Современная биотехнология в создании и производстве лекарственных средств.

План лекции

1. Определение понятия «биотехнология».

2. Связь биотехнологии с фундаментальными и прикладными науками.

3. Природные «биофабрики» (примеры).

4. Области применения биотехнологии.

5. Лекарственные препараты, получаемые с использованием современных биотехнологий.

6. Биотехнология в зарубежных странах.

7. Развитие биотехнологии (этапы).

8. Основные составляющие биотехнологического процесса.

9. Разделы биотехнологии, представляющий непосредственный интерес для специалистов, работающих на рынке лекарственных средств.

Применительно к фармации биотехнология - это наука о получении лекарственных препаратов ферментативными методами, то есть с помощью ферментов. Вместе с тем биотехнология – это целенаправленное воздействие на природу и человека. В данном случае, целенаправленное воздействие на природу имеет глобальный смысл. Так как с помощью б/т можно воздействовать на всю биосферу земли. Уже сейчас понятны молекулярные, то есть материальные основы наследственности, биохимические механизмы передачи информации от фенотипа к генотипу, включая человека (совершенствование генотипа - улучшение человеческих способностей).

Термин биотехнология был придуман в 1917 году венгерским инженером Карлом Эреки для описания процесса крупномасштабного выращивания свиней с использованием в качестве корма сахарной свеклы.

В большинстве учебных пособий биотехнология трактуется как направление научно-технического прогресса, использующее биологические процессы и агенты для целенаправленного воздействия на природу, а также для промышленного получения полезных для человека продуктов, в том числе лекарственных средств.

Из этого определения биотехнологии видно, что это одновременно и наука, и сфера производства.

Понятие «биотехнология» включает в себя ряд разделов энзимологии, промышленной микробиологии, прикладной биохимии, медицинской микробиологии и медицинской биохимии, а также содержит разделы, связанные с конструированием некоторых видов заводского оборудования и созданием специализированных поточных линий.

В настоящее время чрезвычайно активно ведется конструирование новых продуцентов биологически активных веществ с помощью технологий рекомбинантной ДНК. Здесь в качестве примера можно привести создание так называемых природных «биофабрик». Схематично это выглядит так. В лаборатории конструируется молекула, содержащая в себе ген, ответственный за синтез нужного белка. Затем эта конструкция интегрируется в генный аппарат животного, организм которого под воздействием своих собственных управляющих элементов, так называемых промоторов, начинает синтезировать внутри себя вот эти самые белки. Это могут быть инсулиноподобные факторы роста, могут быть белки обладающие другими функциями.

В настоящее время биотехнология решает проблемы не только медицины или, например, производства пищевых продуктов путем ферментации (то есть традиционной области ее применения); а имеет очень широкие области применения – так, например, с ее помощью ведется добыча и разведка полезных ископаемых.

Биотехнологический процесс, в котором для производства коммерческих продуктов используются микроорганизмы, обычно состоит из 3 ключевых этапов.

1.Исходная обработка: обработка сырья таким образом, чтобы его можно было использовать как источник питательных веществ для микроорганизма.

2. Ферментация и биотрансформация: рост микроорганизма в большом биореакторе (как правило, более 100 литров) с последующим образованием нужного метаболита, например антибиотика, аминокислоты или белка.

3. Конечная обработка: очистка нужного вещества от компонентов культуральной среды или от клеточной массы.

В настоящее время в мире для нужд фармации с использованием современных биотехнологий производится как минимум около половины лекарственных средств от общего объема производимых лекарств. В категорию таких лекарственных препаратов входят: (рис.).

1. Лекарственные средства для лечения, например, аминокислоты и препараты на их основе, антибиотики, ферменты, коферменты, крове- и плазмозаменители, гормоны стероидной и полипептидной природы и т.д.

2. Профилактические средства - вакцины, анатоксины, интерфероны, сыворотки, иммуномодуляторы, нормофлоры.

3. Диагностические средства - ферментные и иммунные диагностикумы, препараты на основе моноклональных антител и иммобилизованных клеток.

Лекция №2