кровезаменители. Ii поколение
 Скачать 24.66 Kb.
|
|
Корпорация «Зеленый крест» из японского города Осака, в 1989 г. выпустила на американский рынок препарат жидкого PFC под названием Флюорозоль. Препарат предназначался только для коронарного шунтирования. Флюорозоль термолабилен, имеет малый срок годности и ограниченную область применения. Поэтому Флюорозоль не нашел широкого применения в медицинской практике. В 1994 г. корпорация «Зеленый крест» прекратила его производство. Препараты на основе перфторуглеродных соединений готовят в виде субмикронных эмульсий. В качестве основного компонента используются смеси нескольких перфторуглеродов в различных соотношениях, а в качестве эмульгатора используется проксанол-268 или плюроник F-68. II поколение Препарат Oxygent (Альянс, Сан-Диего) на основе перфторктил бромида (перфлуброна), в качестве эмульгатора используют фосфолипиды яичного желтка, создавался в начале 2000-ных годов. Препарат имеет допустимо низкие значения давления пара и хорошую стабильность, а также проявляет устойчивость при стерилизации и замораживании. Недостатком является быстрое выведение моноцитарно-макрофагальной системой. Он относится к перфторуглеродам, которые имеют наиболее высокую растворимость кислорода. К сожалению, в 2007 году третья стадия его клинических испытаний была отложена из-за большого количества инсультов. III поколение В настоящее время разрабатываются несколько раличных перфторуглеродных эмульсий, которые дополняются смешанными молекулярными фтороуглеродными, водородными основами в качестве стабилизатора концентрированных перфторуглеродных эмульсий, что обеспечивает лучший размер частиц. Однако никаких конкретных результатов пока нет. На текущий момент в клинической практике используются только японский «Флуозол» и отечественный Перфторан. Кровезаменители на основе гемоглобина Попытки создания кислородопереносящих кровезаменителей на основе гемоглобина предпринимаются еще с 30-х годов прошлого века, когда была установлена способность гемоглобина сохранять свою структуру и функцию вне эритроцитов. Первые успешные попытки переливания были проведены W. Sellards, а в последствии лауреатом Нобелевской премии G. Minot в 1916 г. в Бостоне. 33 пациентам были введены небольшие объемы раствора свободного гемоглобина и отмечена хорошая переносимость. Последующие попытки инфузии растворов свободного гемоглобина были безуспешными из-за множественных побочные эффектов: главным образом гипертензии и брадикардии. Это объясняется связыванием оскида азота (NO) с молекулами внеэритроцитарного гемоглобина (к которым тот имеет сродство гораздо большее, чем к кислороду), свободно покидающего сосудистое русло сквозь эндотелий. Именно этим объясняется вазоконстрикция (в том числе кардио- и нефротоксичность) – от которых окончательно не избавлены все современные кровезаменители. Свободный гемоглобин имеет гораздо большее сродство к кислороду, чем эритроцитарный (в эритроцитах его понижает 2,3-дифосфоглицерол). Другими недостатками свободного гемоглобина были малый период действия препарата и олигурия, из-за диссоциации молекул, а также быстрое окисление железа гема и интенсификация перекисного окисления липидов. При разработке препаратов нового поколения в целях уменьшения вазоконстрикции и проявления прочих побочных эффектов (разрушение фильтров нефронов) стараются увеличивать размер кислородопереносящих молекул за счет полимеризации гемоглобина. Установлено, что эффекты вазконстрикции (проникновение молекул кровезаменителя через эндотелий и связывание ими NO) практически прекращается при достижении молекулы полигемоглобина молекулярной массы 320 кДа. Также полимеризация понижает степень сродства гемоглобина к кислороду, что позволяет в некоторых случаях приближать его к таковому цельной крови. В качестве источника сырья используется человеческий (эритроцитарная масса с истекшим сроком годности) гемоглобин, и гемоглобин крупного рогатого скота (КРС). Гемоглобин КРС имеет более низкое сродство к кислороду, чем человеческий. Другие экспериментальные препараты включают человеческий рекомбинантный гемоглобин, синтезируемый Е. coli, а также рекомбинантный гибрид человеческих α-субъединиц и коровьих β-субъединиц гемоглобина. Полимеризуют гемоглобин главным образом при помощи глютаральдегида, реже диаспирина или О-раффинозы. У полимеризованных гемоглобинов неожиданно обнаружились новые полезные свойства: устойчивость к окислению при хранении, способность повышать выделение эритроцитов