ZMapp και το αυξανόμενο μέλλον των φυτοφαρμάκων

Χιλιάδες άνθρωποι που διατρέχουν κίνδυνο από την Ebola χρειάζονται ελπίδα και αυτή η ελπίδα μπορεί να αυξηθεί αυτή τη στιγμή σε ένα θερμοκήπιο του Κεντάκυ. Φυτά όπως ο καπνός, ο καλαμπόκι και οι πατάτες μπορούν να χτίσουν πολύπλοκες πρωτεΐνες. Οι ερευνητές έχουν πάρει τώρα τον έλεγχο των εσωτερικών μηχανημάτων αυτών των φυτών για να παράγουν μερικές από τις σημαντικότερες θεραπευτικές πρωτεΐνες, αντισώματα και εμβόλια που έχουν γίνει ποτέ. Αυτά ονομάζονται φυτικά φαρμακευτικά προϊόντα ή PMP.

Η διαδικασία μετατροπής ενός γονιδίου σε μια πρωτεΐνη σε μια καλλιέργεια εξομαλύνεται, βελτιστοποιείται και ρυθμίζεται. Οι κλινικές δοκιμές για να δοκιμαστούν οι πρώτες "αναπτυγμένες" πρωτεΐνες βρίσκονται σε εξέλιξη. Τα PMPs γερνούν και το πειραματικό ZMapp φάρμακο Ebola τα έχει κάνει διάσημο.

ΔιαφήμισηΔιαφήμιση

Η κρίση της Έμπολα στη Δυτική Αφρική επεκτείνεται καθημερινά. Σύμφωνα με το CDC, περισσότεροι από 1, 400 άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους από την ύποπτη λοίμωξη του Ebola στο σημερινό ξέσπασμα. Εκατομμύρια περισσότερα βρίσκονται σε κίνδυνο. Το Ebola δεν έχει καμία θεραπεία και κανένα εμβόλιο.

Δύο Αμερικανοί ανθρωπιστές, ο Δρ. Kent Brantly και ο ιεραπόστολος Νάνσι Λάπολ, μόλις βγήκαν από απομόνωση στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Emory της Ατλάντα. Κτύπησαν τις πιθανότητες και ανακτήθηκαν από τη μόλυνση με την Ebola. Η Brantly και η Writebol έλαβαν και τα δύο το ZMapp.

Διαφήμιση

Αν και οι γιατροί δεν μπορούν να αποδείξουν ότι το ZMapp ήταν η αιτία της ανάκαμψης αυτών των ασθενών, τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά. Οι υπόλοιπες λίγες δόσεις του μη δοκιμασμένου φαρμάκου μεταφέρθηκαν στις πληγείσες περιοχές της Δυτικής Αφρικής.

ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση

Ακόμη και αν το ZMapp αποδειχθεί τελικά επιτυχές, περισσότερη θεραπεία δεν θα είναι διαθέσιμη για εβδομάδες ή μήνες. Γιατί; Τα φυτά χρειάζονται χρόνο για να αναπτυχθούν.

Το ZMapp "μεγαλώνει" μέσα σε γενετικά τροποποιημένα φυτά

Nicotiana

benthamiana (ένας εύθραυστος ξάδελφος του καπνού). Το Mapp Biopharmaceutical και το LeafBio ανέπτυξαν αυτό το κοκτέιλ θεραπείας μόνο πριν από μήνες. Συνδυάζει αντισώματα που προηγουμένως έδειξαν επιτυχία στην αύξηση των επιπέδων επιβίωσης Ebola σε πιθήκους. Τα φυτά παράγουν αυτά τα αντισώματα χρησιμοποιώντας το δικό τους εσωτερικό μηχανισμό. Μετακίνηση από τους αντιορούς στα αντισώματα Η προέλευση του ZMapp ξεκίνησε με θεραπεία ηλικίας 100 ετών για λοιμώξεις χωρίς θεραπεία: αντιορός. Αρχικά, ο αντιορός παρασκευάστηκε από τον ορό ανθρώπων (ή ζώων) που επιβίωσαν από την ίδια μόλυνση. Ο ορός είναι το "σαφές" μέρος του αίματος. Δεν έχει ερυθρά αιμοσφαίρια ή πρωτεΐνες πήξης. Ο ορός περιέχει πολλές άλλες πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένων των αντισωμάτων.

Ο ορός του επιζόντος περιέχει αντισώματα κατά του ιού ή των βακτηρίων που προκάλεσαν μόλυνση. Η θεραπεία με αντιορό περιλαμβάνει τη λήψη ορού του επιζόντος και την έγχυση σε κάποιον που έχει πρόσφατα εκτεθεί στην ίδια ασθένεια. Τα αντισώματα του ορού βοηθούν γρήγορα στην ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος του προσβεβλημένου προσώπου.

