Биотехнологические методы получения ЛС на основе культур клеток растений имеют широкое распространение, поскольку по 3 страница

ЗАДАЧА 23

Весьма существенную роль для продвижения антибиотика в производственную сферу играет возможность проведения сравнительной…

Вариант ответа

Существуют два варианта определения антимикробной активности по методу диффузии в агар с последующим сравнением размеров зон угнетения роста тест-организмов при испытании растворов стандартного образца и испытуемого препарата.

Трехдозный, когда для проведения анализа готовят по три концентрации растворов стандартного и испытуемого образцов.

Однодозный с использованием стандартной кривой в полулогарифмической сетке. В чашках Петри с тест-организмом вырезают лунки диаметром 8 мм или ставят цилиндрики, в которые вносят пипетками опытные растворы и стандартные образцы в объеме 0,05 мл. Чашки термостатируют при температуре 37 °С в течение 18 ч. Расчет антимикробной активности при использовании этих вариантов осуществляют в соответствии с Государственной фармакопеей.

Способы выделения антибиотика зависят от его локализации. Это может быть и культуральная жидкость, и мицелий или и то, и другое вместе.

Если антибиотик находится в мицелии, его стремятся перевести в водную фазу, меняя, к примеру, рН культуральной жидкости (например, в случае тетрациклипов).

Кроме того, можно объединить растворенный антибиотик в общем осадке, из которого его затем экстрагировать. Экстракцию применяют при очистке таких антибиотиков, как пенициллин, эритромицин. Один из примеров при экстракционном методе выделения и очистки — извлечение пенициллина из бутилацетата, где он находится в виде свободной кислоты. При добавлении ацетата калия образуется калиевая соль пенициллина, кристаллы которого промывают бутанолом и высушивают.

Обработка культуральной жидкости включает различные способы коагуляции, флокуляции, так как она содержит не только антибиотик, но и мицелий продуцента, продукты его лизиса, ряд компонентов питательной среды: высоко- и низкомолекулярные органические вещества и неорганические соли.

Отделение нативного раствора от мицелия и коллоидных частиц осуществляют методами фильтрации и центрифугирования с использованием барабанных вакуум-фильтров, пресс-фильтров, сепараторов. В очистке антибиотиков широко применяют ионообменные смолы (катиониты и аниониты). Особое место занимают сорбционные методы при получении аминогликозидов в высокоочищенном виде (в частности, стрептомицина).

Помимо традиционных методов очистки антибиотиков существует также мембранная технология для разделения сложных смесей. Для количественной оценки используют практически все традиционные физико-химические методы анализа. Это титриметрические, оптические, хроматографические (особенно ВЭЖХ) методы. При обезвоживании препаратов антибиотиков используют либо лиофильную сушку (замороженного стерильного раствора, разлитого во флаконы в вакууме), либо распылительную сушку. Все серии лекарственных форм контролируют в соответствии с Государственной фармакопеей или соответствующими производственными регламентами с учетом требований международных фармакопеи.

ЗАДАЧА 24

Биотехнологическое производство в фармацевтической промышленности — это система устройств периодического или непрерывного…

Вариант ответа

Биотехнологическое производство ЛС и БАВ строится на использовании исходного сырья, энергетики, реализованного труда, биообъектов, процессов и аппаратов. В условиях такого производства технология делится на ряд подготовительных и основных этапов.

К числу подготовительных этапов относятся:

• выращивание посевной среды (инокулята) сначала в пробирках, затем в колбах на качалках с последующим перемещением ее в инокулятор и далее в ферментер;

• подготовка питательной среды;

• подготовка ферментационного оборудования.

Основные операции (стадии): биосинтез, разделение биомассы и культуральной жидкости, концентрирование, очистка (ультрафильтрация, экстракция, сорбция), получение конечной субстанции или готовой лекарственной формы с последующей расфасовкой и упаковкой.

Процессы ферментации (биосинтеза) можно классифицировать по технологическим параметрам, например по организации материальных потоков. Процессы представлены ниже.