из их депо при внутривенных инфузиях, стимуляция гемопоэза, а также более продолжительное время нахождения в сосудистом русле (более суток, в то время как свободный гемоглобин элиминируется из циркулирующей крови за нескольких часов, попутно норовя при этом загубить почки). Все применяющиеся (или пытавшиеся применяться) кровезаменители на основе полигемоглобина довольно похожи друг на друга: • «Геленпол» — первый отечественный кислородпереносящий кровезаменитель на основе модифицированного полимеризованного гемоглобина, полученного из эритроцитов донорской крови. Представляет собой лиофильно высушенное полимерное производное гемоглобина для внутривенного введения с молекулярным весом 150–200 кДа. Препарат создан сотрудниками Российского НИИ гематологии и трансфузиологии МЗ РФ и НИИ высокомолекулярных соединений РАН. Обладает полифункциональным действием: помимо газотранспортной функции также восстанавливает гемодинамику и стимулирует гемопоэз. • «Крунидон» – российский препарат НПК «Медбиофарм», в настоящее время проходящий клинические испытания. Как они называют его, «наноструктурный лекарственный препарат с кислородтранспортной функцией. Гемоглобин крупного рогатого скота, полимеризованный глютаральдегидом, молекулярный вес – 192–320 кДа. • ПАМ-3 – российский препарат на основе полигемоглобина в лиофилизированной форме, созданный Альянсом компетенций "ПАМ" на базе ГК "Медбиофарм", являющейся резидентом Сколково. Как заявляют разработчики, «мировых аналогов, обладающих свойствами полигемоглобина, не существует», хотя обоснований не приводится. Ближайшим аналогом является препарат Hemopure (OPK Biotech, США). Существенным конкурентным преимуществом препарата, как заявляют разработчики, «…является его высокая безопасность, которая обусловлена не только технологическими решениями, физико-химическими характеристиками препарата, его фармацевтической формой, но и, главным образом, научно-обоснованным предложением использовать более низкие концентрации (в 5-10 раз) препарата при сравнимой эффективности». Препарат разрабатывается с 2014 года. В 2016 году завершена клиническая часть I фазы исследований. • PolyHeme (Northfield Laboratories, Evanston, IL, USA) получают из эритроцитарной массы с истёкшим сроком хранения, гемоглобин полимеризуют при помощи глутаральдегида, молекулярная масса 128–256 кДа. Применение препарата не сопровождается выраженными побочными эффектами, такими как вазоконстрикция и нефротоксичность. В декабре 2006 г. компания-производитель представила предварительные результаты второй стадии клинических исследований, свидетельствующие об увеличении летальности в группе получавших препарат. • НВОС-201, он же Hemopure, он же «Гемопюр», когда заявляется как отечественный (что отчасти правда, так как компания, собственно говоря, российская – ОПК «Биотех», она же Biopure, Cambridge. MA, USA). Представляет собой гемоглобин крупного рогатого скота, полимеризированный глутаральдегидом. Средний молекулярный вес - 250 кДа. Побочные эффекты включают в себя вазоконстрикцию, повышение активности амилазы и липазы крови. Ограниченно используется в ЮАР, планируется к применению в России. Препарат Oxyglobin той же компании (отличается от Hemopure меньшей степенью очистки), в 80-е годы XX века применялся в ветеринарии. • Hemolink (Hemosol Research Corporation, Mississauga, Ontario, Canada) представляет собой полигемоглобин, в котором О-раффинозой поперечно связаны β-цепи, стабилизируя тетрамеры, и соединены поверхностные аминокислоты. Использование препарата ограничено вследствие кардиотоксичности. • HemAssist (Baxter, Deerfield, IL, USA), полигемоглобин на основе поперечно сшитых диаспирином α-субъединиц. Первоначальные опыты на животных и клинические исследования с оценкой возможности применения в кардиохирургии показали значительное снижение потребности в препаратах крови. Однако пари испытаниях на догоспитальном этапе отмечена высокая летальность, и в настоящее время применение препарата приостановлено. • OxyVita (OXYVITA, Inc. New Windsor, New York, USA. Потрясающий воображение препарат на основе полимерного гемоглобина КРС, обладающий просто невообразимой молекулярной массой – 17 МДа. К сожалению, примерно с 2014 года, когда его собрались подавать на клинические испытания, о нем нет ровно никаких новостей. Мы предполагаем, что препятствием к его клиническому применению могла явиться чрезмерная вязкость, связанная с большой массой молекул. Кровезаменители на основе внеклеточного дыхательного пигмента • В первом десятилетии XXI века был разработан ряд препаратов на основе внеклеточного дыхательного пигмента морских полихет Arenicola marina, названого (М101). Из них правда, собственно кровезаменитель только один – HEMOXYCarrier®; остальные представляют из себя биодобавку к биотехнологическим средам (HEMOXCell®/ HEMUPStream®), аддитив для растворов консервации органов (HEMO2life®) и «оксигенирующий» перевязочный материал (HEMHealing®). Этот дыхательный пигмент, в принципе, следует также относить к «гемоглобинам». Большинство ученых, работающих с беспозвоночными, чья кровь не имеет в своем составе клеточных элементов, а газотанспортной функцией обладает, так и называет их – «внеклеточные гемоглобины». Структура M101, однако, от гемоглобинов млекопитающих отличается кардинально. M101 уже сам по себе представляет собою аналог гемоглобиновго кровезаменителя II поколения: молекула пигмента имеет вес ∼3,600 кДа, более чем в 55 раз (!) превосходя гемоглобины млекопитающих, а также проявляет супероксиддисмутазоподобную активность, отчасти (чтобы полноценно - тут еще и каталаза нужна) предотвращающую появление потенциально опасных активных форм кислорода и свободных радикалов. M101 представляет собой негликозилированный «гексагонально-двуслойный» (как показал рентгеноструктурный анализ) гемоглобин (hexagonal-bilayer Hb) (HBL-Hb)), состоящий из 156 глобинов и 44 неглобиновых линкерных цепей, обладает большой кислородосвязывающей способностью (до 156 молекул O2 при насыщении). . • Также 2017 году якобы планируется к испытаниям отечественный кровезаменитель на основа дыхательных пигментов морских червей, создаваемый для военных нужд, однако данные по этому проекту весьма скудны. Кровезаменители на основе полигемоглобин-ферментных комплексов Ни одна из существующих групп препаратов не совершенна, хотя на данный момент многие побочные эффекты гемоглобинов устранены за счет полимеризации молекул. Однако это не решает двух самых важных проблем. Первая проблема – активные формы кислорода, которые высокотоксичны сами по себе, а помимо этого еще и вызывают спазм сосудов, препятствуя доставке кислорода тканям. Собственные же антиоксидантные системы крови пациентов способны нейтрализовать активные формы кислорода только до определенного предела. Вторая нерешенная проблема – удаление CO2. В живых тканях (а тем более в эритроцитах) содержится достаточное количество карбоангидразы, а вот в существующих искусственных и биосинтетических внеклеточных субстратах ее наличия не предусматривается. В первых кислородопереносящих кровезаменителях, (как на основе модифицированного Hb, так и эмульсии перфторуглеродов), проблемы с транспортом CO2 не учитывались. Однако при замене большей части крови кровезаменителем (например, при массивных кровопотерях) это смертельно опасно. С середины 90-х годов XX века эти проблемы, однако, были осознаны. Были найдены перспективные дыхательные пигменты («внеклеточный гемоглобин») морских полихет, помимо кислородотранспортной обладающие супероксиддисмутазоподобными свойствами (см. выше). Одновременно с этим в канадском Университете МакГилл в научно-исследовательском центре Искусственных Клеток и Органов научный коллектив под начал разработку комплексов полигемоглобина с различными ферментами: • 2008 год – растворимый комплекс полигемоглобина супероксиддисмутазой и каталазой (polyHb-SOD-CAT) с антиоксидантной функцией. • 2011 год – растворимый комплекс polyHb-SOD-CAT-CA с антиоксидантной и СО2-транспортной функцией. В 2013 году была показана способность кровезаменителя обеспечивать выживание крыс при замене 2/3 объема циркулирующей крови (модель геморрагического шока). Потенциальными недостатками этих кровезаменитей могут являться вазоконстрикция и тромбообразование у пациентов в связи с отсутствием в его составе агентов, предотвращающих эти эффекты. • 2011 год – полифункциональный полигемоглобин-ферментный комплекс, состоящий из молекул полигемоглобина различного состава, с молекулярной массой в диапазоне 300-3300 кДа (полимеризация глутаровым альдегидом). В отличие от упомянутых выше продуктов Университета МакГилл, обладает не только антиоксидантными, но также вазодилататорными и антитромбическими свойствами. Имеет оптимальные кислородтранспортные свойства и сроки функционирования в кровеносном русле, не повреждает почки, не вызывает агрегацию эритроцитов, не приводит к нарушению осмотического давления в сосудах. К сожалению, клинические испытания не проводились. |