Πριν από την ανακάλυψη αντιβιοτικών όπως η πενικιλίνη και εμβόλια για την πρόληψη της μόλυνσης, χρησιμοποιήθηκαν αντιοροί για τη θεραπεία λοιμώξεων. Αυτές περιλαμβάνουν πνευμονία, διφθερίτιδα, χολέρα και πολλά άλλα. Τώρα, οι αντιοροί καταπολεμούν τις τοξίνες από τα φίδια και καταπολεμούν τη λύσσα και τις λοιμώξεις του τετάνου.

ΔιαφήμισηΗ διαφήμιση

Μολυσμένα κουνέλια, αρουραίοι, ακόμη και άλογα χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή αντιορών. Αυτό ήταν δαπανηρό και αναποτελεσματικό. Η σύγχρονη κατανόηση της γενετικής και της δομής των αντισωμάτων βοήθησε στην τελειοποίηση της έννοιας του αντιορού. Αντί να χρησιμοποιούν πολλά διαφορετικά αντισώματα (πολυκλωνικά αντισώματα ή pAb), οι ερευνητές επιλέγουν τώρα μόνο τα πιο αποτελεσματικά. Στη συνέχεια αναδημιουργούν τον γενετικό κώδικα για ένα ιδιαίτερα χρήσιμο αντίσωμα (που ονομάζεται μονοκλωνικό αντίσωμα ή mAb).

Τα γονίδια για αυτό το mAb εισάγονται συνήθως σε βακτήρια ή καλλιέργειες ζωικών κυττάρων. Αυτές οι κυτταρικές καλλιέργειες παράγουν έπειτα μεγάλες ποσότητες mAbs, οι οποίες καθαρίζονται και χρησιμοποιούνται για θεραπεία. Δεν εμπλέκονται προϊόντα ορού ή ζωικής προέλευσης. Αυτό εξαλείφει τους κινδύνους εργασίας με θανατηφόρα μολυσματικά μέσα στα ζώα.

Σε ένα δελτίο τύπου σχετικά με την επιτυχία του προδρόμου του ZMapp, που ονομάζεται MB-003, ο πρόεδρος του Mapp Biopharmaceutical Dr. Larry Zeitlin είπε: "Ήμασταν ευχαριστημένοι από το γεγονός ότι τα μονοκλωνικά αντισώματα μπορούν να αντιμετωπίσουν τον λύκο" για να δούμε πόσο καλά διεξήχθησαν τα ανθρωποποιημένα mAbs του ΜΒ-003. Είχαμε επίσης ευχάριστη έκπληξη από την υπεροχή των mAbs που προέρχονται από φυτά σε σύγκριση με τα ίδια mAbs που παράγονται στην παραδοσιακή κυτταροκαλλιέργεια θηλαστικών ».

Αυτή η μέθοδος δημιουργεί πολύ αποτελεσματικά φάρμακα, όπως Herceptin (trastuzumab), χημειοθεραπεία mAb για καρκίνο του μαστού Το Humira (adalimumab) είναι μια θεραπεία mAb κατά της αυτοάνοσης νόσου.Το ζεύγος tag-team του actoxumab και της bezlotoxumab βρίσκεται σε εξέλιξη για τη θεραπεία λοίμωξης

Clostridium difficile

Υπάρχουν περισσότερες από 350 θεραπείες mAb σε ανάπτυξη και πάνω από 30

Η διατήρηση των τεράστιων δεξαμενών των κυτταροκαλλιεργειών για την παραγωγή mAbs κοστίζει πολλά χρήματα.Η εισαγωγή των γονιδίων mAb σε φυτά δημιουργεί μια φθηνότερη μέθοδο παραγωγής μεγάλου όγκου.Η χρήση φυτών μειώνει επίσης τον κίνδυνο η μόλυνση του τελικού προϊόντος

«Με την αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση για εμβόλια και άλλους βιολογικούς παράγοντες, η ανάπτυξη τεχνολογιών για την παραγωγή ασφαλέστερων και καλύτερων προϊόντων παραμένει να είναι crit ical ", δήλωσε σε πρόσφατο δελτίο τύπου ο Δρ. Vidadi Yusibov, εκτελεστικός διευθυντής του Κέντρου Μοριακής Βιοτεχνολογίας Fraunhofer. Τα φυτά "Infecting" τα μετατρέπουν σε εργοστάσια πρωτεϊνών Οι συγγενείς του καπνού χρησιμοποιούνται συνήθως για αυτή τη νέα διαδικασία. Οι ερευνητές άλλαξαν φυτά που μοιάζουν με καπνό και αναπτύχθηκαν στο Owensboro, Kentucky, για να παράγουν τρία αντισώματα κατά της Ebola και να δημιουργούν το ZMapp.