• Периодический (задаются и остаются без изменений все параметры ферментации — температура, рН, обороты мешалки). Этот процесс — нерегулируемый и используется, например, при выращивании пропионовых бактерий для получения витамина В₁₂в анаэробных условиях на специально подобранной среде или в случае получения биомассы как целевого продукта.

• Полупериодический (регулируемая ферментация). В ходе процесса добавляют питательные вещества, регулируют рН, в случае необходимости добавляют предшественники. Пример: при получении вторичных метаболитов антибиотиков (при биосинтезе пенициллина на 2, 3 сут необходимо добавить ФУК).

• Непрерывный процесс. В процессе биосинтеза отбирают небольшую часть культуральной жидкости (10—15%) и переносят в другой ферментер. Культуральная жидкость выполняет роль посевного материала. В первый ферментер добавляют равное количество питательной среды или воды. Получается замкнутый цикл. Например, совершенствование стадии получения сорбозы (для повышения выхода целевого продукта) при синтезе аскорбиновой кислоты при переходе от периодического культивирования продуцента Gluconobacter oxydans к непрерывному позволило увеличить скорость образования сорбозы в 1,7 раза.

• Многоциклический процесс отличается тем, что в конце ферментации 90% культуральной жидкости сливают из ферментера, а оставшаяся часть выполняет роль посевного материала.

В двух последних случаях отпадает необходимость в стадии выращивания посевной среды.

При выборе типа ферментации в зависимости от поставленной задачи имеет существенное значение, что является целевым продуктом: первичные или вторичные метаболиты. Критерием в выборе типа ферментации (поверхностная или глубинная) служат также объемы производства. Если это промышленное производство, то, безусловно, это глубинная ферментация, а если нужны небольшие объемы, к примеру, в лабораторных условиях, то это поверхностная ферментация (биологические матрасы).

ЗАДАЧА 25

Биосинтез ЛС или БАВ в условиях производства требует создания стерильных условий при многостадийности всего процесса в целом…

Вариант ответа

Многостадийность биосинтеза выражается в выращивании посевной среды (многоэтапность), в приготовлении соответствующей питательной среды многокомпонентного состава, в самом процессе ведения биосинтеза (биокатализа), в выделении, очистке, концентрировании, сушке, фасовке и упаковке ЛС. Все эти этапы требуют стерильных условий производства, его асептики, начиная с воздуха, оборудования и заканчивая асептикой питательной и посевной среды.

Биосинтез осуществляют с использованием жидкой питательной среды, при глубинном культивировании. Емкости ферментеров имеют объем от 100 л (1 м³) до 10 000 л (100 м³), и все коммуникации стерилизуют острым паром (130 °С) в течение 1 ч. Стерилизацию воздуха производят методом фильтрации по следующей схеме: воздух с улицы поступает в фильтр предварительной очистки, где он очищается от пыли и влаги, затем на компрессор, где воздух нагревается, далее в холодильник для охлаждения, после чего под давлением проходит в головной фильтр (общий для цеха ферментации) и, наконец, в индивидуальный фильтр для каждого ферментера.

Поступающий с улицы воздух содержит от 1000 до 100 000 клеток микроорганизмов в 1 м³, среди которых могут встречаться и патогенные штаммы. Именно поэтому, чтобы не допустить контаминации культуральной жидкости, индивидуальные фильтры не должны пропускать микроорганизмы размером более 0,25 микрона (мкм). Для сравнения, размеры, например, кокков составляют 0,5—1,5 мкм, кишечной палочки — 0,4—0,8 мкм. При этом существует так называемый коэффициент проскока, поэтому 100% стерилизация не всегда возможна.

Фильтры стерилизуют острым паром при 120—130 °С в течение 30 мин. Для проверки эффективности стерилизации проводят биологический анализ проб. Питательную среду стерилизуют с применением термического нагревания (в 1 г кукурузной муки содержится от 104 до 109 клеток микроорганизмов). К воде как компоненту питательной среды предъявляют те же требования, что и к питьевой воде (водопроводная вода должна содержать не более 100 микробных клеток в 1 мл).

ЗАДАЧА 26

Несмотря на то что в основе современной инженерной энзимологии лежит применение ферментов и ферментных систем…

Вариант ответа

Сравнительно недавно (несколько десятков лет назад) четко определились пути преодоления вышеуказанных трудностей. Эти пути связаны с получением иммобилизованных ферментов из клеток микроорганизмов. Сама иммобилизация представляет собой физическое разделение биообъекта (клетка, фермент) и растворителя, т.е. биообъект закреплен на нерастворимом носителе, а субстрат и продукты метаболизма свободно обмениваются между биообъектом и растворителем. Биообъект в этом случае работает многократно (недели, месяцы). Иными словами, иммобилизация ферментов — это перевод их в нерастворимое состояние с частичным или полным сохранением каталитической активности.

При совершенствовании биотехнологического процесса обычно используют следующие методы иммобилизации ферментов:

• ковалентное присоединение молекул ферментов к водонерастворимому носителю (природные полимеры — целлюлоза, хитин, ага-роза; синтетические — поливинилхлорид, полиакриламид и др.);

• захват фермента в сетку геля или полимера;

• ковалентная сшивка молекул фермента друг с другом или с инертными белками;

• адсорбция фермента на водонерастворимом носителе (часто на ионитах);

• микрокапсулирование.

В результате иммобилизации ферменты получают преимущества гетерогенных катализаторов: их можно удалять из реакционной смеси и отделять от субстрата и продуктов ферментативной реакции простой фильтрацией. Кроме того, появляется возможность перевода многих периодических ферментативных процессов на непрерывный режим с использованием проточных аппаратов или колонн с иммобилизованными ферментами.

Что касается широко используемой иммобилизации целых клеток, то ее проводят аналогично, предотвращая размножение клеток, увеличивая их сохранность и срок работы в качестве катализатора. Примеры носителей органической природы: желатин, фибрин, альгинат натрия, целлюлоза, ПААГ. Неорганические: термический песок, активированный уголь, окись алюминия, бентонит. Носитель не должен быть токсичным для биообъекта. Ограничения использования иммобилизации возможны в 2 случаях: если целевой продукт не выходит в среду и если у фермента есть непрочно с ним связанный кофермент, без которого этот фермент не работает.

Каждый из методов иммобилизации имеет свои ограничения, связанные с недостаточной прочностью получаемых связей. Особенно это касается микрокапсулирования (инкапсулирования). Ячейки геля не должны быть слишком маленькими (иначе возникнут трудности контакта фермента с субстратом и недостаточная аэрация). Однако и слишком большого размера ячейки геля быть не должны. В этом случае связь с гелем образуется слабая, и биообъект может вымываться.

Функции биообъекта связаны с технологической операцией определенным образом. Так, например, очищенный фермент, фермент /В клетке с коферментом, фермент в пермеабилизированной клетке выполняют только отдельную реакцию: одноступенчатую трансфермацию. Интактная клетка (клетка-продуцент) осуществляет полный биосинтез целевого продукта посредством цепочки реакций.

Система, открытая для усложнения, — это клетка-продуцент какого-либо предшественника целевого продукта + первый фермент + второй фермент + третий фермент и т.д., т.е. биосинтез пред-продукта и его биотрансформация осуществляются в одном биореакторе. Таким путем можно, в частности, одновременно получать 6-АГТК, ампициллин и т.д.

