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Gentechnik und biotechnologische Synthese von Heilmitteln

Dieser Bereich vereint die Chemie der Nukleinsäuren und Proteine, Mikrobiologie, Genetik, Biochemie. Die Hauptaufgabe der Gentechnik ist die Isolierung, Identifizierung und Richtungsänderung von genetischem Material aus einem Organismus, so dass es in den neuen Wirtsorganismus eingeschleust werden kann.

Eine Vielzahl von Genen wurde isoliert und für die gezielte Proteinsynthese durch Gentechnik verwendet. Zum Beispiel das bei der Behandlung von Diabetes verwendete Hormon Insulin. Gentechnisch veränderte Impfstoffe gegen zahlreiche Krankheiten von Menschen und Haustieren werden entwickelt und verkauft. Das bekannteste Anwendungsgebiet gentechnischer Methoden ist die Erzeugung gentechnisch veränderter Organismen (sowohl Pflanzen als auch Tiere mit wertvollen Verbraucherqualitäten). Und dies ist nur eine kleine Anzahl von Beispielen, die die Kraft der Biotechnologie demonstrieren.

Die erzielten Erfolge sind das Ergebnis gemeinsamer Anstrengungen von Biologen, Chemikern und Ärzten und ein anschauliches Beispiel für die notwendige Vernetzung verschiedener Disziplinen. Die Möglichkeiten der Gentechnik sind groß. Beispielsweise können Manipulationen mit verschiedenen Genen verwendet werden, um genetische Defekte zu korrigieren. Ein wichtiger Beitrag der rekombinanten DNA-Technologie ist außerdem die Erweiterung unseres Wissens über die Arbeit von Genen in lebenden Zellen.

Der Mensch nutzte die Biotechnologie seit Tausenden von Jahren: Die Menschen brauten und backten Brot. Sie erfanden Methoden zur Lagerung und Verarbeitung von Produkten durch Fermentation (Herstellung von Käse, Essig und Sojasauce), lernten, wie man aus Fetten Seife herstellt, einfache Medikamente herstellt und Abfälle recycelt.

Erst die Entwicklung gentechnischer Methoden führte jedoch zu dem von uns beobachteten biotechnologischen Aufschwung. Diese Methoden eröffnen nicht nur Möglichkeiten zur Verbesserung der bereits beherrschten Prozesse und Produkte, sondern geben uns auch völlig originelle Möglichkeiten, neue, bisher unzugängliche Substanzen zu erhalten und neue Prozesse durchzuführen.

Biotechnologische Synthese von Medikamenten

Derzeit besteht kein Zweifel, dass die Zukunft der Pharmaindustrie weitgehend von der Biotechnologie bestimmt wird. Im Gegensatz zu herkömmlichen Pillen, die mithilfe chemischer Synthesemethoden hergestellt werden, verwenden pharmazeutische Biotechnologien Techniken, mit denen Sie Verbindungen herstellen können, die die Grundlage für Nahrungsergänzungsmittel (hauptsächlich Proteine) bilden, die häufig mit natürlichen identisch sind. Der Hauptvorteil von biotechnologisch hergestellten Nahrungsergänzungsmitteln ist ihre hohe Spezifität in Bezug auf die Faktoren, die mit dem Auftreten und Fortschreiten der Krankheit verbunden sind. Dieser Ansatz hat es uns ermöglicht, eine Reihe von Nahrungsergänzungsmitteln zur Behandlung von Krankheiten wie onkologischen, kardiovaskulären und neurodegenerativen Erkrankungen zu entwickeln.

Vor dem Aufkommen der rekombinanten DNA-Technologie konnten viele auf menschlichen Proteinen basierende Ergänzungsmittel nur in geringen Mengen erhalten werden, ihre Herstellung war sehr teuer und der Mechanismus der biologischen Wirkung war nicht gut verstanden. Mit dem Beginn der Entwicklung der Gentechnik wurde erwartet, dass mit Hilfe einer neuen Technologie das gesamte Spektrum solcher Ergänzungsmittel in Mengen beschafft werden kann, die für eine wirksame Anwendung in der Klinik ausreichen. Und diese Erwartungen wurden erfüllt. Mehrere Dutzend Pillen, die durch Biotechnologie erhalten wurden, wurden bereits für die breite Anwendung empfohlen.

Nach Schätzungen von Fachleuten steigt das Weltmarktvolumen für gentechnisch hergestellte Pillen auf der Basis von Proteinen jährlich um 15% und wird bis 2010 18 Milliarden US-Dollar erreichen.

Die auffälligsten Beispiele für die Arbeit unserer Biotechnologen auf diesem Gebiet sind die am Institut für Bioorganische Chemie durchgeführten Arbeiten zur Herstellung von genetischem Humaninsulin. M. M. Shemyakin und Yu. A. Ovchinnikov RAS.

Darüber hinaus wird im Institut für biochemische Chemie der Akademie der Wissenschaften zusammen mit der Hämatologischen Forschungsakademie für Medizin daran gearbeitet, humane rekombinante Proteine ​​zur Bekämpfung des massiven Blutverlusts herzustellen. Die entwickelten Präparate aus rekombinantem Humanserumalbumin (pChSA) und rekombinantem Gerinnungsfaktor VIIa (Faktor VIIa) sind das Mittel der „Ersten Hilfe“ zur Durchführung von Sofortmaßnahmen zur Wiederbelebung, die sowohl in Friedenszeiten als auch bei bewaffneten Konflikten und für die Katastrophenmedizin erforderlich sind.

Die Entwicklung neuer Methoden zur Vorbeugung und Behandlung vieler Krankheiten hat einen großen Beitrag zum Wachstum des menschlichen Wohlbefindens geleistet. Dieser Vorgang kann jedoch nicht als abgeschlossen angesehen werden. Die sogenannten „alten“ Krankheiten – zum Beispiel Tuberkulose – können sich bemerkbar machen, sobald Präventionsmaßnahmen schwächer werden oder arzneimittelresistente Bakterienstämme auftreten.

Herkömmliche Antibiotika werden immer häufiger eingesetzt, um mit einigen schweren Krankheiten fertig zu werden, und zwar gerade deshalb, weil Resistenzen gegen einst als wirksam geltende Krankheitserreger auftreten. Gegenwärtig werden Medikamente der zweiten Generation zur Behandlung von Tuberkulose eingesetzt. Aber wer weiß, wann sie ihre Kraft verlieren werden?

Dieses Problem ist in der Onkologie noch akuter. Leider ist einer der Hauptgründe für das Scheitern bei der Krebstherapie das rasche Auftreten einer Resistenz der Tumorzellen gegenüber einer Chemotherapie. Es ist möglich, dieses für den Patienten tödliche schützende Tumorsystem zu überwinden, indem Pillen hergestellt werden, die bestimmte Mechanismen beeinflussen, die speziell in Krebszellen wirken.

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