Биотехнология. Геномика, протеомика, бионика в фармации. Инновационные подходы к созданию новых лекартсв
 Скачать 10.07 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет» Фармацевтический факультет Кафедра фармацевтической химии и фармацевтической технологии Дисциплина «Биотехнология» Доклад Тема: «Геномика, протеомика, бионика в фармации. Инновационные подходы к созданию новых лекартсв» Выполнила: студентка 4 курса 3 группы Никифорова Ирина Олеговна Руководитель: Беленова Алена Сергеевна Воронеж 2021 В последние годы родилась новая отрасль генетики - геномика, изучающая не отдельные гены, а целые геномы. Достижения молекулярной биологии и генной инженерии дали человеку возможность читать генетические тексты вначале вирусов, бактерий, дрожжевых грибков, многоклеточных животныx. Например, знание геномной структуры патогенных бактерий очень важно при создании рационально сконструированных вакцин, для диагностики и других медицинских целей. Последние достижения в области секвенирования и развитие технических средств для обработки большого количества клонов в библиотеке генов позволили ученым исследовать сразу весь геном организма. Геномика делится на структурную и функциональную. Структурная геномика ставит целью выяснить, где именно в хромосомной ДНК расположены те или иные гены. Компьютерные программы распознают типичные для генов начала и концы, отбирая те последовательности, которые, вероятнее всего, и являются генами. Такие последовательности называют открытой рамкой считывания (ореп readingframe, OFR). Функциональная геномика — это исследование функций генов на уровне всего генома. Хотя потенциальные гены можно определить по сходству с генами, выполняющими известные функции в других организмах, все догадки следует проверять на примере изучаемого организма. В некоторых модельных организмах, например в пищевых дрожжах, можно систематически отключать функцию генов по очереди. Выключение гена происходит посредством замены его функциональной формы стертой формой на особом векторе. Затем получают штамм с выключенным геном и оценивают его фенотип. В ходе продолжающейся программы по анализу генома пищевых дрожжей по очереди было выключено несколько тысяч генов. Другой метод функциональной геномики заключается в том, что изучают механизм транскрипции на уровне всего генома. Данный метод основан на предположении, что большинство биологических явлений представляют собой сложные процессы с участием многих генов. Итак, с помощью этих и других технологий генетики начинают выяснять общие модели организации живого с функциональной и структурной стороны. Для обработки громадного количества информации появилась особая ветвь науки — биоинформатика. Протеомика — наука, основным предметом изучения которой являются белки, их функции и взаимодействия в живых организмах, в том числе — в человеческом. Основная задача протеомики — количественный анализ экспрессии белков в клетках в зависимости от их типа, состояния или влияния внешних условий. Протеомика осуществляет сравнительный анализ больших групп белков — от всех белков, вовлеченных в тот или иной биологический процесс до полного протеома. Применения в медицине. Сравнение протеомов здорового и больного пациентов позволяет выявить конкретные белки, потенциально вовлеченные в развитие болезни, которые в дальнейшем могут стать мишенями для новых лекарственных препаратов. Кроме того, если такие белки уже известны, анализ протеома может использоваться как метод ранней диагностики. Анализ протеома дает больше информации, чем сравнение уровня экспресии по мРНК, так как учитывает еще и посттрансляционные модификации и альтернативный сплайсинг. Контроль и управление биотехнологическими процессами. Контроль основных параметров процесса (состав технологических растворов, газов, рН среды и т.д.). Обеспечение качества лекарственных средств является чрезвычайно сложной и социально значимой проблемой, которая в большинстве стран мира находится под непосредственным контролем государства. Многолетний опыт показал, что гарантировать качество лекарственных средств можно лишь с помощью более строгого регламентирования всех этапов: доклинических исследований, клинических испытаний, производства и реализации (оптовой и розничной). На этапе доклинических исследований, когда проводится изучение фармакологической активности, токсичности и других характеристик потенциальных лекарственных средств на животных (биологических тест - системах), одной из основных задач является обеспечение объективности получаемых данных. Для достижения этой цели необходимо строго соблюдать правила надлежащей лабораторной практики - Good Laboratory Practice (GLP), которые впервые были разработаны и внедрены в США. Правила GLP определяют методологии, уровень организации и проведения