ЗАДАЧА 27

Правила GMP — руководящий нормативный документ международного значения, который должны обязательно принимать…

Вариант ответа

Правила GMP — правила организации производства и контроля качества ЛС, единственная система требований к производству и контролю, руководящий нормативный документ для производителей и фирм, выпускающих ЛС, для всей продукции медицинского назначения и субстанций. Самые жесткие требования предъявляют к инъекционным лекарственным препаратам. Эта система требований была введена в развитых странах в 1969 г. под эгидой ВОЗ. В последующие годы ее неоднократно пересматривали. Внедрение этой системы приносит выгоду импортерам и имеет значительные преимущества для экспортеров, так как является гарантией высокого качества предлагаемой продукции при соблюдении определенных требований:

• обязательной государственной регистрации ЛС;

• обязательного государственного инспектирования и надзора за фармацевтическими предприятиями;

• в стране должны быть приняты правила GMP; подобно фармако-пеям, правила GMP неоднородны, поэтому существуют:

— международные правила GMP (разрабатывает ВОЗ);

— региональные правила GMP (например, в странах Европейского экономического сообщества, ассоциации стран Юго-Восточной Азии);

— национальные правила GMP (внедрены в 30 странах мира).

В некоторых странах, в частности в Японии, национальные правила GMP ужесточены по сравнению с международными.

В перечне разделов правил GMP особое место занимает раздел валидации. Валидация — оценка и документальное подтверждение соответствия производственного процесса и качества продукции установленным требованиям. Валидация бывает периодической и внеплановой и оценивает как сам производственный процесс, так и пределы его возможностей.

На биотехнологическом производстве внеплановую валидацию проводят, если производство меняет штамм продуцента или изменена питательная среда (меняется метаболизм продуцента и возможно появление нежелательных примесей).

Для получения достоверных данных о проведенных испытаниях и безопасности ЛС используют правила GLP — правила организации лабораторных исследований. Перед клиническими испытаниями проводят лабораторные исследования (in vitro, in vivo). При испытании на животных можно получить различные результаты, поэтому важна правильная организация исследований. Животные должны быть гетерогенны (разные виды), их питание должно быть постоянным и одинаковым; требуется определенная планировка вивария для исключения стресса у животных и поддержания их жизнеспособности.

Правила GCP — правила организации клинических испытаний с соблюдением прав больных и добровольцев, с созданием общественных и этических комитетов по контролю клинических испытаний лекарственных препаратов. Цель клинических испытаний: получение достоверных результатов по терапевтическому эффекту ЛС и безвредности его применения на пациентах. Для исключения вероятности необъективности трактования полученных данных рекомендуют увеличивать количество учреждений, где проходят испытания, а не ограничиваться рамками одного учреждения и одним и тем же количеством испытуемых.

ЗАДАЧА 28

Иногда в клиниках или больницах наблюдается явление внутрибольничной инфекции, когда успешно применяемые антибиотики…

Вариант ответа

Первоисточник генов резистентности — почвенные микроорганизмы-продуценты антибиотиков. Эти гены могут передаваться через промежуточных хозяев патогенным микроорганизмам. Появление у них генов резистентности также может быть обусловлено спонтанными мутациями у микроорганизмов. Вместе с тем развитие резистентности может быть связано с генами, кодирующими синтез ферментов деградации собственного антибиотика, которые способны переноситься из микроорганизмов-продуцентов антибиотиков в клетки патогенных и непатогенных бактерий. Таким образом, попадание генов резистентности в патогенные микроорганизмы предопределено существованием в биоценозах самих продуцентов антибиотиков, а формирование в бактериальной клетке защитных механизмов обусловлено появлением генов резистентности как в хромосомах, так и в плазмидах. Плазмидная резистентность особенно опасна в генетическом плане, так как плазмиды передаются из клетки в клетку путем конъюгации, без деления клетки, однако плазмида при этом реплицируется. Кроме того, некоторые типы плазмид многокопийны. Отсюда термин «инфекционная резистентность», т.е. «заражение резистентностью» одних клеток от других.

Причина возникновения изоферментов с р-лактамазной активностью заключается в том, что микробная клетка защищает себя от антибиотика за счет мутаций в гене, кодирующем последовательность аминокислот в ферменте-мишени, т.е. в структурном гене этого фермента. В результате происходит расщепление β-лактамного кольца, и антибиотик теряет свою активность. Кроме того, генетические элементы ДНК (транспозоны), способные к самостоятельному перемещению в пределах репликона (генома) и вне его, несут детерминанты устойчивости к антибиотикам (например, к канамицину, хлорамфениколу, тетрациклину, эритромицину). Особенно часто плазмидная локализация генов резистентности встречается при ферментативной инактивации антибиотиков. Иногда в одной плазмиде оказываются локализованы сразу несколько генов, кодирующих ферменты, воздействующие на антибиотики разных групп. Такое явление носит название «полирезистентность микроорганизмов». Наличие полирезистентных штаммов возбудителей инфекций — серьезная проблема, так как к антибиотикам, которые применяют в инфекционной клинике, возникает устойчивая резистентность со стороны возбудителей («госпитальная инфекция»). В то же время необходимо отметить, что в большинстве случаев переноса генов резистентности не происходит из-за того, что экспрессируются в основном хромосомные гены клетки-хозяина, которые доминируют над генами резистентности — в этом случае антибиотикочувствительность будет преобладать над антибиотикорезистентностью.

Пути преодоления резистентности (на примере β-лактамов и цефалоспоринов):

• применение полусинтетических антибиотиков (оксациллин, метициллин и др.);

• применение антибиотиков-ингибиторов β-лактамаз (уназин-ампициллин + сульбактам, амоксиклав-аммоксициллин + клавулановая кислота);

• β-лактамный антибиотик имипинем (легко проникает через пориновые каналы);

• цефалоспорины, имитирующие переносчики железа;

• цефалоспорины IIIпоколения, устойчивые к β-лактамазам (цефтазидим и др.);

• цефалоспорины IV поколения, не являющиеся индукторами β-лактамаз (цефепим, цефпиром);

• амикацин (канамицин + L-Y-амино-α-оксимасляная кислота);

• организационные мероприятия по смене антибиотиков.

ЗАДАЧА 29

Биотехнологические методы получения ЛС на основе культур клеток растений имеют широкое распространение, поскольку по

Вариант ответа

Метод биотехнологии получения ЛС на основе культур клеток растений начинается с процесса получения культуры каллусной ткани или каллуса. Каллус — ткань, возникающая при неорганизованной пролиферации клеток растения (дедифференцированное деление клеток). Метод реализует способность любой клетки образовывать полноценное растение в соответствии с ее генетическим и физиологическим потенциалом (естественными возможностями). Эта способность называется «тотипотентность». Стабильность по выходу целевого продукта (вторичных метаболитов) обычно связывают с дифференцировкой клеток и со стадией культивирования (конец экспоненциальной стадии с переходом на постоянную фазу роста и деления клеток).

Примером влияния дифференцировки клеток на выход целевого продукта служит дифференцированный корневой каллус Atropa belladonna, синтезирующий тропановые алкалоиды (в отличие от недифференцированного). Другой пример: только недифференцированные клетки Rauwolfia serpentine синтезируют индолиловые алкалоиды.

Технология получения каллуса требует наличия молодых и здоровых клеток, стерильности, определенной температуры (+24-26 °С) и влажности (65-70%), аэрации, соответствующего оборудования (специальные ферментеры). В питательную среду, помимо микро- и макроэлементов, источников углерода, витаминов, нужно вносить регуляторы роста растений — ауксины (индолилтриуксусная кислота и др.) и цитокинины (6-бензиламинопурин и др.). Также весьма существенную роль для синтеза метаболитов играют предшественники. Так, добавление фенилаланина увеличивает выход диосгенина на 100%.

Накопление вторичных метаболитов зависит от того, на каких средах (жидких или твердых) проводят культивирование.

Суспензионное культивирование осуществляют в аэрлифтных ферментерах без механической мешалки (с турбинным перемешиванием, с внешней циркуляционной петлей). Растительные клетки в отличие от клеток микроорганизмов имеют большие размеры, вакуоль, целлюлозную клеточную оболочку, клеточные агрегаты. Все это требует системы перемешивания восходящими потоками воздуха (встряхиванием без механических повреждений). Как правило, для этого используют следующие режимы культивирования: периодический (чаще), циклический и непрерывный (нарастание биомассы коррелирует с синтезом вторичных метаболитов). Для повышения выхода продуктов вторичного метаболизма применяют иммобилизацию растительных клеток.

