кодируется девятью неаллельными генами, а 8-кристаллин цыплят — двумя генами.[ . ]

Препараты РНК, приготовленные из частично очищенных препаратов вируса, были активными как стимуляторы образования интерферона. Такая .активность исчезала при инкубации с панкреатической рибонуклеазой гв 0,03 М фосфатном буфере. Рибоиуклеаза не оказывала какого-либо определенного действия в 0,2 М растворе поваренной соли, что свидетельствует о том, что вирусная РНК, вероятно, является двухценочечной.[ . ]

Соответствующая тепловая обработка спор штамма АТСС 14586 привела к образованию субштамма, в котором данный вирус не обнаруживался и который не обладал способностью индуцировать образование интерферона. Таким образом, этот субштамм был похож па другие свободные от вируса изоляты P. stoloniferum. Зараженный вирусом штамм рос медленнее, чем штаммы, свободные от вируса, или субштамм, освобожденный от вируса путем тепловой обработки. Колонии зараженного штамма отличались от незаражеиного тем, что росли медленнее, края их были неровными и для них были характерны различные оттенки зеленого цвета.[ . ]

Генная инженерия оказалась очень перспективной для медицины, прежде всего, в создании новых технологий получения физиологически активных белков, используемых в качестве лекарств (инсулин, соматостатин, интерфероны, соматотропин и другие). Инсулин используют для лечения больных диабетом, который стоит на третьем месте (после болезней сердца и рака) по частоте вызываемых смертельных случаев. Мировая потребность инсулина составляет несколько десятков килограммов. Традиционно его получают из панкреатических желез свиней и коров, но гормоны этих животных слегка отличаются от инсулина человека. Инсулин свиней различается по одной аминокислоте, а коровий — по трем. Считают, что инсулин животных часто вызывает побочные эффекты. Хотя химический синтез инсулина осуществлен давно, но до сих пор промышленное производство гормона оставалось очень дорогим. Сейчас получают дешевый инсулин с помощью генно-инженерного метода путем химико-ферментативного синтеза гена инсулина с последующим введением этого гена в кишечную палочку, которая затем синтезирует гормон. Такой инсулин более «биологичен , т. к. химически идентичен инсулину, вырабатываемому клетками поджелудочной железы человека.[ . ]

После этого другими исследователями было показано, что хеленин оказывает антивирусное действие, стимулируя •образование интерферона, и что действующим агентом является, по-видимому, двухцепочечная РНК. Вирусы, выделенные из двух видов Pénicillium, оказались серологически не родственными. Несмотря иа то что эти вирусные частицы обладают физическими и химическими свойствами мелкого полиэдрического вируса, о заражении ими культур здоровых грибов пока не сообщалось.[ . ]

Бактерии брожения используются в биотехнологических производствах. Продукты брожения используются как источники пищи (в молочной промышленности) и топлива (биогаз из растительных остатков). Бактерии применяют в генетической инженерии, например, для биотехнологического получения инсулина, интерферона и других ценных лекарственных препаратов.[ . ]

Маука сейчас владеет методами клонирования генов и конструирования на их основе плазмид, обеспечивающих встраивание генов в генном организме реципиента. Сейчас уже клонировано значительное число генов высших организмов, таких как гормон роста — соматотропип, гормон инсулина, лейкоцитарного интерферона, миозина и др.[ . ]

Различные ингибиторы, идентифицированные более или менее определенно как белки, были обнаружены в здоровых растепиях-хозяевах, например выделены из листьев Nicoiiana tabacum [1980] и из Dianthus caryo])hyllus h [1375, 1370]. Внимание исследователей было привлечено физическим и химическим сходством между подобного рода факторами из гвоздики и птичьим интерфероном, полученным из клеток птиц, однако данных о том, что фактор, выделенный из гвоздики, играет какую-либо роль в возникновении устойчивости к вирусной инфекции у этого растения, пока не имеется [505].[ . ]

Читайте также:

Пожалуйста, не занимайтесь самолечением!
При симпотмах заболевания - обратитесь к врачу.