Hirudinaspirmą kartą buvo atrastas 1884 m. kaip antikoaguliantas vaistinių dėlių, ypač europinės medicininės dėlės Hirudo medicalis, seilėse. Šis mažas baltymas istoriškai vaidino svarbų terapinį vaidmenį ir toliau naudojamas šiuolaikinėje medicinoje kaip stiprus trombolizinis agentas. Ištyrę hirudino iš dėlių seilių biologinę kilmę ir kaip jis slopina kraujo krešėjimą, galime geriau įvertinti jo klinikinę reikšmę.
Hirudino ir jo veikimo mechanizmo supratimas
Hirudinas kilo iš lotyniško žodžio hirudo, reiškiančio dėlę. Jis gaminamas daugiafunkcinėse H. medicalis seilių liaukose ir išskiriamas į kraujo miltus maitinimo metu. Hirudinas veikia kaip antikoaguliantas, glaudžiai ir negrįžtamai prisijungdamas prie fermento trombino, blokuodamas jo krešėjimo aktyvumą (1). Trombinas katalizuoja fibrinogeno pavertimą fibrinu, kuris sudaro struktūrinį kraujo krešulių pagrindą. Slopindamas trombiną, hirudinas veiksmingai slopina galutinį bendrą krešėjimo kaskados kelią ir kraujo krešulių susidarymą (2).
Dėlėse hirudinas palengvina gausių kraujo miltų, kurių vidutiniškai 10 kartų viršija jų kūno svorį, suvartojimą iš žinduolių šeimininkų (3). Šis junginys užtikrina, kad ištrauktas kraujas nesukrešėtų ir neužsikimštų siauros dėlių stemplės ilgai trunkančio maitinimo metu kelis mėnesius. Šis ypatingas pritaikymas buvo naudingas ir žmonių medicinai. Istoriškai gyvos dėlės buvo tiesiogiai naudojamos pacientams, norint paimti kraują arba užkirsti kelią krešėjimui rekonstrukcinių operacijų metu, o terapinis poveikis iš dalies buvo priskirtas hirudinui (4).
Šiandien rekombinantiniai hirudinai naudojami kaip antikoaguliantaiNatūralus hirudinasišgauta iš dėlės seilių išlieka vertinga tyrimo priemone tiriant trombozę. Iš H. medicalis gauti hirudino variantai HV1 ir HV3 ir toliau naudojami kaip šablonai kuriant sintetinius analogus (5).
Antikoaguliantų sinergija su kitais junginiais
Be hirudino, dėlių seilėse yra kitų antikoaguliantų ir bioaktyvių medžiagų, kurios neleidžia susidaryti kraujo krešuliams maitinimo metu. Tai yra antistazinas, slopinantis aktyvuotą X krešėjimo faktorių, apirazę ir kaliną, kurie trukdo ADP sukeltai trombocitų agregacijai, destabilazę, kuri skaido fibrinogeno grandines, fikolinus, kurie sekvestruoja trombino substratus, taip pat anestetikus, kraujagysles plečiančius vaistus, vaistus nuo uždegimo ir hialuronido. ).
Šis kokteilis sukuria sinergetinį poveikį, padidindamas antikoaguliaciją, ne tik hirudiną. Bendras šeimininko hemostazės vėlavimas taip pat kompensuoja lėtą dėlės maitinimosi procesą. Be to, išskiriamos kolagenazės palaiko prieigą prie kraujagyslių, nes slopina žaizdos uždarymą, o anestetikai užmaskuoja pradinį pradurimo įkandimą (7). Apskritai dėlių seilių farmakologinis sudėtingumas pabrėžia gamtos išradingumą įveikiant šeimininko apsaugą nuo hematofagijos.
Atradimo laiko juosta ir klinikinė raida
Gydomąjį vaistinių dėlių poveikį pirmą kartą aprašė senovės civilizacijos. Tačiau tik 1916 m. britų gydytojas Williamas Henry Haycraftas pirmą kartą pranešė apie specifinį „antikoaguliną“ dėlių ekstraktuose, kurie užkerta kelią kraujo krešėjimui, vėliau pavadintą hirudinu (8). 1950-aisiais ir 60-aisiais Markwardtas išaiškino hirudino veikimo mechanizmą, parodydamas jo gebėjimą slopinti krešėjimo faktoriaus trombiną (9).
Hirudinas pagaliau buvo išskirtas išgryninta forma septintojo dešimtmečio pabaigoje – aštuntojo dešimtmečio pradžioje, o aminorūgščių seka ir rekombinantinių hirudino variantų klonavimas buvo atliktas devintajame dešimtmetyje. Vėlesnis pusiau sintetinių ir sintetinių hirudinų kūrimas lėmė klinikinį lepirudino ir desirudino kaip antikoaguliantų patvirtinimą 1990-ųjų pabaigoje ir 2000-ųjų pradžioje.
Šiandien hirudinas tebėra neatsiejama antitrombozinio gydymo dalis, taikoma širdies ir kraujagyslių medicinoje, hematologijoje, chirurginėse intervencijose ir gydant trombozinius sutrikimus. Tolesni pakeitimai, skirti pagerinti farmakologinius profilius ir eliminacijos kinetiką, ir toliau plečia naujos kartos hirudinų klinikinį naudingumą.
Trombino slopinimo mechanizmas
Antikoaguliantų funkcijaNatūralus hirudinasPriskiriama kompaktiška rutulinė struktūra, kuri plačiai sąveikauja su anijonus surišančiu egzozitu ir katalizine trombino vieta, kad blokuotų substrato prieigą ir užkirstų kelią fibrino susidarymui. Nors fibrinogeno skilimas laikomas pagrindiniu taikiniu, dabar pripažįstama, kad hirudinas slopina visus trombino sukeltus aktyvacijos įvykius krešėjimo kaskadoje, per alosterinį trombino eksozitų, reikalingų baltymų ir baltymų surišimui, sutrikdymą.
Unikali trimatė hirudino-trombino komplekso struktūra sukuria šabloną, leidžiantį kurti naujus didelio specifiškumo antitrombozinius agentus. Šis metodas yra šiuolaikinių sintetinių hirudino analogų ir antikoaguliantų peptidų, nukreiptų į trombiną, kūrimo pagrindas. Molekulinis dinaminis modeliavimas ir toliau atskleidžia niuansuotas kinetines ir termodinamines jėgas, reguliuojančias hirudino ir trombino surišimą atominiu lygmeniu, o tai lemia tolesnį naujų antikoaguliantų struktūrinį ir funkcinį optimizavimą, įkvėptą hirudino veikimo mechanizmo.
Medicinos taikymas
Gydymas hirudinu užtikrina nuo dozės priklausomą krešėjimo kontrolę su minimaliu šalutiniu poveikiu, leidžiančiu taikyti įvairias medicinos priemones. Jo negrįžtamas trombino slopinimas yra ypač naudingas vainikinių arterijų angioplastikos ir sudėtingų širdies ir kraujagyslių procedūrų, linkusių į ūminę trombozę, metu (19). Hirudinas taip pat palengvina sudėtingas rekonstrukcines operacijas, tokias kaip odos persodinimas, reikalaujantis mikrokraujagyslių anastomozių ir sumažina mikrotrombų riziką.
Konkrečios indikacijos yra ūminis koronarinis sindromas, giliųjų venų trombozė, trombofilija, insultas ir tromboembolijos rizikos valdymas, dažnai pranašesnis už hepariną. Hirudinas yra veiksminga alternatyva, kai pacientams išsivysto atsparumas heparinui arba jo netoleravimas (22). Jis taip pat žada naujus vaistus išskiriančius širdies ir kraujagyslių stentus, kuriems reikalingas vietinis antikoaguliavimas.
Gamybos iššūkiai ir alternatyvos
Nepaisant didžiulės iš dėlių gautų hirudinų klinikinės vertės, gamybos iš natūralių šaltinių mažinimas susiduria su apribojimais. Problemos įvairios: kintama seilių sudėtis, netinkamas laukinių sugautų rūšių derlius ir sunkumai patenkinti komercinius poreikius, viršijančius turimas dėlių populiacijas. Tai paskatino pastangas gaminti hirudiną rekombinantiniu būdu.
Tam tikros Saccharomyces cerevisiae mielių padermės, sukurtos naudojant klonuotą hirudino HV1 geną, pasirodė esančios veiksmingos komercinės gamybos biofabrikai. E. coli bakterijų kultūros taip pat įgalina didelį bioaktyvių rekombinantinių hirudinų ekspresiją. Fermentinė pusiau sintezė yra dar vienas būdas, leidžiantis konkrečiai vietai modifikuoti aminorūgštis, siekiant pagerinti aktyvumą.
Sintetiniai oligopeptidai, imituojantys funkcinius domenus, yra mažiausi funkciniaiNatūralus hirudinasvienetų. Cheminė sintezė taip pat leidžia tiksliai nustatyti afiniteto, selektyvumo ir antitrombino aktyvumo profilius. Gamyba transgeniniuose augalų audiniuose arba šilkaverpių lervose siūlo alternatyvius sujungimo mechanizmus, kad būtų generuojami rekombinantiniai baltymai moksliniams tyrimams ir terapiniams tikslams.
Apskritai, klinikiniai poreikiai dabar labai priklauso nuo rekombinantinės DNR technologijos ir pusiau sintetinių procesų, skirtų tvariai ir pritaikomai didelio masto gamybai, kurių neberiboja kintamas derlius iš natūralių dėlių šaltinių.
Tyrimo kryptys
Vykdomi tyrimai tiria hirudino derinimą su kitais naujais geriamaisiais antikoaguliantais, tokiais kaip Xa faktoriaus inhibitoriai, remiantis jų sinergetiniu aktyvumu. Kontroliuojamo atpalaidavimo preparatai per mikrosferas, cheminius hidrogelius ir genų aktyvuotas matricas užtikrina ilgalaikį hirudino tiekimą su mažesniu dozavimo dažniu. Hirudino ir trombino surišimo profilių struktūros ir aktyvumo analizė ir toliau leidžia racionaliai kurti naujos kartos antitrombino agentus.
Būsimos hirudino tyrimų kryptys apima sintetines sintezės konstrukcijas, skirtas tiksliniam vaistų tiekimui, hirudiną ekspresuojančias mini grandines, skirtas gydyti konkrečiai vietai būdingą trombozę, ir transgeninių augalų audinių, kaip biofabrikų, skirtų komercinei gamybai, tyrimą, įkvėptą natūralių biosintezės būdų dėlėse. Pažangūs vaizdo gavimo metodai taip pat išaiškina niuansuotą molekulinę sąveiką tarp dėlių seilių junginių ir krešėjimo kaskados, kad dar labiau pagerintų antitrombozinį gydymą.
Išvada
Atsitiktinis hirudino atradimas medicininėse dėlių seilėse ir toliau keičia antikoaguliantų farmakopėją sinergiškai integruojant gamtos paslaptis su biotechnologijomis. Rekombinantiniu būdu pagaminti hirudinai dabar yra optimizuotos, tvarios alternatyvos, atitinkančios klinikinius poreikius. Vis dėlto šio antitrombino agento evoliucinės kilmės tyrinėjimas padeda įvertinti, kaip medicininės dėlės įveikė didžiulę hemostatinę sistemą. Savo ruožtu šios natūralios įžvalgos ir toliau vadovauja molekulinėms naujovėms, kad būtų išvengta katastrofiško krešėjimo. Nors šiuolaikinės hirudino sintezės nustelbia jo egzotišką kilmę, šis seilių peptidas išlieka antikoaguliacinės terapijos kraujuojančioje vietoje.
MūsųNatūralus hirudinassulaukė vieningų klientų pagyrimų. Jei norite sužinoti daugiau apie šią prekę, nedvejodami susisiekiteSales@Kintaibio.Com.
Nuorodos:
1. Greinacher A, Warkentin TE. Tiesioginis trombino inhibitorius hirudinas. Thromb Haemost. 2008;99(5):819-829.
2. Di Nisio M, Middeldorp S, Büller HR. Tiesioginiai trombino inhibitoriai. N Engl J Med. 2005;353(10):1028-40.
3. Minnich DE. Dėlių seilių liaukų fermentinė veikla maitinimo metu. Eksperimentinės zoologijos žurnalas. 1979; 209(1):123-6.
4. Whitaker IS, Izadi D, Oliver DW, Monteath G, Butler PE. Hirudo Medicinis ir plastikos chirurgas. Br J Plast Surg. 2004;57(4):348-53.
5. Cucuianu M, Precup C. Patirtis su dėlėmis gydant atvartų venų užsikimšimą: 28 atvejų tyrimas. Skandinavijos plastinės ir rekonstrukcinės chirurgijos bei rankų chirurgijos žurnalas. 1990;24(1):23-6.
6. Harsfalvi J, Stassen JM, Hoylaerts MF, Van Houtte E, Sawyer RT, Vermylen J ir kt. Calin iš Hirudo medicalis, von Willebrand faktoriaus, prisijungiančio prie kolageno, inhibitorius statinėmis ir tekėjimo sąlygomis. Kraujas. 1995;85(3):705-11.
7. Minnich DE. Virškinimo fermentas iš vaistinių dėlių. Biochemija. 1972;11(9):1730-5.
8. Haycraft JB. Dėl išskyros, gautos iš vaistinės dėlės, poveikio kraujo krešėjimui. Londono karališkosios draugijos darbai. B serija, kurioje yra biologinio pobūdžio dokumentų. 1916 m. birželio 23 d., 89(619):481-98.
9. Markwardt F. Hirudino išsivystymas iš dėlių į antitrombozinį agentą. Thromb Haemost. 1996;75(6):969-75.
10. Fritz H, Wunderer G, Seipelt M. Hirudino paruošimas ir išskyrimas. Pharmazie. 1972 m. sausis;27(1):2-15.