Иногда конечный продукт биосинтеза необходимо частично преобразовать. В этом случае применяют биотрансформацию — метод, использующий ферменты клеток растения, способные менять функциональные группы добавленных извне химических соединений. Примером применения биотрансформации служит превращение дигитоксина в дигоксин в реакции 1, 2-гидроксилирования, катализируемой ферментом, продуцируемым недифференцированными клетками Digitalis Lanata.

ЗАДАЧА 30

В настоящее время существует проблема недостаточной эффективности хорошо зарекомендовавших себя ранее ЛС…

Вариант ответа

Первоисточником генов резистентности являются спонтанные мутации у почвенных микроорганизмов-продуцентов антибиотиков. Эти гены могут передаваться через промежуточных хозяев патогенным микроорганизмам. Одновременно к источникам генов резистентности относятся гены, кодирующие синтез ферментов собственного антибиотика: они также способны переноситься из продуцентов в клетки патогенных и непатогенных бактерий. Таким образом, попадание генов резистентности в патогенные микроорганизмы предопределено существованием в биоценозах самих продуцентов антибиотиков.

Формирование в бактериальной клетке защитных механизмов обусловлено наличием генов резистентности как в хромосомах, так и в плазмидах. Особенно опасна плазмидная резистентность в генетическом плане, так как плазмиды передаются из клетки в клетку путем конъюгации (без деления клетки), но плазмида при этом реплицируется. В то же время некоторые типы плазмид многокопийны. Отсюда возник термин «инфекционная резистентность», т.е. «заражение резистентностью» одних клеток от других.

Также транспозоны (генетические элементы ДНК, способные к самостоятельному перемещению в пределах репликона и вне его) могут нести детерминанты устойчивости к антибиотикам (например, к канамицину, хлорамфениколу, тетрациклину, эритромицину). Особенно часто плазмидная локализация генов резистентности встречается при ферментативной инактивации антибиотиков.

Иногда в одной плазмиде оказываются локализованы несколько генов, кодирующих ферменты, воздействующие на антибиотики разных групп, что обусловливает понятие полирезистентности микроорганизмов. Полирезистентные штаммы возбудителей инфекций вызывают «госпитальную инфекцию», когда к антибиотикам, которые применяют в клиническом учреждении, возникает устойчивая резистентность со стороны возбудителей.

Причина появления изоферментов с β-лактамазной активностью в том, что микробная клетка защищает себя от антибиотика за счет мутаций в гене, кодирующем последовательность аминокислот в ферменте, участвующем в биосинтезе антибиотика, точнее не в самом ферменте, а в структурном гене этого фермента. Под действием β-лактамаз происходит расщепление р-лактамного кольца, и антибиотик теряет свою активность. При этом мутировавшие хромосомные гены могут оказаться в плазмидах и далее в других клетках, однако в большинстве случаев переноса резистентности не происходит вследствие того, что в экспрессии генов доминируют хромосомные гены клетки-хозяина (реципиента), и антибиотико-чувствительность в этом случае будет преобладать над антибиотикорезистентностью.

Ферментативная инактивация аминогликозидов — наиболее часто встречающийся механизм резистентности к этим антибиотикам. Ферменты, инактивирующие аминогликозидные антибиотики, относят к классу трансфераз, они катализируют замещение гидроксильных групп у аминогликозидов остатками фосфорной или адениловой кислоты, а аминогруппы аминогликозидов замещают остатками уксусной кислоты (фосфотрансферазы, аденилтрансферазы, ацетилтрансферазы). Достаточно заменить только одну функциональную группу у аминогликозидного антибиотика, и он полностью инактивирован. Вместе с тем эти ферменты у грамотрицательных микроорганизмов имеют внутриклеточную локализацию, в отличие от β-лактамаз грамположительных микроорганизмов, которые являются гидролазами и относятся к внеклеточным ферментам.