доклинических исследований биотехнологических продуктов и лекарственных средств. Этими правилами регламентируются требования к административной структуре испытательного центра, к квалификации и обязанностям специалистов, организация рабочих мест, документированию проводимых исследований, испытуемым веществам, эталонным препаратам, биомоделям и пр. На систему GLP опираются в случаях испытания веществ: на микробную обсемененность, тест на пирогенность; острую, подострую и хроническую токсичность, на специфическую токсичность (канцерогенность. антигенность, лекарственную зависимость, повреждение зародышевых клеток; раздражение слизистых оболочек, кожи и в месте введения вещества; мутагенность, тератогенность0 на безопасность для микроорганизма при введении in vivo (абсорбция, распределение, скорость выведения, метаболизм); проводят фармакологические испытания с оценкой фармакокинетики (действие изучаемого лекарственного вещества на организм) и фармакодинамики (изучение силы действия лекарственного вещества). Правилами GMP установлены требования к организационной структуре предприятия, обязанностям отдела контроля качества, квалификации персонала, зданиям и помещениям (особенности проекта и конструкции, освещение, вентиляция, водоснабжение), оборудованию (размеры, размещение, порядок эксплуатации), проведению контроля за компонентами и укупорочными средствами (приемка, хранение, браковка, повторное тестирование), организаций технологического процесса (письменные инструкции, загрузка компонентов, маркировка оборудования, взятие пробы и анализ материалов, находящихся в процессе переработки, контроль за микробной контаминацией), упаковке и этикетированию, хранению и отгрузке, лабораторному контролю, регистрации и отчетности. Важное значение в правилах GMP придается валидации фармацевтического производства. Под валидацией понимается документированное подтверждение соответствия условий производства, оборудования, технологического процесса, качества промежуточных и готовых фармацевтических продуктов требованиям действующей нормативной документации. В необходимых случаях предусматривается проведение повторной валидации (ревалидация). При производстве биотехнологических средств необходимо избегать изготовления немедицинской продукции в зонах и на оборудовании, предназначенных для изготовления фармацевтической продукции. При работе с сухими материалами и продуктами необходимы меры предосторожности для предупреждения возникновения, накопления и распространения пыли, что может привести к перекрестному загрязнению изготавливаемых продуктов или к их микробному загрязнению. Микробы могут попадать в воздух и на частицы пыли из обсемененных ими материалов и продуктов при изготовлении, с загрязненных оборудования и одежды, кожи работающих людей. Перекрестное загрязнение может быть предотвращено изготовлением каждого целевого продукта в раздельных зонах (пенициллины, живые вакцины и другие БАВ) или по крайней мере, разделением изготовления их по времени: обеспечением соответствующих воздушных шлюзов; ношением защитной технологической одежды; использованием средств эффективной деконтамииации оборудования, стен, и пр.; использованием «закрытых систем» производства и т.д. Необходимо проверять правильность и надежность сочленения трубопроводов и другое оборудование, используемое для транспортировки продуктов (материалов) из одной зоны в другую. Дистиллированная или деионизированная вода, поступающая по трубам, должна соответствовать санитарно-микробиологическим нормативам. Операции по техническому обслуживанию или ремонту не должны сказываться на качестве продукции. Контроль качества продукции касается процесса проб, проведения исследований, документации и пр. Все исследования должны проводиться согласно утвержденным инструкциям для каждого материала или продукта. Забор проб осуществляют таким образом, чтобы не загрязнить их или не подвергнуть нежелательному воздействию, сказывающемуся на качестве продукта или, напротив, чтобы отбираемый материал не был токсичным (вредным) для здоровья оператора. Для каждой партии продукта до выпуска должна иметься лабораторная документация с подтверждением соответствия конечного продукта спецификациям. Из каждой партии целевого продукта оставляют пробы на хранение при рекомендуемых условиях сроком не менее года превышающего срок годности. Пробы должны храниться в таком количестве, чтобы можно было при необходимости провести как минимум два повторных исследования. +Внедрение правил GMP, носящих системный и профилактический характер, а также последующее инспектирование действующих предприятий государственными органами направлено на предотвращение дефектов, способных отрицательно повлиять на качество готовых лекарственных средств, в процессе их производства. |