Παραγωγή ανθρώπινης αυξητικής ορμόνης (σωματοτροφίνης).

0
Παραγωγή ανθρώπινης αυξητικής ορμόνης (σωματοτροφίνης).

Ανθρώπινη αυξητική ορμόνη (hGH) είναι μια πρωτεϊνική ορμόνη που συντίθεται στην υπόφυση στη βάση του εγκεφάλου. Αυτή η ορμόνη εμπλέκεται στον έλεγχο τόσο της ανάπτυξης όσο και του αναστήματος. Τα παρασκευάσματα της hGH χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία παιδιών με «υπουποφυσιακό νανισμό», μια συγγενή ασθένεια στην οποία η υπόφυση αποτυγχάνει να εκκρίνει επαρκή hGH για φυσιολογική ανάπτυξη. Αυτή η ορμόνη δεν μπορεί να χορηγηθεί από το στόμα, αλλά πρέπει να χορηγηθεί με ένεση. Η τυπική δόση είναι 0,5–0,9 IU/kg σωματικού βάρους την εβδομάδα. Επιπλέον, η hGH έχει θεραπευτική αξία στη θεραπεία μιας σειράς άλλων ασθενειών, ιδιαίτερα εκείνων που σχετίζονται με τη γήρανση, και στην επούλωση πληγών.

Αυτή η ορμόνη είναι μια ενιαία πρωτεϊνική αλυσίδα που συντίθεται στο σώμα ως πρόδρομος, προορμόνη, που αποτελείται από 217 αμινοξέα. Η προ-ορμόνη περιέχει μια αλληλουχία σήματος 26 αμινοξέων που διασπάται ενζυματικά για να δώσει τη βιολογικά ενεργή πρωτεΐνη. Η ενεργή hGH έχει μοριακό βάρος 21500 Da και αποτελείται από 191 αμινοξέα με δύο δισουλφιδικούς δεσμούς που συνδέουν τις κυστεΐνες στις θέσεις 53 και 165 και 182 και 189.

Η πρώτη κλινική εφαρμογή της hGH για τη θεραπεία του νανισμού ήταν το 1958, χρησιμοποιώντας ορμόνη που εξάγεται από τους αδένες της υπόφυσης ανθρώπινων πτωμάτων. Η κατασκευή του απαιτούσε σχεδόν 40 αδένες υπόφυσης ανά ασθενή ετησίως και, κατά συνέπεια, το προϊόν ήταν σε έλλειψη. Το 1985 αυτό το προϊόν αποσύρθηκε από την αγορά, καθώς η χρήση αυτών των σκευασμάτων hGH συνδέθηκε άμεσα με την ανάπτυξη μιας ανθρώπινης εγκεφαλοπάθειας που ονομάζεται Νόσος Creutzfeldt-Jakob (CJD). Ο αιτιολογικός παράγοντας της CJD δεν είναι ακόμη γνωστός με βεβαιότητα και έχουν προταθεί τουλάχιστον δύο θεωρίες: ένας μη αναγνωρισμένος αργός ιός ή μια πρωτεΐνη πριόν που συνκαθαρίζεται με την hGH.

Η θεωρία του πριόν περιλαμβάνει μια πρωτεΐνη που αλλάζει το σχήμα διαμόρφωσης άλλων πρωτεϊνών, οπότε αυτές γίνονται ανθεκτικές στις φυσικές πρωτεάσες του ανθρώπινου σώματος, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό χαρακτηριστικών μυελοειδών κηλίδων στον εγκεφαλικό ιστό. Ένα παρόμοιο πρόβλημα συνέβη στις αρχές της δεκαετίας του 1980, όταν οι αιμορροφιλικοί μολύνθηκαν με τον ιό HIV, ο οποίος είχε συνεκκαθαριστεί με τον παράγοντα πήξης του αίματος VIII από το ανθρώπινο αίμα. Και τα δύο προβλήματα καταδεικνύουν τους πιθανούς κινδύνους των ζωικών και ανθρώπινων προϊόντων και τη ζωτική σημασία του πλήρους χαρακτηρισμού τέτοιων προϊόντων, ειδικά για την παρουσία μολυσματικών ουσιών.

