6.5.2 Сомототропный гормон (стг) или гормон роста человека

СТГ - пептидный гормон, состоящий из 191 аминокислоты, секре-тируется передней долей гипофиза. Впервые гормон был выделен и очищен в 1963 г. из гипофиза, полученного из трупного материала. Де­фицит этого гормона приводит к гипофизарной карликовости, частота встречаемости которой оценивается от 7 до 10 случаев на миллион че­ловек (среди детей западных стран она составляет 1 на 5000 человек). Гормон видоспецифичен и является единственным средством лечения детей, страдающих от его недостатка; внутримышечное введение СТГ 10 мг/кг в течение года по три инъекции в неделю, увеличивает рост в течение первого года лечения более чем на 6 см. Для достижения более ощутимых результатов введение гормона необходимо продолжать от возраста 4-5 лет до половой зрелости и даже далее. Из одного трупа удаётся получить 4-6 мг соматотропина в пересчете на конечный фар­мацевтический препарат.

Общего количества фармацевтического препарата, выпускаемого компаниями крупных производителей СТГ, хватало для лечения лишь одной трети случаев гипофизарной карликовости в развитых странах; недостаток соматотропина оказался ещё более острым с учетом других случаев его применения (незаживающие переломы, ожоги, язвы, нару¹ шение гемопоэза).

К тому же возникли проблемы, связанные с гетерогенностью гор­мона, выделяемого из трупного материала. Несмотря на совершенство­вание выделения и очистки гормона, у 5% больных, получавших препа­рат, вырабатывались антитела, которые сводили на нет его биологиче­скую активность. Кроме того, гипофизарный материал заражён нейро-токсическим вирусом с необычайно длительным инкубационным пе­риодом, поэтому дети, получавшие СТГ, нуждались в многолетнем ме­дицинском наблюдении. Вирус, содержавшийся в препаратах СТГ, не­редко приводил к летальному исходу. С 1985 г. ВОЗ запрещено приме­нение гормона, выделяемого из человеческих гипофизов.

Рекомбинантный соматотропин, получивший название соматрем, стал вторым (после человеческого инсулина) биосинтетическим фарма­цевтическим препаратом. СТГ, биологически чистый и свободный от вирусных загрязнений, впервые был получен в 1980 г. фирмой «Genen-tech». Гормон, синтезированный в генетически сконструированных клетках кишечной палочки, отличается от гормона, выделенного из ги­пофиза, дополнительным остатком метионина на NН₂-конце молекулы (гормон обладает биологической активностью нативного гормона и да­же большим эффектом, чем гормон роста из гипофиза, по-видимому, по причине большей чистоты). У детей, страдающих гипофизарной карли­ковостью, зарегистрирован прирост 8-18 см в год, что несколько боль­ше эффекта гормона, полученного из гипофиза. На первом этапе клони­ровали двунитевую ДНК-копию мРНК и расщеплением рестрикцион-ными эндонуклеазами получили последовательность, которая кодирует всю аминокислотную последовательность гормона, за исключением первых 23 аминокислот. Затем клонировали синтетический полипептид, соответствующий аминокислотам от 1-й до 23-й. Далее два фрагмента объединяли, затем «подстроили» к паре промоторов (промотор — спе­цифическая последовательность в ДНК, необходимая для инициации транскрипции РНК-полимеразы) и участку связывания рибосом. Конеч­ный выход гормона составил 2,4 мкг на 1 мл культуры Е. coli (100000 молекул гормона на клетку). СТГ, синтезированный в бактериях, обла­дал нужной м.м. и не связан с каким-либо бактериальным белком, от которого его необходимо было бы отщеплять.

Изменяя аминокислотную последовательность СТГ, т.е. его первич­ную структуру, посредством модификации кодирующего его гена, в бактериальных клетках можно синтезировать аналоги гормона, очень важные для изучения активных участков молекулы (например, участ­ков, которые стимулируют рост или оказывают действие на неоглюко-генез) и этиологии карликовости на молекулярном уровне.

Используя методы рекомбинантных ДНК, можно синтезировать и другие факторы роста и факторы дифференцировки тканей, выделив вначале их мРНК, затем получив соответствующие гены. Это относится к соматомедину А, стимулирующему фиксацию серы в хряще, образо­вание которого индуцируется соматотропином.

В 1982 г. выделен и синтезирован полипептид, содержащий из 44 аминокислотных остатков, обладающий полной биологической ак­тивностью гипоталамического рилизинг-фактора соматотропина (СТГ-РФ). Введение СТГ-РФ способно компенсировать недостаток сомато­тропина. Применение СТГ-РФ возможно не только для лечения гипо-физарной карликовости, но и при некоторых формах диабета и для ус­корения регенерации тканей у людей, получивших сильные ожоги.