Диабет шагает по планете! - так без всякого преувеличения можно было бы охарактеризовать эпидемиологическую ситуацию с сахарным диабетом 2-го типа. Это заболевание развивается обычно у людей старше 40 лет и связано с тем, что поджелудочная железа перестает производить в должном количестве инсулин - особый пептидный гормон, регулирующий содержание глюкозы в крови. Количество людей, страдающих этим недугом, стремительно растет во всем мире и, по оценке экспертов Всемирной организации здравоохранения, в ближайшие 20 лет может составить 380 миллионов. Это устрашающая цифра, свидетельствующая о том, что мы имеем дело с самой настоящей эпидемией.

К важнейшим факторам риска, помимо наследственной предрасположенности, относятся избыточный вес, гиподинамия, курение и несбалансированное питание, то есть это заболевание в большой степени обусловлено современным образом жизни. Если еще недавно сахарный диабет 2-го типа в значительной мере оставался "прерогативой" промышленно развитых стран, то сегодня он стремительно завоевывает и страны с переходной экономикой. Однако там ситуация нередко усугубляется отсутствием эффективно функционирующей системы здравоохранения, способной обеспечить искусственным инсулином всех нуждающихся. Теперь немецкие исследователи разработали новый, более дешевый метод получения инсулина с помощью дрожжей Pichia pastoris.

Дрожжи синтезируют проинсулина

Этот одноклеточный гриб, в отличие от многих других дрожжей, относится к метилотрофам, то есть в качестве источника углерода и энергии ассимилирует метан и его производные, включая метанол. В 70-е годы, когда это ядовитое сырье еще стоило гроши, этот гриб культивировали в массовом масштабе для получения кормового дрожжевого белка - тем более что он, как и все прочие дрожжи, обладает способностью стремительно размножаться. И вот теперь специалисты Центра по изучению инфекций имени Гельмгольца в Брауншвейге нашли грибу новое применение: заставили его производить инсулин.

Для начала дрожжи Pichia pastoris - так сказать, закваску - помещают в 10-литровый биореактор, наполненный глицерином. Для гриба это лакомство, он быстро размножается, после чего биохимики производят замену питательной среды: вместо глицерина в биореактор заливают 2-процентный раствор метанола. Для любого другого организма это означало бы верную гибель, но дрожжи Pichia pastoris реагируют на стресс по-своему: начинают синтезировать алкогольоксидазу - фермент, окисляющий метанол, - а заодно активируют и ряд других функций, приданных им путем генетической модификации.

Урсула Ринас (Ursula Rinas), научная сотрудница брауншвейгского Центра, поясняет: "Клетки, с которыми мы сейчас работаем, синтезируют проинсулин, то есть вещество, являющееся молекулярным предшественником инсулина. Важно, что проинсулин синтезируется в цитоплазме дрожжевой клетки, а затем выделяется наружу, в культуральную среду. Мы его собираем, подвергаем химической обработке - кстати, не слишком сложной, - и получаем в чистом виде инсулин, пригодный к использованию в качестве медикамента".

С дрожжами дело иметь проще

До сих пор большая часть искусственного инсулина производится с помощью генетически модифицированных колибактерий. Преимущество этой кишечной палочки в ее высокой производительности - 10 граммов инсулина на литр раствора культуры. Проблема, однако, в том, что синтезированный бактерией инсулин накапливается внутри клетки в виде особых телец включения, и экстрагировать его химическими методами довольно сложно и дорого. "С дрожжами Pichia pastoris все гораздо проще, - говорит Урсула Ринас. - Конечно, этот метод тоже требует определенной квалификации, определенного ноу-хау, но в целом он позволяет нам получать инсулин значительно дешевле и в очень больших количествах".

Метод, разработанный немецкими микробиологами, уже реализован на практике в Индии благодаря тесному сотрудничеству Центра по изучению инфекций в Брауншвейге с Международным центром генной инженерии и биотехнологии в Дели. Это неслучайно, ведь из 285 миллионов человек, страдающих сегодня во всем мире сахарным диабетом, 50 миллионов приходится на Индию. Впрочем, эпидемия диабета, как уже было сказано, шагает по планете. "Сейчас интерес к нашему методу проявляют многие страны, - говорит Урсула Ринас. - Так, недавно к нам обратилась даже одна египетская фирма. И это только начало".

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман