Фармакология сверхмалых доз антител к эндогенным регуляторам функций

Литературный обзор

Введение

Впервые врачевание малыми дозами было предложено в 1790 г. Самуилом Ганеманом. Он же предложил принцип similia similibus curantur (подобное лечится подобным). К концу XX века появились научные публикации и было начато системное изучение в соответствии с современными требованиями к экспериментальной и клинической фармакологии сверхмалых доз (СМД) активных веществ.

Многолетними исследованиями института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля показано, что сверхмалые дозы (СМД) биологически активных веществ не уступают по эффективности действия обычным дозам этих же веществ, а в ряде случаев и превосходят их. [1]

К настоящему времени накоплены обширные данные о физиологических свойствах сверхмалых дозах (полимодальная «дозозависимость», «расщепление» эффекта, активность потенцированного препарата в молярных и субмолярных концентрациях). Все эти сведенья говорят, что активность СМД обусловлена процессом их приготовления – потенцированием. Предполагается, что в процессе потенцирования молекулы растворителя (вода, спирт или водно-спиртовые смеси) ориентируются вокруг растворенного вещества в определенном – кластерном – порядке.

Исследования потенцированных средств в сверхмалых дозах показали, что они обладают тонкой молекулярно-клеточной активностью, вполне доступной изучению современными экспериментальными методами.

Активность потенцированных средств воспроизводима и специфична. Это позволяет использовать их для решения ряда актуальных проблем современной фармакологии.

Активированные антитела – новый класс лекарственных средств, полностью соответствующих требованиям доказательной медицины, но в силу технических причин их формально называют гомеопатическими. Все препараты, содержащие сверхмалые дозы антител, создаются на общих для современной фармакологии принципах – с экспериментальным изучением специфической фармакологической активности, проведением токсикологических испытаний, применением двойного плацебоконтролируемого метода в клинических испытаниях.

Антитела имеют особое строение, и объединены в антиидиотипическую сеть, содержащую память всех антигенов организма. Сенситизируя антиидиотипическую сеть, потенцированные антитела актуализируют голографическую память организма без структурной перестройки патологического синдрома, вследствии чего их действие носит щадящий характер. Так же имеется эффект кумуляции при длительной терапии СМД антител, не сопровождающаяся увеличением дозировки применяемого препарата.

Воздействуя на естественные антитела, СМД антител опережающее переводят их в иное фазовое функциональное состояние. В одних случаях антитела сами вызывают позитивную динамику патологического процесса – вплоть до выздоровления или формирования ремиссии, в других – повышают чувствительность к ранее проводимому лечению, что позволяет значимо сократить дозу применяемых традиционных фармакологических препаратов.

Одним из таких препаратов является препарат, содержащий в своём составе антитела к гамма-интерферону человека аффинно очищенные. Несмотря на хорошие данные исследований, таблетки имеют сравнительно низкий показатель высвобождения действующего вещества. Поэтому очень важно подобрать оптимальный состав вспомогательных веществ ( дезинтегрантов), улучшающих растворимость и высвобождение антител к гамма-интерферону.

интерферон дезинтегрант антитело эндогенный

Интерферон - биологический эффектор эндогенных регуляторов физиологических функций

Система интерферонов ( ИФН) сформировалась в филогенезе тогда же, когда возникла иммунная система. Однако с самого начала она отличалась от иммунной системы. Система ИНФ не имеет ни специализированных клеток, ни тем более органов, она существует в каждой клетке, т.к. каждая клетка может быть заражена вирусом и должна иметь систему распознавания и элиминации чужеродной генетической информации ( вирусной нуклеиновой кислоты).

Основные биологические свойства интерферона

Противовирусное действие за счет ингибирования вирусной репликации. Механизм действия связан с индукцией 2-5-олигоаденилатсинтетазы, протеинкиназы и Мх1 белка.

Противомикробное действие проявляется за счет повышения продукции макрофагами токсинов ( NO, НО, 2,3- дезоксигеназы и др.).

Активирует защитные механизмы специфического иммунитета.

Индуцирует антигены МНС 11 класса. Повышает экспрессию антигенов МНС ( молекулы комплекса гистосовместимости) 1 класса. Повышает экспрессию Fc-рецепторов, увеличивает продукцию иммуноглобулинов.

Повышает адгезию ( клеточное «сцепление») за счет повышения экспрессии поверхностных протеинов- ICAM-1. Ингибирует синтез коллагена. Стимуляция синтеза фибронектина.

Влияет на клеточный рост и дифференцировку – ингибирует пролиферацию злокачественных клеток, активирует NK-клеток( естественные киллеры). Механизм действия связан со стимуляцией или подавлением экспрессии c-myc онкогена. Ингибирование экспрессии EGF рецепторов ( рецептор эпидермального фактора роста). Индукция экспрессии антигенов МНС 11 класса.

Простое перечисление этих эффектов свидетельствует о том, что по значимости данная система сравнима с системой иммунитета, а по универсальности даже превосходит её.

По мере эволюции имела место дупликация интерферонвых генов и функциональная специализация, поэтому исходная функция ИФН изменилась. В настоящее время насчитывают около двух десятков ИФН, подразделяемых на три класса, которые имеют разные индукторы, клетки-продуценты и различаются функционально.

В результате исследований по связыванию ИФН клетками, в основном выполненных с помощью меченных ¹²⁵ I молекул ИФН, было установлено, что ИФН специфически связывается только с чувствительными к данному типу ИФН клетками. Число специфических рецепторов для ИФН на поверхности клетки зависит от типа клетки, их возраста и других характеристик. Рецепторы для ИФН-γ существенно отличаются от рецепторов к ИФН-α/β . Даже гены, детерминирующие их синтез, находятся в разных хромосомах .

Круг препаратов, способных индуцировать выработку интерферонов, насчитывает несколько сотен веществ различной природы, круг которых постоянно расширяется.

Интересным классом препаратов являются полимерные гетероцепные полифенолы растительного происхождения, в первую очередь производные госсипола. Так же появились сведенья, что препараты, обладающие иммуномодулирующими свойствами (левамизол, декстрансульфат, бациллы Кальмета и Герена) тоже способны индуцировать выработку ИФН-γ.

Так как индукторы ИФН имеют различную химическую структуру, можно предположить, что в ответ на их действие происходит выделение ИФН различных антигенных типов. Имеются предположения, что определённые группы препаратов стимулируют синтез определенных антигенных типов ИФН.

К числу индукторов, стимулирующих синтез ИФН-γ, относятся Т клеточные митогены, а именно лектины, оксиданты, антилимфоцитарные сыворотки и фрагменты их иммуноглобулинов, специфические антигены и аллоантигены, участвующие в распознавании клеток. Синтез ИФН-γ активируют некоторые микроорганизмы, вирусы. Так же это могут быть соли тяжелых металлов и иммуномодуляторы. Он синтезируется и при взаимодействии Т- клеток с не Т-клетками. Имеются сведенья, что поли(И)×поли(Ц) при определенных условиях также индуцирует синтез ИФН-γ в неприлипающей фракции лимфоцитов.

Наиболее часто используемые в качестве индукторов ИФН-γ лектины ФГА (фитогемаглютинин) и Кон А ( конканавалин А) могут индуцировать синтез ИФН как в мышиных, так и в человеческих лимфоцитах. Немитогенные лектины ( агглютинин проростков пшеницы) также способен на стимуляцию синтеза ИФН-γ.

ИФН-γ синтезируется также в ответ на специфические антигены бактериального и вирусного происхождения. В клетках уже сенсибилизированных синтез ИФН-γ происходит намного быстрее при стимуляции антигеном, чем при индукции митогенами. Так при антигенной стимуляции выход его наблюдается уже через 2 ч после контакта антигена со специфической мишенью.

Клетками- продуцентами эндогенного ИФН- являются Т-хелперы 0 и 1 типов, клетки иммунологической памяти, Т-киллеры, естественные киллеры, дендридные клетки, В-лимфоциты.

Регуляция иммунного ответа является результатом непосредственного взаимодействия клеток иммунной системы или опосредованного воздействия на них ряда биологически активных медиаторов. Эти вещества объединены общим названием лимфокины ( к ним относится и ИФН) – связующие молекулы внутри- и межклеточных реакций. ИФН могут воздействовать на клетки иммунной системы, изменяя клеточную поверхность, продукцию и секрецию внутриклеточных белков, функциональную активность лимфоцитов.

Активированные Т-клетки, синтезируя ИФН-γ, могут « подкреплять» функциональную активность антигенпрезентирующих клеток. ИФН-γ, синтезированный Т-лимфоцитами, стимулирует антивирусный клеточный иммунитет.

ИФН-γ воздействует на клеточную поверхность, увеличивая число Fc-рецепторов для IgG. Этот класс рецепторов помогает макрофагам распознавать и уничтожать иммунные комплексы, осуществлять фагоцитоз.

Большинство исследователей полагают, что ИФН-γ служит для макрофагов дифференцировочным сигналом, причём он гораздо активнее воздействует на Fc-рецепторы, чем ИФН-α/β.

ИФН-γ стимулирует поступление Ca⁺² в клетки и активирует кальмодулиновый обмен, который приводит к индукции II классов антигенов ГКГ( главный комплекс гистосовместимости).

ИФН-γ участвует в синтезе других ИЛ. Так он индуцирует синтез 8 пептидов в покоящихся и стимулированных Т-клетках, а также высвобождение нейтрофилами лизосомальных энзимов, которые участвуют в цитотоксической активности клеток.

Для активации противоопухолевого и антимикробного механизмов требуется стимуляция макрофагов соответствующими факторами. Предобработка макрофагов ИФН-γ усиливает продукцию ИЛ-1( интерлейкинов 1). Он в свою очередь является регулятором действия ИФН-γ.

Тот факт, что ИФН-γ по-разному воздействует на цитолитическую активность разных иммуноцитов ( NK, макрофагов, цитотоксических Т-лимфоцитов), позволяет предположить, что данный лимфокин не только способен стимулировать этот процесс, но и регулировать степень участия разных иммуноцитов в цитолизе в зависимости от природы клеток-мишений.

По результатам исследований, ИФН-γ и его индукторы как вирусной, так и невирусной природы в значительной степени стимулируют активность NK. Значение взаимоотношений в цепи ИФН-NK может иметь практическое значение в экспериментальной терапии ряда вирусных инфекций.

Эффект экзогенного ИФН-γ зависит от дозы, времени введения и от типа используемого препарата.

Так можно с уверенностью говорить о связи между системами ИФН и иммунитетом. Также есть тесная связь между ИФН, эндокрийной системой и ЦНС.

Очевидно, что ИФН выполняет важные регуляторные функции, поддерживая тем самым гомеостаз организма.

Т-лимфоциты

ИФН-γ ИФН-γ

Естественные киллеры

ИЛ-6 Макрофаги

ИФН-γ ИЛ-4 ИФН-γ

ИЛ-5

ИЛ-1

В-лимфоциты

Т- эффекторы Макрофаги

ИФН-γ ФНО активированные Активирование

NK

АОК Нейтрофилы

Усиление

реакции ГЗТ

Повышение клеточного и гуморального иммунитета

Механизм действия препарата сверхмалых доз антител к интерферону γ

Иммуномодулирующая и противовирусная активность препарата сверхмалых доз антител к интерферону-γ

Острые респираторные вирусные инфекционные заболевания являются самыми массовыми заболеваниями среди населения всего мира. Справиться с ростом инфекционной заболеваемости достаточно трудно, т.к. резистентность организма связана с применением фармакологических агентов, образом жизни, техногенными и социальными факторами. Наша страна делает ставку на фармакологические средства профилактики. Справиться с инфекционными заболеваниями с помощью одних химиотерапевтических средств практически невозможно, т.к., с одной стороны, их эффективность в отношении внутриклеточных паразитов ограничена, а с другой – они обладают достаточным рядом побочных эффектов. Поэтому в нашей стране был проведен ряд исследований эффектов СМД антител к ИФН-γ, как потенциального препарата для лечения вирусных инфекций больных со сниженной иммунологической реактивностью.

Опытным путём было установлено, что курсовое введение антител к ИФН-γ способствует активации гуморального ответа и клеточного. При этом препарат активизировал функцию Т-эффекторов, что выражалось в усилении ГЗТ (гипнрчувствительность . Также увеличивалась выработка собственного ИФН-γ. При изучении влияния ИФН-γ на продукцию ИЛ-4 было установлено, что введение препарата повышает выработку этого цитокина лимфоцитами опытных животных. Также повышалось содержание ИЛ-2 . Но препарат никак не влиял на выработку ИЛ-10.

Как известно, продукция ИФН-γ и ИЛ-2 является маркером функциональной активности Т-хелперов I типа, а ИЛ-4 и ИЛ-10 – Т-хелперов II типа.Таким образом, можно сделать вывод о том, что антитела к ИФН-γ стимулируют преимущественно функциональную активность Т-хелперов I типа.

Антитела к ИФН-γ усиливают фагоцитарную активность нейтрофилов и макрофагов перитонеального экссудата за счет увеличения процента активных фагоцитов, при этом фагоцитарное число не увеличивалось.

Так логично было бы предположить, что препарат обладает эффективностью при разных вирусных инфекциях. Опытным путем это было доказано. Курсовое введение СМД антител к ИФН-γ оказывает профилактическое и лечебное действие при гриппозной инфекции у мышей, проявляющееся в снижении концентрации вируса гриппа в легких животных. Кроме того препарат проявлял активность при герпетической инфекции у мышей.

Установленные иммуномодулирующие свойства антител к ИФН-γ при его оральном применении синергичны с действием самого ИФН-γ. Полученные результаты говорят о том, что антител к ИФН-γ являются многообещающим иммунофармакологическим средством, способным стимулировать реакции как клеточного, так и гуморального иммунитета, что, вероятно, связано с его модифицирующим влиянием на иммунную систему.

Вспомогательные вещества

Дезинтегранты

Несмотря на хорошие данные исследований, таблетки, содержащие потенцированные антитела к ИФН-γ, имеют сравнительно низкий показатель высвобождения действующего вещества. Поэтому очень важно подобрать оптимальный состав вспомогательных веществ (дезинтегрантов), улучшающих растворимость и высвобождение антител к гамма-интерферону.

Вспомогательные вещества – это дополнительные вещества, необходимы для приготовления лекарственного препарата. Вспомогательные вещества должны быть разрешены к медицинскому применению соответствующей нормативной документацией. Вспомогательные вещества оказывают влияние на резорбцию (высвобождение) лекарственных веществ из лекарственных форм, усиливая ее или замедляя, т.е. при использовании вспомогательных веществ можно регулировать фармакодинамику лекарственных веществ (совокупность эффектов, вызываемых лекарственным веществом) и их фармакокинетику (изменение вот времени концентрации лекарственных веществ в органах и тканях). [6]

В технологии твердых дозированных лекарственных форм к основным вспомогательным веществам являются наполнители (разбавители), дезинтегранты и антифрикционные вещества скользящего типа. В ряде случаев для увеличения биодоступности таблеток при их растворении в их состав вводятся разрыхлители ( дезинтегранты). В качестве разбавителей часто используют сахарозу, лактозу, глюкозу, крахмал, основной карбонат магния, сульфат и карбонат кальция, микрокристаллическую целлюлозу. Разбавители вводятся в состав дозируемых порошков для улучшения технологических характеристик. Скользящие ( антифрикционные) вещества способствуют увеличению сыпучести порошков. К этой группе вспомогательных веществ относятся крахмал, тальк ( не более 3%), каолин, аэросил ( не боле 10 %), обезжиренный молочный порошок, полиэтиленоксид-400. В качестве разрыхлителей используют вспомогательные вещества, в основном, газообразующие ( смеси натрия гидрокарбоната с лимонной и винной кислотой), а также улучшающие смачиваемость и водопроницаемость ( крахмал, сахар, глюкоза, твин-80 и др.).

Растворимость лекарственного вещества играет особую роль в процессе его всасывания через биологическую мембрану в системный кровоток для обеспечения лечебного эффекта. Традиционные рецептуры таблеток, как правило, требуют быстрого распада для высвобождения лекарственного вещества. В лекарственные препараты твердых форм выпуска перорального применения добавляются дезинтегранты быстрого действия для облегчения растворения. Обычно используются такие дезинтегранты как кросповидон ( полипластодон), кроскармелоза натрия и натрия крахмал гликолят. Они отличаются высокой эффективностью в ускорении и повышении уровня растворения таблетки при низких концентрациях (2–5% от массы) в рецептурах таблетки. Однако не всегда наблюдается корреляция между распадом таблетки и растворением лекарственного вещества.

Кросповидон является неионным, и об ионном взаимодействии между данным дезинтегрантом и катионным препаратом речь не идет. В противоположность ему, кроскармелоза натрия и натрия крахмал гликолят являются ионными, и эти дезинтегранты могут взаимодействовать с активным веществами катионной природы и замедлять их растворение. В результате этих наблюдений авторы рекомендуют проводить скрининг рецептур дезинтегрантов быстрого действия для минимизации замедления растворения в результате взаимодействия действующего вещества препарата с вспомогательными. [6]

Существуют также «супердезинтегранты»: нерастворимые ( натриевая соль гликолята крахмала - Примоджел, Эксплатаб, поперечно-сшитый поливинилпиролидон - Полипласдон), а также частично растворимые в воде (монозамещенная натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы – Нимцел, Примелоза). Супердезинтегранты могут использоваться как самостоятельно, так и в различных комбинациях друг с другом или обычными разрыхлителями в зависимости от конкретных условий (степень гидрофобности действующего вещества, рН среды и др.)

Несмотря на то что кросповидон, кроскармелоза натрия и натрия крахмал гликолят применяются для осуществления одной и той же функции в рамках рецептуры, они отличаются по своей химической структуре, морфологии частиц и свойствам порошка. Кроскармелоза натрия – это соль натрия, образованная поперечными связями, частично О (карбоксиметилированной) целлюлозы, а натрия крахмал гликолят – это натриевая соль карбоксиметилового эфира крахмала . Оба материала представляют собой соли натрия и являются анионными. Кроме того, их полимерные основы состоят в основном из повторяющихся мономеров глюкозы. В отличие от них, кросповидон представляет собой неионный нерастворимый гомополимер N-винил-2-пирролидона с поперечными связями. С химической точки зрения повторяющаяся структура кросповидона подобна структуре N-метилпирролидона, смешивающегося с водой полярного апротонного растворителя, отличающегося высокой активностью на поверхности фаз, широко используемого в качестве солюбилизатора.

При изучении под сканирующим электронным микроскопом частицы кроскармелозы натрия отличаются волокнистой непористой структурой; частицы натрия крахмал гликолята имеют сферическую форму и непористую структуру; частицы кросповидона (Типа А и Типа В) отличаются пористой структурой и имеют форму гранул. Оба типа кросповидона имеют подобную морфологию частиц, но отличаются размерами. Кросповидон Типа В отличается наименьшим размером частиц и наименьшей площадью поверхности. Большая площадь поверхности увеличивает активность на поверхности фаз, которая способствует растворению лекарственного препарата. Таким образом, уникальная химическая структура и свойства порошка кросповидона Типа В могут способствовать улучшению растворимости слаборастворимых лекарственных препаратов.

Полипласдон (кросповидон) объединяет процессы набухания и ослабления (пористость и образование капиллярных каналов), которые и вносят вклад в высокую эффективность распадаемости.

Полипласдон имеет уникальные характеристики, которые позволяют разработчику часто его использовать, например, такие свойства как: пористая поверхность частиц, высокая плотность кроссшивки которая предотвращает гельобразование при гидратации, доступность по размеру частиц в 2 видах (XL & XL-10), что дает разработчику гибкость в выборе оптимального дезинтегранта, что обеспечивает отличную распадаемость в технологиях влажной, сухой грануляции и прямого прессования, улучшает стабильность таблеток, прочность и прочность на истирание, уменьшает «кэппинг», обладает хорошей прессуемостью, не образует ионных комплексов с ионными субстанциями, что может задерживать высвобождение лекарства, изменение рН значения не влияет на эффективность распадаемости. В рецептурах быстрорастворимых пероральных таблеток, в которых требуется большое количество дезинтегранта, Полипласдон XL-10 обеспечивает хорошую прессуемость, высокую прочность на истирание и приятное чувство в полости рта после полной распадаемости таблетки. [6]

Представленные данные литературных источников выявили основное направление исследований по совершенствованию технологии таблеток, содержащих антитела к ИФН-γ – подбор оптимального состава дезинтегрантов. В результате будет достигнуто более полное высвобождение действующего вещества, лучше проявится терапевтический эффект.

Заключение

Достижения в области биотехнологии снизили риск иммунотоксичности антител и повысили целесообразность крупномаштабного производства антител. В результате возросло получение антител в качестве лекарственных средств, и более 700 препаратов на основе антител на стадии клинических исследований.

Вероятно, главное достоинство данного класса лекарственных средств проистекает из их “тропности”. Накопленные в результате исследований данные позволяют (с большой долей осторожности!) предполагать, что действие потенцированных антител адресовано к такой тонкой регуляторной системе, какой являются естественные антитела. В последние годы накоплены факты, демонстрирующие “стабилизирующее” воздействие естественных антител на ряд известных регуляторных молекул. Возможно, модулирующее влияние антител в потенцированной форме на активность естественных антител и определяет их “мягкое”, “щадящее”, сбалансированное терапевтическое воздействие. В подтверждение данной гипотезы под эгидой ПФ “Материа Медика” продолжаются исследования сверхмалых доз антител. В любом случае, вне зависимости от взглядов на механизмы эффектов потенцированных антител, последние обладают специфической фармакологической активностью, сочетающейся с тонким регуляторным, адаптивным по своей сути, воздействием на патологические процессы.

Список литературы

1. Вестник Международной Академии Наук 2010\1 «Анаферон – эффективное средство для лечения и профилактики широкого спектра инфекционных заболеваний»

2. Фармакология сверхмалых доз антител к эндогенным регуляторам функций ( О.И. Эпштейн)//Москва 2005,- с. 56-68, 75-89, 131-137.

3. «Сверхмалые дозы. История одного исследования»; монография / О. И. Эпштейн ; Российская Академия медицинских наук, 2008 год.

4. Перспективы терапии антителами в сверхмалых дозах http://www.norna.ru/DIR00/2143.htm

5. Современные вспомогательные вещества в производстве таблеток. Использование высокомолекулярных соединений для совершенствования лекарственных форм и оптимизации технологического процесса (И.В. Воскобойникова, С.Б. Авакян, Т.А. Сокольская и др.) Химико фармацевтический журнал, № 1 , 2005 – С.22-28.

6. Влияние дезинтегрантов быстрого действия на скорость растворения твердых лекарственных форм перорального применения; журнал « Фармацевтическая отрасль», август № 4(21) 2010