Использование SLP-реактива в фармацевтической промышленности

Введение

Ту­то­вый шел­ко­пряд (лат. Bombyx mori) об­ла­да­ет до­ста­точ­но ин­те­рес­ным ме­ха­низ­мом, за­щи­ща­ю­щим его от про­ник­но­ве­ния бак­те­рий и гри­бов. Этот за­щит­ный ме­ха­низм был об­на­ру­жен в ге­мо­лиф­ме и ку­ти­ку­ле мно­гих дру­гих ви­дов на­се­ко­мых. Он пред­став­ля­ет со­бой хи­ми­че­ский, или про-фе­но­лок­си­даз­ный (proPO) кас­кад. В ре­зульта­те, при по­па­да­нии в ор­га­низм на­се­ко­мо­го чу­же­род­но­го объек­та во­круг не­го фор­ми­ру­ет­ся ме­ла­ни­но­вое об­ра­зо­ва­ние.

Пер­вое, что при­хо­дит на ум, ко­г­да мы ду­ма­ем о ме­ла­ни­не - это за­гар. Ме­ла­нин син­те­зи­ру­ет­ся в ба­заль­ных клет­ках ко­жи под действи­ем ультра­фи­о­ле­то­вых сол­неч­ных лу­чей. Этот про­цесс име­ет не про­сто эс­те­ти­че­ское зна­че­ние. Об­ра­зо­ва­ние ме­ла­ни­на в клет­ках ко­жи че­ло­ве­ка - это, в свою оче­редь, и за­щит­ный ме­ха­низм, ко­то­рый охра­ня­ет кле­точ­ную ДНК от опас­но­го ра­ди­а­ци­он­но­го из­лу­че­ния. Ме­ла­нин в те­ле на­се­ко­мых об­ра­зу­ет­ся схо­жим спо­со­бом и по­мо­га­ет сдер­жи­вать чу­же­род­ные объек­ты, про­ни­ка­ю­щие внутрь ор­га­низ­ма.

В ак­ти­ва­ции proPO-кас­ка­да участ­ву­ют два уни­каль­ных ре­цеп­тор­ных бел­ка. Один из них ак­ти­ви­ру­ет­ся пеп­ти­до­г­ли­ка­ном (PG), дру­гой - (1, 3)- β-D-глю­ка­на­ми (BG). Эти две мо­ле­ку­лы об­ла­да­ют не­скольки­ми уни­каль­ны­ми ас­пек­та­ми, ко­то­рые сле­ду­ет от­ме­тить.

Во-пер­вых, эти мо­ле­ку­лы - клю­че­вые ком­по­нен­ты раз­ных мик­ро­ор­га­низ­мов. PG - это ком­по­нент кле­точ­ной стен­ки бак­те­рий, а BG - ком­по­нент кле­точ­ной стен­ки гри­бов. Сле­до­ва­тель­но, proPO-кас­кад – это за­щит­ный ме­ха­низм от ши­ро­ко­го ря­да мик­ро­ор­га­низ­мов. Во-вто­рых, дан­ный за­щит­ный ме­ха­низм спе­ци­фи­чен не только в от­но­ше­нии жи­вых ор­га­низ­мов. Лю­бая бак­те­ри­аль­ная или гриб­ная ча­сти­ца, со­дер­жа­щая PG или BG, ак­ти­ви­ру­ет proPO-кас­кад. В-тре­тьих, са­ми по се­бе эти мо­ле­ку­лы яв­ля­ют­ся пи­ро­ге­на­ми - суб­стан­ци­я­ми, вы­зы­ва­ю­щи­ми ли­хо­рад­ку.

На ос­но­ве этих свойств уда­лось раз­ра­бо­тать SLP-ре­ак­тив, что при­ве­ло к по­яв­ле­нию быстро­го ме­то­да опре­де­ле­ния PG и BG. Ме­тод поз­во­ля­ет опре­де­лить на­ли­чие бак­те­рий и гри­бов, не ис­поль­зуя при этом жи­вые культу­ры или им­мун­ный ана­лиз.

