Молочные реки

На протяжении всех 30 лет существования биотехнологии основной ее проблемой было отсутствие стабильных источников получения целевых продуктов (в частности, высокополимерных белков). Фирмы-производители старались «выжать» все, что можно, из клеточных линий, культур микроорганизмов и других систем, использующихся для их выращивания, однако спрос все равно опережал предложение. Ситуация обострилась в конце 1990х гг., когда на рынке появились белковые лекарственные препараты нового типа – моноклональные антитела, применяемые при лечении онкологических заболеваний. Создатели рекомбинантных моноклональных антител и других важных для медицины продуктов (например, эритропоэтина – белка, стимулирующего образование эритроцитов) уже давно занимались поисками альтернативных способов их получения в промышленных масштабах.

Возможно, в ближайшем будущем старания ученых увенчаются успехом: в начале 2006 г. Европейское агентство по контролю за качеством медикаментов (EMEA, от англ. European Medicines Evaluation Agency) завершит процедуры, необходимые для выдачи разрешения на применение человеческого антитромбина, получаемого из молока трансгенных коз. Если препарат под названием ATryn получит «добро», то будет поставлена точка в 15летних изысканиях фирмы GTC Biotherapeutics, дочернего предприятия биотехнологического гиганта Genzyme.

От редакции:
К сожалению, в конце февраля EMEA отказалось выдать разрешение на производство атрина – по причинам, не имеющим отношения к его «трансгенности».

Идея создания трансгенных лекарственных веществ родилась в середине 1980-х, когда промышленная биотехнология столкнулась с необходимостью производства сложных белковых продуктов. Высокополимерные белковые молекулы, синтезируемые в искусственных условиях, должны принимать правильную пространственную конфигурацию, а все их сахарные остатки – находиться в нужных местах на поверхности белковых глобул. Именно так и происходит при получении белков с использованием культуры клеток яичников китайского хомячка, но продуктивность такой системы крайне низка, отчасти поэтому стоимость современных биотехнологических медикаментов столь высока. Кроме того, культуры живых клеток далеки от идеальных схем: иногда нужные белки в них просто не синтезируются.

Поиски более эффективных способов получения целевых продуктов привели исследователей к мысли, что идеальной «фабрикой» по их производству могли бы служить молочные железы коров, коз, кроликов и других домашних животных. В 1989 г. Genzyme подключилась к этой работе, создав дочернюю компанию Genzyme Transgenics (ее нынешнее название – GTC Biotherapeutics) и пригласила на должность руководителя программы одного из пионеров в данной области биотехнологии Гарри Мида (Harry Meade).

Живые фармацевтические фабрики

На первых порах компания GTC получала трансгенные организмы, осуществляя микроинъекции нужного гена вместе с регуляторным элементом (промотором) в ядро оплодотворенной яйцеклетки козы. Последний обеспечивал экспрессию гена человека в молочных железах животного. Затем яйцеклетку вводили в матку суррогатной матери-козы и ждали появления потомства. Новорожденных тестировали на наличие чужеродного гена и по достижении ими половой зрелости скрещивали с обычными животными. Однако метод микроинъекций оказался недостаточно эффективным: трансгенные эмбрионы развивались до жизнеспособного плода лишь в 1–5% случаев. И тогда разработчики решили использовать другой подход – клонирование путем замены ядра яйцеклетки ядром соматический клетки. Таким образом, появившийся на свет козленок гарантированно становился носителем нужного гена. Именно такой способ использовали ученые, клонировавшие овечку Долли, при этом их конечной целью было вовсе не получение точной копии животного, от которого была взята соматическая клетка, а выведение организма с полезными признаками.

Компания GTC остановилась на козах потому, что репродуктивный период у них короче, чем у коров, а молока они дают больше, чем кролики или мыши. Впрочем, предпринимаются попытки (в том числе и самой GTC) использовать для получения белковых продуктов не только коз, но и коров, а нидерландская компания Pharming проводит эксперименты еще и на кроликах. Не исключено, что подходящими «биореакторами» окажутся, например, куриные яйца.

Разработав к концу 1990х гг. весь производственный цикл, GTC взяла на себя функции «биотехнологической базы» для других компаний, которым требовались сложные белковые лекарственные вещества или другие продукты в больших количествах и по низкой цене. Партнеры GTC рассматривали используемую ею методику как некую страховку на случай, если другие способы не сработают. Они не хотели ввязываться в долгую, утомительную и дорогостоящую процедуру получения разрешения на производство медикаментов столь нетрадиционным способом.

GTC в конце 1990х гг. приступила к клиническим испытаниям человеческого антитромбина на пациентах, ожидавших операции на сосудах, которым не помогал такой антикоагулянт, как гепарин.

Когда опыты были завершены, Администрация по контролю за продуктами питания и лекарствами США потребовала предоставить дополнительные данные, что предполагало проведение еще одного раунда тестирования. Исполнительный директор GTC Джеффри Кокс (Geoffrey Cox) решил продолжить испытания, на этот раз в Европе, на больных, страдающих наследственным дефицитом антитромбина. Недавно контролирующие органы составили инструкцию с перечислением всех требований, которые необходимо выполнить, чтобы получить одобрение на препарат.

В то же время GTC не прекратила сотрудничества со своими партнерами. У нее есть также предварительная программа получения других белков крови, таких как альфа1-антитрипсин, и проведения клинических испытаний ATryn в США. Но ее будущее сегодня зависит от того, какое решение будет принято в Европе.

Будущее есть!

Нелегкие времена пережили и другие компании, использующие трансгенные технологии. Шотландская фирма PPLTherapeutics, принимавшая участие в клонировании овечки Долли, вынуждена была расстаться со своими правами на интеллектуальную собственность и в 2004 г. продала их компании Pharming. Последняя надеется вскоре получить одобрение на производство препарата для лечения наследственного ангионевротического отека, заболевания, связанного с дефицитом или отсутствием ингибитора С1-эстеразы.

Если GTC выживет, то она может стать лидером на рынке производства трансгенных медикаментов. Компания все еще обладает достаточным потенциалом для развития. По словам Кокса, на производство лекарственных веществ с использованием культуры клеток хомяка требуется от $400 до $500 млн., в то время как стадо коз может дать такое же количество продукта при затратах всего $50 млн. «Альтернативные биотехнологические методы по-прежнему востребованы, – считает Филип Надо (Philip Nadeau), анализируя положение дел в GTC. – Есть белки, которые очень трудно получить традиционными методами, а потому такие компании, как GTC, всегда будут иметь свою нишу». По оценкам Кокса, рынок сбыта препарата ATryn может быть расширен за счет пациентов, которым предстоит аортокоронарное шунтирование, больных с ожогами или тех, кому угрожает сепсис, и тогда ежегодная прибыль компании может вырасти до $700 млн.

ATryn обладает также большим преимуществом перед аналогичными препаратами, полученными по другой технологии: ни у одного пациента из числа тех, на ком его испытывали, не возникла нежелательная иммунная реакция. Заметим, однако, что во время испытаний трансгенного альфа1-антитрипсина в аэрозольной форме иногда отмечались легочные симптомы. По-видимому, причиной тому была иммунная реакция на посторонние животные белки, следы которых присутствовали в очищенном препарате. альфа1-антитрипсин был выделен фирмой PPL из молока трансгенной овцы.

Методика получения лекарственных препаратов из молока трансгенных коз пока не вызвала столь бурных дебатов, какими было встречено появление генетически модифицированных сельскохозяйственных культур. В отличие от растений, пыльца которых легко разносится ветром вместе с чужеродными генами, козы не могут быть источником бесконтрольного распространения генетического материала. «Если какие-то лекарственные препараты можно получать только одним способом и их стоимость при этом будет относительно невысока, то потребители у них всегда найдутся», – замечает Джейн Рисслер (Jane Rissler) из Союза обеспокоенных ученых.

Что касается компании GTC, то она приобрела в Новой Зеландии коз, проверенных на отсутствие скрейпи, и разместила их в специальном загоне площадью около 75 га, расположенном на участке в 120 га в Чарлтоне, шт. Массачусетс. Животных держат в изоляции, чтобы они не подхватили какую-нибудь инфекцию. Из стада трансгенных коз численностью более 300 голов отобрано 30 животных, которых предполагается использовать для получения препарата ATryn. Еще 1,2 тыс. обычных (нетрансгенных) животных предназначены для скрещивания. Если использование ATryn в конце концов будет разрешено, то владельцам молочных ферм останется только с изумлением взирать на животных, дающих молоко стоимостью тысячи долларов за галлон.

Гэри Стикс, [url=www.sciam.ru]«В МИРЕ НАУКИ»[/url] №2-2006