Μια αναζήτηση για εναλλακτικές πηγές hGH ξεκίνησε με προϊόντα ζωικής προέλευσης, αλλά οι αυξητικές ορμόνες βοοειδών και χοίρων βρέθηκαν αναποτελεσματικές. Μεγαλύτερες ποσότητες ασφαλέστερης παροχής παρέχονται τώρα μέσω της ανασυνδυασμένης hGH, η οποία άρχισε να αναπτύσσεται στα τέλη της δεκαετίας του 1970. Δύο εταιρείες, η Kabivitrum στη Σουηδία και η Genentech στις ΗΠΑ, δημιούργησαν μια κοινή επιχείρηση για την ανάπτυξη μιας ανασυνδυασμένης hGH που προέρχεται από το DNA. Ωστόσο, εκείνη την εποχή η παραγωγή ανασυνδυασμένων προϊόντων δεν επιτρεπόταν στη Σουηδία, επομένως οι εργασίες πραγματοποιούνταν στις ΗΠΑ.

Τα αρχικά συστήματα ανασυνδυασμένου DNA χρησιμοποιούσαν τη βιολογικά ενεργή ορμονική αλληλουχία DNA που εισήχθη σε έναν πλασμιδιακό φορέα που χρησιμοποιήθηκε για να μετασχηματίσει τον βακτηριακό ξενιστή Ε. coli. Η πρωτεΐνη που προκύπτει περιέχει 192 αμινοξέα, με το πρόσθετο αμινοξύ της να είναι μια Ν-φορμυλομεθειονίνη που βρίσκεται στο Ν-(αμινο)-τελικό άκρο της πρωτεΐνης (δηλ. Ν-φορμυλομεθειονυλο-hGH). Αυτό το αμινοξύ χρησιμοποιείται ως ο εκκινητής της πρωτεϊνικής σύνθεσης στα περισσότερα βακτήρια. Σε ορισμένες πρωτεΐνες που συντίθενται με βακτήρια, αυτό το επιπλέον αμινοξύ διασπάται μετα-μεταφραστικά, αλλά στην περίπτωση αυτή δεν αφαιρείται.

Υπήρχε κάποια αρχική ανησυχία ότι το επιπλέον αμινοξύ μπορεί να είναι ανοσογονικό και να προκαλέσει ανοσοαπόκριση στους ασθενείς. Ως αποτέλεσμα, έγιναν προσπάθειες για την ανάπτυξη ενζυματικών βημάτων για την απομάκρυνση του επιπλέον αμινοξέος, αλλά αυτό αποδείχθηκε δύσκολο. Ωστόσο, αυτό το προϊόν, N-formylmethionyl-hGH, δεν είχε εμφανείς κλινικές διαφορές με την προερχόμενη από την υπόφυση hGH και η Genentech άρχισε να εμπορεύεται το προϊόν της (Protropin) το 1985. Ήταν το δεύτερο ανασυνδυασμένο φαρμακευτικό προϊόν που εγκρίθηκε για κλινική χρήση μετά την ανασυνδυασμένη ινσουλίνη.

Παραγωγή ανασυνδυασμένης ανθρώπινης αυξητικής ορμόνης

Μια εναλλακτική προσέγγιση για την παραγωγή ανασυνδυασμένης hGH είναι η κλωνοποίηση της προορμόνης, που περιέχει 217 αμινοξέα, και στη συνέχεια η ενζυμική διάσπαση της πεπτιδικής αλληλουχίας σήματος των 26 αμινοξέων για να δώσει το βιολογικά ενεργό προϊόν. Άλλοι ερευνητές έχουν επίσης χρησιμοποιήσει διαφορετικούς ξενιστές, συμπεριλαμβανομένων των Bacillus subtilis και P. aeruginosa, οι οποίοι παράγουν διαλυτό προϊόν στον περιπλασμικό χώρο. Η καλλιέργεια ζωικών κυττάρων χρησιμοποιώντας κυτταρικές σειρές ποντικού και ανθρώπου είναι επίσης μια πιθανή οδός παραγωγής hGH.

Αναφορά και Πηγές

  • https://www.biosyn.com/tew/human-growth-hormone-or-hgh.aspx
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Creutzfeldt–Jakob_disease
  • https://www.transtutors.com/questions/1-what-are-the-potential-dangers-of-residues-in-animal-products-2-list-three-classes-5603835.htm
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Recombinant_DNA
  • https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25545303/
  • https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/5328638/

Διαβάστε επίσης:

Schreibe einen Kommentar