Производство вакцин
Больше всего яиц, если верить статистике, «съедают» пасха и… грипп, поскольку более 90% противогриппозных вакцин в мире изготавливают на основе яичного белка. Его используют как питательную среду для выращивания вирусных культур.
Производители вакцины берут гибридный вакцинный вирус, который они получают из лабораторий ВОЗ, и исследуют его рост в яйцах, чтобы найти оптимальные условия. Этот процесс занимает примерно три недели. Основной производственный цикл начинается с инокуляции, когда специфический штамм вируса гриппа вводят в 9–12-дневные оплодотворенные куриные яйца. Затем их отправляют в инкубатор, где поддерживается оптимальная температура для размножения вируса. Через 2–3 дня «сыворотку гриппа» очищают и фильтруют для получения точного уровня чистоты и концентрации, а сам вирус инактивируют, т.е. убивают с помощью определенных химических веществ.
В результате получаются вирусные белки, называемые антигенами. Именно они являются активными ингредиентами вакцины. Их достаточно, чтобы вызвать иммунный ответ в организме человека, но не хватает для того, чтобы вызвать само заболевание. Этот процесс шаг за шагом повторяют для остальных штаммов вируса (обычно в вакцине их три), после чего инактивированные штаммы становятся основой единой вакцины. Для производства каждой партии антигенов требуется примерно две недели. Размер партии зависит от количества яиц и производственных мощностей. Еще одним фактором является урожайность вируса с каждого яйца.
Такой способ производства имеет недостатки, например, он не пригоден для работы со штаммами вируса, которые поражают кур, а главное, что его нельзя быстро масштабировать, например в случае пандемии, просто потому что куры не смогут нестись в два раза интенсивнее.
Обычные куриные яйца, которые мы покупаем в магазине, для производства вакцин не годятся. Требования к их качеству для использования в фармпромышленности невероятно высоки. В яйцах не должно содержаться никаких посторонних примесей, загрязнений или патогенов, поэтому фермы, сотрудничающие с фармацевтическими компаниями, имеют специальные курятники, оборудованные системами биозащиты, фильтрации воздуха, поддержки температурного режима и пр. Они ежедневно проводят анализы и тесты, используют особые корма и разводят только определенные породы кур. Например, один из крупнейших производителей вакцин – компания GSK – сотрудничает в Германии и Нидерландах только с 14 проверенными фермерскими хозяйствами.
Потенциальные кандидаты
Хотя специалисты считают технологию производства вакцин на основе куриных яиц устаревшей, полностью заменить ее более современными, например с использованием специально выращенных клеточных культур, пока не получается. Но даже если это когда-нибудь произойдет, куриные яйца вряд ли перестанут использовать в фармацевтике, поскольку они обладают огромным потенциалом в качестве сырья для лекарственных средств. В курином яйце содержится много функционально важных белков. Основной из них – овальбумин – имеет большое значение для профилактики болезней сердечно-сосудистой системы. Исследования показали, что это мощный антиоксидант и ингибитор АПФ. Кроме того, овальбумин может снижать содержание вредных липидов в крови и расслаблять гладкую мускулатуру стенок кровеносных сосудов[1].
Гидролизаты другого белка куриных яиц овотрансферрина имеют высокую антимикробную активность[2]. А способность одной молекулы этого вещества связывать и переносить две молекулы железа позволяет потенциально рассматривать его как средство для транспортировки этого жизненно важного микроэлемента в человеческом организме.
Овомукоид – белок, который является основным яичным аллергеном, показал себя как очень хороший ингибитор ангиотензина — гормона, который вызывает вазоконстрикцию (сужение сосудов), повышение кровяного давления и высвобождение другого гормона – альдостерона из коры надпочечников. Таким образом, этот белок может играть важную роль в лечении гиперальдостеронизма – заболевания, связанного с избыточным содержанием альдостерона в крови, при котором нарушается водно-солевой баланс организма.
Пептиды, полученные из овомукоида, демонстрируют иммуномодулирующую активность в отношении Т-клеток, а еще один белок куриного яйца – овомуцин – in vitro стимулирует макрофаги и подавляет рост опухолей[2].
Другими словами, белки, содержащиеся в курином яйце, являются весьма перспективными для фармацевтики. Однако понадобятся дополнительные исследования, а также разработка простых, недорогих и масштабируемых способов разделения белков куриного яйца и производства биоактивных пептидов, которые будут пригодны для применения в коммерческих целях.
Генная инженерия
Еще один способ применения яиц в фармацевтике придумали японские ученые. Исследователи из Национального института передовых промышленных наук и технологий ввели в клетки-предшественники куриной спермы гены, отвечающие за производство бета-интерферона. В результате через несколько поколений им удалось вывести несушек, яйца которых уже содержат это ценное противовирусное соединение. Бета-интерферон применяется для лечения таких болезней, как рассеянный склероз и вирусный гепатит. Сегодня его производят методами генной инженерии с использованием культур клеток бактерий или млекопитающих и стоит он чрезвычайно дорого. Так, цена 1 мкг бета-интерферона составляет от 300 до 1 тыс. долларов США, тогда как лечение ремиттирующей-рецидивирующей формы рассеянного склероза, снижающее частоту рецидивов на 30%, требует по меньшей мере 30 мкг препарата. Если японским ученым удастся завершить свои разработки, цена на бета-интерферон может упасть на 50–90%. Однако произойдет это не скоро, поскольку в Японии действуют весьма строгие правила, касающиеся скрининга новых фармацевтических продуктов.
Стоит заметить, что идея заставить кур при помощи генной инженерии нести лечебные яйца посетила не только японских ученых. Так, компания GeneWorks, базирующаяся в городе Анн-Арборе (штат Мичиган, США), работает над тем, чтобы куры несли яйца, содержащие белки для фармацевтической промышленности, например человеческий фактор роста. А специалисты Института Рослина (Эдинбург, Шотландия), которые в 1997 году представили миру знаменитую овечку Долли, рассматривают генно-модифицированных несушек как потенциальных производителей антител против рака, которые можно будет экстрагировать из яиц и использовать для производства лекарственных препаратов.
Лекарства из отходов
Яйца – это не только желтки и белки. Ценным сырьем также является мембрана – тонкая пленка непосредственно под скорлупой. Она богата коллагеном, гиалуроновой кислотой и полезными аминокислотами, поэтому может представлять большой интерес для фармацевтических компаний, а также фирм, занимающихся выпуском лечебной косметики.
Сегодня, согласно законам Европейского Союза, яичная скорлупа относится к числу опасных отходов, и предприятия, использующие в своем производстве яйца, платят немалые деньги за ее утилизацию. Ситуацию может изменить проект SHELLBRANE, финансируемый Европейской комиссией. В его рамках разработана технология отделения мембраны от скорлупы при помощи турбулентного потока воды с одновременным очищением от примесей. Полученные мембраны сушат холодным воздухом и обрабатывают ультрафиолетом для уничтожения бактерий. При этом сохраняются все полезные свойства мембран, что позволяет использовать их для производства пищевых добавок, косметических средств, а возможно, и лекарственных препаратов.
- Miguel M., Alonso M. J., Salaices M., Aleixandre A., Loez-Fandino R. Antihypertensive, ACE-inhibitory and vasodilator properties of egg white hydrolysates: Effect of a simulated intestinal digestion // Food Chem., 2007, 104: 163– 168.
- Ibrahim H. R., Sugmito Y., Akoi T. Ovotransferrin antimicrobial peptide (OTAP-92) kills bacteria through a membrane damage mechanism // Boichim. Biophys. Acta, 2000, 1523:196–205.
- Kovacs-Nolan J. K. N., Phillips M., Mine Y. Advances in the value of eggs and egg components for human health // J. Agric. Food Chem., 2005. 53: 8421–8431.
