Урок зельеварения
Зачем лабораториям крысиные хвосты и бледные поганки
Корзина поганок, пучок крысиных хвостов и кровь нерожденных бычков. Кажется, что это рецепт из учебника по зельеварению, — но что-то подобное вы можете встретить и в списке закупок обычной биологической лаборатории. Зачем серьезным людям в белых халатах «волшебные» ингредиенты? Жмите на карточки — расскажем.
Акулья печень: Это для вакцины!
Акулий жир добавляют в вакцины с 1997 года, потому что он богат скваленом — предшественником стероидов. Особенно много его в печени акулы: у этих рыб нет плавательного пузыря, поэтому плавучесть им обеспечивает жирная печень. Ее масса может достигать четверти массы всего животного, и до половины жировых запасов в ней — как раз сквален.
Медики заинтересовались печенью акулы оттого, что та давно и широко используется в традиционной медицине самых разных народов. Сквален из нее выделили и описали в Японии в начале XX века — а имя он получил в честь семейства акул Squalidae, печень которых особенно им богата. С момента открытия сквалену приписали свойства антиоксиданта, антионкогенные и барьерные свойства. Также он является естественным жировым компонентом здоровой кожи человека: сквален удерживает в ней влагу, поэтому сквалан, гидратированную производную сквалена, добавляют в косметику.
Сотрудники компании Novartis, исследуя свойства сквалена, выяснили, что эмульсия, содержащая сквален и некоторые другие поверхностно активные вещества, не только стабилизирует белковые компоненты вакцин, но и усиливает их иммуногенные свойства — так в 1997 году появилась вакцина от гриппа, где в качестве адъюванта использовался сквален-содержащий компонент MF59. Вскоре на сквален обратили внимание и другие фармацевтические гиганты: например, GSK разработала вакцину от ковида с использованием скваленовой эмульсии, которую в конце 2022 года одобрил европейский регулятор.
Защитники дикой природы, которые протестовали против скваленовых адъювантов в вакцинах от гриппа, крайне встревожены тем, что GSK и Novartis не стали отступаться от своей формулы и в случае с вакцинами от ковида. В одной дозе вакцины содержится примерно 10 миллиграмм акульей печени, так что каждой акулы должно хватать на 33 000 доз — но на то, чтобы провести кампанию по вакцинации в одной стране, нужны как минимум миллионы, а в среднем десятки миллионов прививок. При том, что по некоторым оценкам еще до пандемии для добычи сквалена вылавливали до шести миллионов акул, причем львиную долю спроса на него — до 90 процентов — обеспечивала индустрия косметики.
За последние 50 лет мировая популяция акул снизилась на 70 процентов. При этом в природе есть и другие источники сквалена — к примеру, им богаты оливковое и амарантовое масла. Ученые работают над синтетическими заменителями сквалена, которые обладали бы аналогичными физическими и иммуногенными свойствами, и предлагают синтезировать его в дрожжах. Но все упирается в стоимость очистки — пока что акулья печень остается самым дешевым источником столь нужного фармкомпаниям вещества.
Кровь мечехвоста: Ключевая субстанция в производстве лекарств
Мечехвосты, дальние родственники раков и пауков, известны прежде всего как «живые ископаемые». Они появились еще в ордовике, около 450 миллионов лет назад, и до наших дней сохранилось четыре вида — против 70 вымерших.
В 1950-х годах физиолог Фред Банг, который исследовал циркуляцию крови на модели мечехвоста, выяснил, что серьезная бактериальная инфекция приводит к смерти животного в результате превращения всего объема его «крови» (гемолимфы) в подобие геля. Оказалось, что клетки, присутствующие в гемолимфе мечехвоста (их назвали амебоцитами), содержат гранулы с веществом, вызывающим процесс, который похож на свертывание крови. При встрече с бактериями оно выбрасывается в окружающую среду и вызывает формирование сгустка вокруг патогена, который не позволяет ему размножаться.
Самое удивительное, что эта реакция происходит, даже если амебоциты разрушены. Это открытие привело к тому, что в 80-е годы появился LAL-тест, который до сих пор остается золотым стандартом для проверки лекарств на бактериальные токсины.
В мембранах бактерий (в частности, кишечной палочки, которая используется для производства множества рекомбинантных препаратов) содержится эндотоксин, который при попадании в кровь вызывает у млекопитающих острую воспалительную реакцию. Поэтому каждую партию препаратов, которые вводят внутривенно, необходимо проверить на наличие эндотоксинов. В 1983 году американская FDA официально рекомендовала использовать для этого гемолимфу мечехвостов. Ранее для оценки наличия эндотоксина использовали кроликов, которым кололи препарат и смотрели, не повысилась ли у них от этого температура тела.