Иммунобиотехнология лекарственных средств

Сформированы глобальные цели биотехнологии - этой жизненно необходимой области деятельности человечества. Это здоровье, экология, получение продуктов питания, энергетика, техника, технология и освоение космического пространства. Все эти направления не обособлены, они тесно связаны друг с другом.

В программе здоровья есть область – иммунобиотехнология.

Что такое иммунная система?

Позвоночные животные обладают механизмом надзора, который называется иммунной системой. Эта система защищает их от болезнетворных (патогенных) микроорганизмов, таких, как бактерии и вирусы, и от раковых клеток. Она специфически распознает и избирательно уничтожает вторгшиеся чужеродные агенты.

Наука об иммунной системе, иммунология, внесла значительный вклад в такие области современной медицины и ветеринарии, как борьба с инфекциями, переливание крови, вакцинация, трансплантация органов, лечение аллергии, аутоиммунных заболеваний и рака.

Иммунитет у позвоночных обеспечивается системой, имеющей два основных способа защиты от чужеродного вторжения (рис. 3). Клеточный иммунный ответ особенно эффективен против грибов, паразитов, внутриклеточных вирусных инфекций, раковых клеток и чужеродных тканей. Гуморальный иммунный ответ проявляется в период внеклеточной фазы бактериальных и вирусных инфекций. Кроме этих двух механизмов иммунитета большая роль принадлежит фагоцитозу.

В организме позвоночных это морфологически организовано на лимфоидных клетках – лимфоцитах. Клеточный иммунный ответ – Т-клетки. Когда чужеродное вещество попадает в организм, распознающие его Т-клетки активируются и инициируют реакцию, в результате которой это чужеродное вещество уничтожается. Гуморальный иммунный ответ – В-клетки. В-клетки активируются в процессе распознавания чужеродного агента, дифференцируются в плазматические клетки и секретируют антитела-сыворотные белки, специфически связывающиеся с этим чужеродным веществом и вызывающие цепь разнообразных реакций, направленных на элиминацию (удаление) его из организма. За фагоцитоз – отвечают макрофаги. Этот класс клеток отвечает за поглощение чужеродного агента, его расщепление и предоставление Т- и В-клеткам. Кроме этих основных клеток иммунной системы существуют и друг вспомогательные клетки, роль которых обеспечивать надежную работу указанных выше клеток.

Рис. 3. Система иммунитета у позвоночных для защиты от инфекций.

Морфологически иммунная система в организме включает костный мозг (где сосредоточены стволовые клетки – продуценты всех клеток иммунной системы; тимус – школа обучения Т-клеток; лимфоузлы – место встречи антигена, проникающего через дыхательные пути и желудочно-кишечный трак с макрофагами и В- и Т-клетками, а селезенка – место встречи антигена, проникающего через кровь, с такими же клетками. Все эти органы иммунной системы связаны между собой кровеносными и лимфатическими сосудами.

Связь между клетками организма и иммунитета осуществляется цитокинами. Цитокины представляют собой группу полипептидных медиаторов межклеточного взаимодействия, участвующих главным образом в формировании и регуляции защитных реакций организма при внедрении патогенов и нарушении целостности тканей, а также в регуляции ряда нормальных физиологических функций. Сейчас известно уже более 200 индивидуальных веществ, относящихся к семейству цитокинов, которые формируют в организма цитокиновую сеть.

Таким образом, иммунная система, очень кратко охарактеризованная нами выше, предназначена для осуществления защиты организма от патогенов или создания состояния резистентности к заболеваниям. Основными элементами такой системы при вирусных заболеваниях являются сами патогены (РНК-, ДНК-вирусы, бактерии и др.), которые действуя на клетки и составляющие элементы системы иммунитета в организме хозяина, активизируют цитокиновую сеть. В результате в этих клетках синтезируются цитокины (интерфероны, интерлейкины, факторы некроза и др.). Под действием этих вновь синтезированных цитокинов в клетках тканей организма (обозначенных термином «ворота инфекции») через систему рецепторов активизируются ферментативные и другие механизмы подавления патогена). В случае вирусной инфекции этими элементами являются дсРНК-зависимые ферменты: протеинкиназа (дс-ПК) и 2’-5’олиго-аденилатсинтетаза (ОАС), РНК-аза L, аденозиндезаминаза (АД). За этим следует каскад регулируемых ферментами процессов транскрипции и трансляции, приводящий к антивирусному и антипролиферативному состоянию или развитию апоптоза.

Эти сформированные в эволюции механизмы подавления вирусных и бактериальных инфекций с участием дсРНК, цитокинов группы интерферонов, ферментов-нуклеаз позволили начать биотехнологические работы по разработке технологии получения комплекса противоинфекционных препаратов нового поколения.