Διαφήμιση

N. Το benthamiana

καλλιεργείται σε κλειστούς χώρους σε εργοστάσια, έτσι ώστε να μην τίθεται σε κίνδυνο ο εμπορικός καπνός ή άλλες καλλιέργειες. Τα φύλλα, τα οποία απορροφούν τα υγρά γρήγορα, εύκολα μολύνονται από ιούς ή βακτήρια.

Ανακαλύψτε περισσότερα για τον θανατηφόρο ιό Ebola και τον αιμορραγικό πυρετό του Έμπολα »

ΔιαφήμισηΔιαφήμιση

N. Το benthamiana είναι ένα τέλειο φυτό για τη διαδικασία της αγροδιήθησης. Το επιθυμητό γονίδιο αντισώματος προστίθεται ως θραύσμα DNA σε ένα τροποποιημένο βακτηρίδιο που ονομάζεται Agrobacterium tumefaciens

. Αυτή ήταν κάποτε η πηγή της ασθένειας των κοραλλιών στα φυτά. Τώρα έχει αξιοποιηθεί για να κορεστεί ένα φυτό με χρήσιμο DNA. Τα φυτά εμβυθίζονται σε διάλυμα

Α. Tumefaciens

και τα φύλλα απορροφούν τα βακτηρίδια. Στη συνέχεια, τα εργοστάσια χειραψίας των εργοστασίων αρχίζουν να παράγουν την επιθυμητή πρωτεΐνη χύδην. Ένα εργασιακό εσωτερικό "φαρμακείο" είναι ένα καλά ελαιούχο μηχάνημα. Τα ρομπότ φυτεύουν τα φυτά, μετατρέπουν ώριμα φυτά σε λουτρό για να τα μετατρέψουν σε μικροσκοπικά εργοστάσια, στη συνέχεια να τα συγκομίσουν και να τα επεξεργαστούν. Το φύλλο του φυτού καπνού είναι ο κύριος χώρος αποθήκευσης πρωτεϊνών. Συνεπώς, η επεξεργασία και ο καθαρισμός πρέπει να αρχίσουν αμέσως μετά τη συγκομιδή. Η εξαγωγή της επιθυμητής πρωτεΐνης εξακολουθεί να είναι δαπανηρή και χρονοβόρα. Ο καπνός και τα ξαδέλφια του περιέχουν τοξικά αλκαλοειδή που πρέπει να αφαιρεθούν προτού η πρωτεΐνη μπορεί να χορηγηθεί ως φάρμακο. Θα είναι λίγο πριν να μπορέσουμε να δημιουργήσουμε, να εξευγενίσουμε και να καθαρίσουμε για χρήση περισσότερο το κοκτέιλ mAb ZMapp. Η διαδικασία πρέπει επίσης να κλιμακωθεί για να αντιμετωπιστούν οι χιλιάδες δόσεις που θα χρειαστούν. Το ZMapp εξακολουθεί να χρειάζεται εκτεταμένες δοκιμές στον άνθρωπο για να διαπιστώσει εάν είναι ασφαλές και αποτελεσματικό. Φυτικά ναρκωτικά επίσης δοκιμασμένα για HIV, MRSA, West Nile Πέρα από το ZMapp για τη θεραπεία του Ebola, άλλα φυτικά mAbs κινούνται προς κλινικές δοκιμές. Το Mapp Biopharmaceutical συνεχίζει τις εργασίες για τις θεραπείες mAb που παράγονται από φυτά για τον ιό Marburg (ξάδελφος της Ebola) και για τον αναπνευστικό συγκυτιακό ιό. Ένα μικροβιοκτόνο κοκτέιλ των mAbs κατά του Ηΐν και του έρπητα είναι επίσης κοντά στην πρόοδο των κλινικών δοκιμών φάσης 1.

Άλλοι ερευνητές αναπτύσσουν φυτικά mAbs για τον ιό του Δυτικού Νείλου. Τα λύματα λύσσας και ηπατίτιδας παράγονται στον καπνό. Το CaroRx είναι ένα φυτικό mAb που χρησιμοποιείται για τη θεραπεία των βακτηρίων που προκαλούν τερηδόνα και βρίσκεται σήμερα σε κλινικές δοκιμές φάσης 2.

Οι δυνατότητες είναι πολύ συναρπαστικές για την επέκταση της προστασίας των αντισωμάτων σε άλλες ασθένειες όπως η φυματίωση, το MRSA, ακόμη και ο ιός HIV. Η χρήση φυτών για την παραγωγή αυτών των προστατευτικών αντισωμάτων μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερο κόστος και ταχύτερη απόκριση σε ένα κρούσμα ασθένειας.

Τα PMP έχουν εφαρμογές πέραν των θεραπευτικών αντισωμάτων. Η γρήγορη παραγωγή τεράστιων ποσοτήτων στοχευμένων πρωτεϊνών είναι ένα μεγάλο όφελος από την παραγωγή εμβολίων με φυτά. Όταν μια επιδημία όπως η γρίπη των χοίρων χτυπά, τα αποθέματα εμβολίων μπορούν να εξαντληθούν γρήγορα. Η φυτική παραγωγή εμβολίων μπορεί να καλύψει τα κενά.

Μάθετε περισσότερα: Τα φάρμακα για τον καρκίνο του μαστού θεραπεύουν τη λοίμωξη του ιού Ebola σε ποντίκια »

Στο Κέντρο Fraunhofer για Μοριακή Βιοτεχνολογία στο Delaware, ράφια

N.Τα φυτά benthamiana

μπορούν να προγραμματιστούν για να παράγουν μια μεγάλη ποικιλία εμβολίων. Την επόμενη φορά που θα χτυπήσει μια επιδημία, η παραγωγή PMP θα μπορούσε να δημιουργήσει 2,5 εκατομμύρια μονάδες εμβολίου σε μόλις μία εβδομάδα.

Έχουν αναπτυχθεί φυτικά εμβόλια για τη χολέρα, την τοξικότητα

Escherichia coli , την ηπατίτιδα Β, τον ιό Norwalk και τον HPV. Περισσότερα είναι στο δρόμο. Υπάρχει ακόμη διεξαγόμενη έρευνα για βρώσιμα εμβόλια. Αυτό θα επέτρεπε στους ασθενείς να καταναλώνουν απλώς ένα τρόφιμο για να δημιουργήσουν ανοσία. Άλλες θεραπευτικές πρωτεΐνες, όπως παράγοντες πήξης και άλλα προϊόντα αίματος, παράγονται επίσης σε φυτά. Ο Δρ. Henry Daniell, διευθυντής της μεταγραφικής έρευνας στη Σχολή Οδοντιατρικής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, συνεργάζεται με τον φαρμακευτία Bayer για την παραγωγή αντιπηκτικών στα φύλλα μαρουλιού. "Εκτός από το ZMapp, υπάρχουν πολλές πρόσφατες εξελίξεις στον τομέα αυτό", δήλωσε ο Daniell στην Healthline. "[Το περιοδικό] Nature παρουσιάζει μία από τις δημοσιεύσεις μας σχετικά με την αιμοφιλία που παράγεται σε χλωροπλάστες μαρούλι. Αυτό αναπτύχθηκε με συμφωνία ύψους 100 εκατομμυρίων δολαρίων με μια μεγάλη φαρμακευτική εταιρεία. Έτσι, αυτό το πεδίο κινείται γρήγορα. "

Τα λυοφιλιωμένα κύτταρα μαρούλι είναι ανθεκτικά στα οξέα του στομάχου. Μπορούν να ληφθούν από το στόμα και ακόμα να απορροφηθούν στο έντερο, σε αντίθεση με τα πιο ευαίσθητα πρωτεϊνικά προϊόντα. Με την αυξανόμενη ανάγκη για περισσότερες θεραπευτικές πρωτεΐνες, μια ταχεία και προσιτή τεχνική κατασκευής θα ήταν ένα τεράστιο όφελος. Και οι μεγάλες φαρμακευτικές εταιρείες κάθονται και ενημερώνονται. Το σημερινό ξέσπασμα του Έμπολα είναι το μεγαλύτερο και σοβαρότερο που έχει δει ποτέ. Ακόμα και αν οι προσπάθειες για την εξάλειψη της παλίρροιας των νέων μολύνσεων είναι επιτυχείς, θα υπάρξει ένα άλλο ξέσπασμα. Τα φυτικά αντισώματα και τα εμβόλια θα επιτρέψουν την ταχεία παραγωγή φαρμάκων ως απάντηση στις επιδημίες του μέλλοντος. Σχετικά Νέα: Το πρώτο μονοδύναμο μονοκλωνικό αντίσωμα παγκοσμίως εξίσου αποτελεσματικό για την αγκυλοποιητική σπονδυλίτιδα »