Экзогенные пирогены

По опре­де­ле­нию, пи­ро­ген - это лю­бая суб­стан­ция, ко­то­рая вы­зы­ва­ет у че­ло­ве­ка им­мун­ный от­вет в ви­де по­вы­ше­ния тем­пе­ра­ту­ры те­ла. Эк­зо­ген­ные пи­ро­ге­ны, та­ким об­ра­зом, - это чу­же­род­ные ве­ще­ства, вы­зы­ва­ю­щие в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка по­вы­ше­ние тем­пе­ра­ту­ры. Наи­бо­лее про­бле­ма­тич­ны­ми пи­ро­ге­на­ми яв­ля­ют­ся бак­те­ри­аль­ные эн­до­ток­си­ны - ли­по­по­ли­са­ха­рид­ные мо­ле­ку­лы внеш­ней мем­бра­ны Грам-от­ри­ца­тель­ных бак­те­рий. Вы­со­кая пи­ро­ген­ная ак­тив­ность, а так­же устой­чи­вость к про­цес­сам сте­ри­ли­за­ции - всё это при­ве­ло к при­ня­тию фар­ма­ко­пей­но­го стан­дар­та, тре­бу­ю­ще­го, что­бы все па­рен­те­раль­ные пре­па­ра­ты и суб­стан­ции те­сти­ро­ва­лись на бак­те­ри­аль­ные эн­до­ток­си­ны. Од­на­ко, бак­те­ри­аль­ные эн­до­ток­си­ны - не един­ствен­ная фор­ма пи­ро­ге­нов, про­ду­ци­ру­е­мая мик­ро­ор­га­низ­ма­ми.

PG и BG яв­ля­ют­ся эк­зо­ген­ны­ми пи­ро­ге­на­ми. BG лег­ко опре­де­ля­ют­ся с по­мо­щью ЛАЛ-те­ста - то­го же ана­ли­за, ко­то­рый ис­поль­зу­ет­ся для опре­де­ле­ния бак­те­ри­аль­ных эн­до­ток­си­нов, при­чем за­дол­го до то­го, как их со­дер­жа­ние до­стиг­нет по­ро­го­во­го уров­ня пи­ро­ген­но­сти. Од­на­ко, PG не опре­де­ля­ет­ся ка­ким-ли­бо фар­ма­ко­пей­ным ана­ли­зом. По­это­му в на­сто­я­щее вре­мя с тем, чтоб уста­но­вить на­ли­чие PG, воз­ни­ка­ют про­бле­мы. Наи­бо­лее зна­чи­мая из них - кон­та­ми­на­ция пеп­ти­до­г­ли­ка­ном ико­декс­три­на, ис­поль­зу­е­мо­го в пе­ри­то­ни­аль­ном диа­ли­зе. Так как обыч­но PG не опре­де­ля­ет­ся от­дель­но от са­мих жи­вых бак­те­рий, остат­ки PG по­сле сте­ри­ли­за­ции, ко­то­рая убра­ла жи­вые бак­те­рии, мо­гут остать­ся не­за­ме­чен­ны­ми и вызвать ряд про­блем - по­яв­ле­ние до­ста­точ­но не­га­тив­ных эф­фек­тов у па­ци­ен­тов. На по­мощь при­хо­дит SLP-ана­лиз. С по­мо­щью не­го мож­но опре­де­лить остат­ки PG как для ико­декс­три­на, так и для лю­бо­го дру­го­го пре­па­ра­та, ко­то­рый по­тен­ци­аль­но мо­жет при­ве­сти к раз­ви­тию им­мун­но­го от­ве­та у че­ло­ве­ка в от­вет на при­сут­ствие не­об­на­ру­жен­но­го PG.

Потенциал SLP-анализа в обнаружении и идентификации бактерий

Уни­каль­ные свойства SLP-ана­ли­за поз­во­ли­ли изу­чить не­сколько но­вых об­ла­стей при­ме­не­ния дан­но­го ме­то­да. В од­ной из об­ла­стей в те­че­ние двух по­след­них де­ся­ти­ле­тий бы­ло про­ве­де­но мно­го ис­сле­до­ва­ний, в ре­зульта­те ко­то­рых бы­ло уста­нов­ле­но, что по­тен­ци­аль­ное ис­поль­зо­ва­ние ана­ли­за да­ет быстрое опре­де­ле­ние и ши­ро­кую иден­ти­фи­ка­цию бак­те­ри­аль­ных ин­фек­ций. Ме­нин­гит мо­жет иметь бак­те­ри­аль­ную или ви­рус­ную при­ро­ду. Ис­сле­до­ва­ния по­ка­зы­ва­ют, что спек­тр бак­те­рий, вы­зы­ва­ю­щих ме­нин­гит, рас­ши­ря­ет­ся, и спо­соб ле­че­ния за­бо­ле­ва­ния за­ви­сит от воз­бу­ди­те­ля. Ком­би­на­ция SLP-те­ста в со­че­та­нии с ЛАЛ-те­стом поз­во­лит как опре­де­лить при­сут­ствие бак­те­рий, так и про­ве­сти их пред­ва­ри­тель­ную клас­си­фи­ка­цию на Грам-по­ло­жи­тель­ные и Грам-от­ри­ца­тель­ные. Затра­ты по вре­ме­ни со­ста­вят все­го лишь один час.

Так как PG со­дер­жит­ся и в Грам-по­ло­жи­тель­ных, и в Грам-от­ри­ца­тель­ных бак­те­ри­ях, SLP-тест мож­но рас­смат­ри­вать как пред­ва­ри­тель­ный тест на при­сут­ствие бак­те­рий в прин­ци­пе. Даль­ней­шее ис­поль­зо­ва­ние ЛАЛ-те­ста поз­во­лит опре­де­лить при­сут­ствие Грам-от­ри­ца­тель­ных или Грам-по­ло­жи­тель­ных бак­те­рий, так как мо­ле­ку­лы ЛПС встре­ча­ют­ся только у Грам-от­ри­ца­тель­ных бак­те­рий. Ис­сле­до­ва­ния по­ка­зы­ва­ют, что точ­ность опре­де­ле­ния PG Грам-по­ло­жи­тель­ных бак­те­рий для SPL со­став­ля­ет око­ло 90%.

Потенциал использования SLP в определении пептидогликанов

SLР-тест, как упо­ми­на­лось вы­ше, уже за­ре­ко­мен­до­вал се­бя в опре­де­ле­нии PG при про­из­вод­стве ико­декс­три­на для рас­тво­ров, ис­поль­зу­е­мых в пе­ри­то­ни­аль­ном диа­ли­зе. SLP-ре­ак­тив по­ка­зы­ва­ет та­кой же по­тен­ци­ал для лю­бо­го па­рен­те­раль­но­го пре­па­ра­та, где воз­мо­жен риск кон­та­ми­на­ции пеп­ти­до­г­ли­ка­ном. Ко­г­да воз­ник­ла не­об­хо­ди­мость кон­тро­ля на бак­те­ри­аль­ные эн­до­ток­си­ны, по­явил­ся ЛАЛ-тест. Сей­час же все бо­лее ак­ту­аль­ной ста­но­вит­ся по­треб­ность в кон­тро­ле на пеп­ти­до­г­ли­кан. По­ка она по­яви­лась для од­но­го пре­па­ра­та, в даль­ней­шем она мо­жет воз­ник­нуть так­же и для кон­тро­ля дру­гих пре­па­ра­тов. Не­смот­ря на то, что риск при­сут­ствия не­об­на­ру­жен­но­го пеп­ти­до­г­ли­ка­на мень­ше по срав­не­нию с рис­ком кон­та­ми­на­ции эн­до­ток­си­на­ми, он все рав­но оста­ет­ся в ка­те­го­рии рис­ка при­сут­ствия эк­зо­ген­ных пи­ро­ге­нов.