Технология получения интерферона

Еще в 60-е годы было показано, что интерферон, провоцируемый клетками амниона человека, а также кожно-мышечными  фибробластами, по своим свойствам  отличается от лейкоцитарного интерферона. В настоящее время для получения бета-интерферона используют диплоидные клетки человека. Супериндукцию осуществляют различными воздействиями - дихлоро-1-бета-D-рибафуранозилбенэимидазолом, хлороквином, нейтральным красным, УФ~радиацией и др.

Гамма-интерферон является продуктом Т-лимфоцитов человека. За последнее десятилетие благодаря усиленному изучению иммунного ответа и свойств иммуннокомпетентных клеток значительно расширились представления о функциях Т-лифоцитов, а также о продуктах, выделяемых Т-лимфоцитами - лимфокинах, обладающих свойствами биорегуляторов.

Гамма-интерферон, или  иммунный интерферон, также является одним из активных регуляторов иммунного  ответа, так как обладает супрессорной активностью в отношении продукции  антител, вызывает активацию естественных киллеров.

Гамма - интерферон продуцируют активированные Т-лимфоциты.

Для получения больших  количеств гамма-интерферона из периферической крови выделяют Т-лимфоциты  и обрабатывают митогеном или  антилимфоцитарной сывороткой. Например, к культуре с концентрацией лимфоцитов (1-2)×10⁵ в 1 мл прибавляют стафилококковый энтеротоксин в концентрации 0,02 мкг/мл.

Культуры инкубируют в среде с человеческим альбумином. Интерферон выделяют из культуральной  среды. Возможно повторное стимулирование культуры и повторное продуцирование интерферона.

Характеристика готового продукта:

Человеческий лейкоцитарный  интерферон является видоспецифическим  гликопротеидом, синтезируемым донорскими лейкоцитами в ответ на воздействие  интерфероногена.

Специфичность препарата  определяется следующими признаками:

А) противовирусной активностью. В разведении, соответствующем титру активности, препарат должен защищать культуру человеческих клеток от цитопатического действия индикаторного вируса, взятого в дозе 100 ТЦД₅₀;

Б) устойчивостью активности к действию нуклеаз-РНК-азы и ДНК-азы;

В) чувствительностью активности к действию трипсина - при концентрации фермента 300 мкг/мл в течение 1 часа при 37°С препарат полностью инактивируется;

Г) чувствительностью активности к действию специфической антисыворотки - антиинтерфероновая сыворотка в разведении, соответствующем титру должна снижать защитное действие интерферона, взятого в количестве 10 ед, в реакции нейтрализации.

Основные требования к препарату:

• Препарат должен быть вирусологически стерильным, нетоксичным и безвредным;
• В разведении, соответствующем титру активности, препарат должен защищать культуру человеческих клеток от цитопатического действия индикаторного вируса;
• Сухой препарат - пористый порошок серовато-коричневого цвета, легко растворимый в 2 мл дистиллированной воды. Остаточная влажность не должна превышать 2%;
• Раствор препарата должен иметь различные оттенки красного цвета и желтоватый оттенок.

 

Технологический процесс  изготовления лейкоцитарного интерферона подразделяют на следующие стадии (рисунок 3):

1 Отбор крови. Кровь заготавливают на станциях переливания крови в соответствии с действующими инструкциями, в стерильные многокамерные мешки или флаконы, заполненные консервирующим раствором.

2 Разделение  крови на плазму и форменные элементы (центрифугирование). Пластикатные мешки центрифугируют 4 мин при 4°С и из них выжимают последовательно - плазму, а затем 40 мл верхнего слоя с поверхности клеточной фракции (эритромасса) или 40 мл верхнего слоя клеточной фракции (лейкомасса), которые используют в дальнейшем в качестве источника лейкоцитов для биосинтеза препарата.

3 Контроль  полученного препарата на инфекционные  заболевания.          Образец крови, плазмы, эритромассы или лейкомассы от каждого донора, должен контролироваться на отсутствие инфицирования сифилисом, гепатитом, СПИДом в соответствии с действующими инструкциями. При отрицательных результатах контроля эритромасса и лейкомасса могут использоваться для производства интерферона не позднее, чем спустя сутки после забора крови от донора. Хранение их допускается при температуре не выше 4°С. Плазма или сыворотка донорской крови входят в состав культуральной смеси на всех стадиях биосинтеза интерферона.

 

 

 

4 Выделение  лейкоцитов. Биосинтез интерферона проводят с использованием лейкоцитов, освобожденных от примеси эритроцитов. В тех случаях, когда примесь эритроцитов превышает 100 клеток на 1 лейкоцит, например, в эритромассе для их отделения необходимо применить фракционирование с последующим гемолизом лейкоцитсодержащей фракций. Если содержание эритроцитов меньше 100 клеток на 1 лейкоцит, ограничиваются только гемолизом.

4.1 Фракционирование. В стерильные стеклянные колбы - отстойники грушевидной формы с герметично закрывающимися верхним и нижним отводами, емкостью не ниже 5 л заливают 2 л стабилизирующего раствора следующего состава: апирогенная дистиллированная вода - 1 л, глюкоза фармацевтическая - 20 г, аскорбиновая кислота - 0,25 г, хлористый кальций - 5 г, цитрат натрия трехзамещенный - 15 г. Стабилизирующий раствор при 20°С должен иметь плотность 1,05 г/мл. Раствор стерилизуется автоклавированием или фильтрацией и может храниться продолжительное время при температуре 4°С. Однако, концентрированный раствор цитрата натрия целесообразно автоклавировать отдельно и вводить непосредственно в отстойник. В отстойник со стабилизирующим раствором вводят равный (2л) объем клеточной фракции. Суспензию тщательно перемешивают и добавляют раствор осадителя эритроцитов в количестве 1/10 от суммарного объема суспензии (около 400 мл).

В качестве осадителей используют декстран фармацевтический с молекулярной массой не ниже 80 000 Дальтон (исходный раствор 100г/л), поливиниловый спирт фармацевтический (исходный раствор 50 г/л или смесь 1:1 по объему). Растворы осадителей стерилизуют автоклавированием или фильтрацией и могут храниться продолжительное время при температуре +4°С.

Под действие осадителей происходит агрегация эритроцитов, что ускоряет их выпадение из суспензии, В результате происходит расслоение суспензии на 2 фракции - темноокрашенную нижнюю (фракция эритроцитов) и светлую верхнюю (фракция лейкоцитов). Через нижний отвод отстойника фракцию эритроцитов сливают. Затем сливают и фракцию лейкоцитов. Клетки отделяют центрифугированием. Надосадочную жидкость отбрасывают, а осадок клеток ресуспедируют в питательной среде с конечной концентрацией 0,5% этилендиаминотетрауксусной кислоты (ЭДТА).

4.2 Гемолиз  остаточных эритроцитов. Для гемолиза используют 0,83%-ный раствор хлористого аммония в апирогенной дистиллированной воде, охлажденной до 4°С. Раствор стерилизуют автоклавированием. Клеточную суспензию заливают не менее чем 10 объемами гемолитика, выдерживают в течение 10 мин при 4°С, в затем клетки отделяют центрифугированием (600ЕД, 10 мин, 4°С).

Надосадочную жидкость сливают и не используют на последующих стадиях. Осадок клеток суспендируют в питательной среде 199 или минимальной «игла», содержащей 3 ед/мл гепарина, 5% донорской плазмы или сыворотки, 0,1 трилона Б и 5 ед/мл мономицина.

4.3 Подсчет  жизнеспособных лейкоцитов. Для определения количества жизнеспособных клеток используют 1%-ный водный раствор эозината натрия. Эозинатом, окрашиваются в красный цвет только погибшие клетки.

Отбирают 0,5 мл тщательно  перемененной суспензии и объединяют ее с 0,5 мл раствора эозината. Выдерживают  смесь 30 сек при комнатной температуре и разводят физраствором в 100 раз. Разведение вводят в счетную камеру Горяева и считают количество окрашенных и неокрашенных клеток под микроскопом с увеличением 100 во всей камере, количество жизнеспособных клеток (X) определяют по формуле:

X = А × 200 × 1100,

где А - количество неокрашенных клеток в камере.

Количество нежизнеспособных (окрашенных клеток) не должно превышать 3% от общего числа клеток в суспензии.

5 Стимуляция  интерфероногенеза - прайминг. На этой стадии преследуют 2 основных цели; активизировать метаболизм лейкоцита (для этого в культуральную среду вводят нативную плазму и инсулин) и стимулировать интерфероногенез действием интерферона. При правильной постановке прайминг обеспечивает повышение выхода активности не менее, чем в 4 раза.

5.1 Составление  культуральной среды. Лейкоциты, освобожденные от примеси эритроцитов, суспендируют из расчета 10-20 млн клеток в 1 мл питательной среды, в которую добавлены 0,0015 ед/мл инсулина и 100-200 ед/мл нативного интерферона. Суспензию переливают в плоскодонные колбы емкостью 5 л, заполняя только половину объема. В колбу помещают стержень из мягкого железа с некоррозирующим покрытием, который предварительно стерилизуют автоклавированием или прожиганием в пламени горелки.

5.2 Суспензионное культивирование. Колбы с клеточной взвесью перекрывают стерильной алюминиевой фольгой и помещают в водяную баню из магнитно-проводящего материала (пластика любого типа или оргстекла), подключенную к ультратермостату. Ультратермостат должен обеспечивать устойчивое поддержания температуры в клеточной взвеси в пределах 37,5°С. Под баней помешают магнитные мешалки, вращение которых передается стержню в культуральной колбе. При скорости вращения 100 об/мин лейкоциты не травмируются, но устойчиво поддерживаются в суспензии.

Клетки инкубируют не менее 2-х часов (биологическое время). Если возникает необходимость, продолжительность прайминга можно увеличить до 12- часов. Однако в этом случат в культуральную среду необходимо добавить 0,005 М сукцината натрия.

6 Индукция  интерферона. Для индукции используют бактериологический стерильный вирус болезни Ньюкасла с инфекционным титром не ниже 10⁸/мл ТЦД₅₀ в культуре куриных фибробластов. Вирус предварительно подогревают по 37,5°С.

6.1 Введение вируса-интерфероногена. Культуральные колбы вскрывают под пламенем горелки и вирусосодержащую аллантоисную жидкость переливают в суспензию из расчета 10^-100  ТЦД₅₀ на 1 лейкоцит. Так, при содержании лейкоцитов 25 млрд. добавляют 250 млн вируса с интерфероногеным титром 10⁹ ТЦД₅₀. Колбу перекрывают алюминиевой фольгой с соблюдением условий стерильности и инкубируют в течение 1 часа при 37,5°С.

7 Отделение индуцированных  лейкоцитов. На стадии индукции завершают подготовительные этапы интерфероногенеза.

Для улучшения переносимости препарата, после индукции необходимо удаление культуральной жидкости неадсорбировавшихся частиц вируса-индуктора и антигенов куриной аллантоисной жидкости. Для этих целей оказалось целесообразным отделение индуцированных лейкоцитов и переведение их в среду нового состава.

7.1 Отделение  индуцированных лейкоцитов. Суспензию индуцированных лейкоцитов центрифугируют при 600ЕД 15 мин 4°С, или сепарируют в условиях стерильности. Надосадочную жидкость отбирают в отдельную емкость для обеззараживания, а осадок клеток суспендируют в питательной среде следующего состава: среда № 199 или минимальная «Игла», 3 ед/мг гепарина, 5% плазмы или сыворотки донорской крови, мономицин 50 ед/мл, рН 7,2-7,4.

8 Биосинтез. Биосинтез интерферона проводят в стационарной культуре лейкоцитов. При этом происходит весьма прочное прикрепление лейкоцитов к поверхности культурного сосуда. Оказалось, что важнейшим параметром, определявшим выход активности, при стационарном культивировании является плотность посадки, то есть количество клеток на единицу поверхности. Экспериментально установлено, что оптимальным для интерфероногенеза является плотность в 5-7 млн лейкоцитов на 1 см поверхности. Показательно, что при такой плотности посадки лейкоциты создают пласт толщиной в 3 клетки. Хорошему прикреплению клеток способствует нанесение на внутренние поверхности культурального сосуда гидрофобного покрытия - силикона любой марки.

Для обеспечения питательной  потребности культуры совершенно достаточно 0,1 л питательной среды на 1 млн лейкоцитов. Основой энергетического обмена для лейкоцитов является анаэробный гликолиз. Из-за дефектности ферментных систем начальных стадий цикла Кребса, окисление глюкозы в этих клетках завершается на стадии лактата и лишь небольшое количество (в пределах 3%) подвергается дальнейшему расщеплению. Поэтому, объем воздушной фазы в культуральном сосуде мало влияет на выход активности. Однако, заполнение средой культурального сосуда, более чем на половину его объема не рекомендуется.

Указанные выше рекомендации следует использовать при составлении клеточной взвеси в конкретных условиях.

Для каждого типа культурального сосуда необходимо подобрать оптимальные  соотношения количества клеток и  питательной среды (сохранив и газовую фазу), учитывая выходы активности и экономичность процесса биосинтеза.

8.1 Стационарное  культивирование индуцированных  лейкоцитов. В матрицы, со строгим соблюдением стерильности, заливают рассчитанное количество питательной среды и вводят необходимое количество лейкоцитов. Перекрывают матрицы стерильными пробками, суспензию клеток тщательно перемешивают и устанавливают матрицы в соответствующе положение (норма «ребро») на стеллажи термального помещения с температурой 37°С. Культивирование продолжают 18-20 часов. Допускается роллерное культивирование лейкоцитов на стации биосинтеза при соблюдении вышеуказанных принципов.

8.2 Отделение отработанных лейкоцитов. После завершения синтеза интерферон-содержащую культуральную среду подвергают центрифугированию или сепарированию с соблюдением условий стерильности для отделения отработанных клеток.

Надосадочную жидкость собирают в стерильные бутыли емкостью –10 л. Затем, для инактивации вируса - интерфероногена в каждой бутыли доводят величину рН до 2,5 добавлением при тщательном перемешивании (пипеткой, постепенно) 20%-ного раствора соляной кислоты. Правильность доведения величины рН необходимо контролировать с помощью потенциометра любой системы. Из каждого бутыля отбирают образец (10 мл) для проведения контролей, после чего бутыль перекрывают стерильной резиновой пробкой и запечатывают, на бутыль приклеивают этикетку с указанием номера серии и даты изготовления. Перед розливом по ампулам доводят рН раствора до 7,0-6,5.