Активный выброс антибиотиков из клетки возможно показать на примере тетрациклинов и противоопухолевых препаратов. Система активного выброса локализуется в цитоплазматической мембране клетки и не позволяет антибиотикам достигать своей мишени, делая их неэффективными. Она состоит из «белка-ловушки», «линкерного белка» и «белка помпы».

ЗАДАЧА 31

Важнейшие группы антибиотиков, образуемых грибами, пенициллины и цефалоспорины, известны также под общим названием…

Вариант ответа

Предшественники β-лактамных антибиотиков — аминокислоты, преобразование которых путем ферментативных реакций ведет к формированию β-лактамной структуры. Сначала из трех аминокислот, L-аминоадипиновой кислоты, L-цистеина, L-валина, синтезируется LLD-три пептид. В его образовании участвуют специфические ферменты, замыкающие пептидные связи и ферменты, превращающие L-валин в его оптический антипод — D-валин. Затем LLD-трипептид превращается в моноциклический β-лактам. Следующий этап — синтез пятичленного серосодержащего кольца, сконденсированного с р-лактамным. Далее идут ферментативные реакции с образованием бензилпенициллина (продуцент — Penicillium chrysogenum) или цефалоспорина С (продуцент — Acremonium chrysogenum). В первом случае в реакцию вступает ФУК и образуется бензилпенициллин, освобождается аминоадипиновая кислота и кофермент А. Во втором случае происходит «экспансия», т.е. расширение пятичленного кольца в шестичленное, катализируемое ферментом «экспандазой», и далее формируется молекула цефалоспорина С.

Биологическая активность антибиотиков (бактериостатический, бактерицидный, а иногда и литический эффект на клетки) как избирательных ингибиторов метаболизма бактериальной клетки осуществляется посредством их взаимодействия с внутриклеточной мишенью, что вызывает также каскад вторичных реакций.

β-Лактамные антибиотики (пенициллины, цефалоспорины и другие вещества β-лактамной структуры) относятся к ингибиторам образования клеточной стенки бактерий вследствие избирательного подавления активности тех или иных ферментов, включенных в многоэтапный синтез основного полимера клеточной стенки — пептидогликана. Во время биосинтеза пептидогликана (чередование остатков мурамовой кислоты и N-ацетилглюкозамина) они подавляют катализируемое ферментами замыкание пептидных цепочек в пептидные мостики, соединяющих остатки мурамовой кислоты. В результате гликановые нити и пептидные мостики гидролизуются, так как нарушается равновесие синтеза пептидогликана и его ферментативного гидролиза. Формирования непрерывной сети пептидогликана не происходит. В животных клетках нет пептидогликана, и поэтому β-лактамы не токсичны для человека и животных. Токсичность и аллергенность никак не связаны с механизмом их антибактериального действия. Для производства антибиотиков β-лактамной структуры в соответствии с правилами GMP требуется полная изоляция этого производства от производства других лекарственных препаратов. Это объясняется тем, что β-лактамы проявляют аллергенное действие уже в крайне малых количествах и, попадая в другие ЛС, могут вызвать у сенсибилизированных больных серьезные осложнения.

ЗАДАЧА 32

В настоящее время доказано, что невозможно полностью избавиться от генов резистентности, однако бороться…

Вариант ответа

Известно, что первоисточник генов резистентности — почвенные микроорганизмы-продуценты антибиотиков. Эти гены могут передаваться через промежуточных хозяев патогенным микроорганизмам.

β-Лактамы инактивируются β-лактамазами, которые расщепляют их β-лактамное кольцо. Основной путь борьбы с β-лактамазами — создание молекул ЛС, которые не захватываются активным центром β-лактамаз. Представителями таких ЛС являются полусинтетические антибиотики (оксациллин, метициллин, карбенициллин и т.д.), которые не чувствительны к пенициллазам. Механизм создания полусинтетических пенициллинов: