Генинсулин: рекомбинантный человеческий инсулин¶

Генинсулин — рекомбинантный человеческий инсулин, получаемый методом генетической инженерии с использованием штаммов бактерий Escherichia coli, в геном которых встроен синтезированный ген человеческого инсулина. Относится к группе препаратов инсулина короткого действия и применяется для лечения сахарного диабета, требующего инсулинотерапии. Действующее вещество — инсулин растворимый (человеческий генно-инженерный).

¶Общая характеристика

Генинсулин представляет собой полипептидный гормон, идентичный по аминокислотной последовательности инсулину, вырабатываемому поджелудочной железой человека. Молекула состоит из двух цепей: A-цепи (21 аминокислотный остаток) и B-цепи (30 остатков), соединённых двумя дисульфидными мостиками; третий мостик формируется внутри A-цепи. Молекулярная масса — около 5808 дальтон.

В отличие от инсулинов животного происхождения (бычьего, свиного), получаемых из поджелудочной железы скота, генинсулин синтезируется микробиологическим способом. Это обеспечивает высокую степень очистки, стабильность состава и снижение риска иммунологических реакций, связанных с чужеродными аминокислотными последовательностями.

¶История создания

До 1980-х годов инсулин для медицинского применения выделяли исключительно из тканей животных. Ограниченность сырья и вариабельность свойств стимулировали поиск альтернативных технологий.

В 1978 году исследователи компании Genentech совместно с учёными из City of Hope впервые синтезировали человеческий инсулин в клетках E. coli. В 1982 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило первый рекомбинантный инсулин — «Хумулин» (инсулин человеческий). В СССР работы по генно-инженерному инсулину велись с начала 1980-х; советский препарат получил название «Инсулин человеческий генно-инженерный», а впоследствии — «Генинсулин». Производство было освоено на предприятиях биотехнологического профиля.

¶Технология получения

Производство генинсулина включает несколько этапов:

1. Синтез гена. Химически синтезируют нуклеотидные последовательности, кодирующие A- и B-цепи инсулина.
2. Встраивание в вектор. Гены вводят в плазмиду, которую затем переносят в клетку E. coli.
3. Ферментация. Рекомбинантные бактерии культивируют в биореакторах, где происходит наработка инсулина в виде гибридного белка.
4. Выделение и очистка. Белок выделяют, отщепляют вспомогательную часть, проводят хроматографическую очистку.
5. Контроль качества. Проверяют аминокислотный состав, биологическую активность, стерильность и отсутствие примесей.

Готовая субстанция используется для производства инъекционных форм — растворов для подкожного и внутривенного введения.

¶Фармакологические свойства

Генинсулин относится к инсулинам короткого действия. После подкожного введения эффект развивается в течение 20–30 минут, достигает максимума через 1–3 часа и сохраняется около 5–8 часов. При внутривенном введении действие начинается практически сразу, что важно при неотложных состояниях.

Механизм действия связан со связыванием с рецепторами инсулина на поверхности клеток-мишеней. Это стимулирует захват глюкозы тканями (прежде всего мышцами и жировой тканью), усиливает синтез гликогена в печени, тормозит глюконеогенез и липолиз. Результат — снижение концентрации глюкозы в крови.

Препарат разрушается в печени и почках, выводится преимущественно с мочой.

¶Применение

Основные показания:

• сахарный диабет 1 типа;
• сахарный диабет 2 типа при неэффективности пероральных сахароснижающих средств;
• гестационный диабет при недостаточном контроле диетой;
• диабетический кетоацидоз и гипергликемические комы (в составе инфузионной терапии);
• подготовка к операциям у пациентов с диабетом.

Дозировка подбирается индивидуально с учётом уровня гликемии, характера питания и физической активности. Препарат вводят подкожно, внутримышечно или внутривенно.

¶Побочные эффекты и противопоказания

Наиболее частое нежелательное явление — гипогликемия, связанная с передозировкой, пропуском приёма пищи или повышенной физической нагрузкой. Возможны также:

• местные реакции в месте инъекции (покраснение, зуд, липодистрофия);
• аллергические реакции;
• гипокалиемия при интенсивной инфузионной терапии.

Противопоказания включают гипогликемию, острые состояния с выраженной гипергликемией без контроля уровня калия, индивидуальную непереносимость компонентов.

¶Место среди инсулиновых препаратов

Генинсулин — один из первых рекомбинантных инсулинов, доступных в клинической практике на постсоветском пространстве. Наряду с ним применяются:

Аналоги инсулина (гларгин, детемир, аспарт, лизпро) постепенно расширяют применение благодаря более предсказуемому профилю действия, однако генно-инженерный человеческий инсулин сохраняет значение как базовый и экономически доступный препарат.

¶Значение

Появление генинсулина стало одним из первых практических результатов медицинской биотехнологии. Оно позволило отказаться от зависимости от животного сырья, повысить безопасность инсулинотерапии и обеспечить массовый выпуск препарата. Технологическая платформа, отработанная при создании рекомбинантного инсулина, в дальнейшем была использована для производства гормона роста, интерферонов и других биологически активных веществ.