Рекомбинантные аллергены – расширение возможностей in vitro аллергодиагностики

В сентябре Группа компаний Алкор Био выпустила на рынок свою новую разработку -рекомбинантный аллерген пыльцы березы  rBetv1. Это первый, разработанный и произведенный в России рекомбинантный аллерген, который предназначен для массового применения в клинической практике  in vitro (вне живого организма) аллергодиагностики. По сути, рекомбинантный аллерген – это искусственно полученный белок. Для его синтеза используется технология молекулярного клонирования.

Что это за разработка, способна ли эта инновация  изменить подход к  выявлению  аллергии и почему сегодня ученые все чаще обращаются к теме аллергодиагностики, — об этом мы беседуем с руководителем лаборатории молекулярной диагностики компании «Вега» ГК Алкор Био Александром Павловым.

— Александр, я правильно понимаю, что вы первые в России приступили к разработке  рекомбинантных аллергенов для широкого применения в лабораторной диагностике?

— Да, сегодня в России  никто кроме нас не производит рекомбинантные аллергены для использования в составе тест-систем. Наверняка в научных лабораториях такие разработки ведутся, но их применение  не выходит за рамки лабораторных нужд. Западные разработчики здесь на шаг впереди нас: существует, по крайней мере, четыре компании, в Швеции, Германии, Франции и США, которые производят рекомбинантные аллергены и предлагают их для in vitro аллергодиагностики.

— В настоящее время в Алкор Био производится 154 аллергенов, получаемых из природного сырья. Зачем вы начали  разрабатывать синтетические аллергены?

— В нашей компании четыре года назад стартовал проект по созданию панели аллергенных экстрактов для применения в in vitro аллергодиагностике. Способ получения экстрактов достаточно универсален для разного рода аллергенов, хотя, конечно, каждый аллерген требует своего собственного подхода. Этот способ заключается в тотальном экстрагировании из вещества всего содержащегося в нем белка, будь то пищевой, пыльцевой или  бытовой аллерген. На выходе мы получаем раствор, содержащий компоненты искомого вещества. При этом мы оцениваем компонентный состав, определяем общее содержание белка и иммунологические свойства. Если иммунологические свойства, то есть эффективность выявления иммуноглобулинов класса Е (IgE) в крови у пациентов, страдающих от этого типа аллергии, достаточно высока, то данный экстракт может быть использован для диагностики аллергии. Этот метод был разработан еще в 70−ых годах прошлого века и в настоящее время широко применяется в аллергодиагностике. С использованием таких экстрактов также проводятся так называемые кожные скарификационные и аппликационные тесты,  аллергоспецифическая иммунотерапия.  

Однако, по мере развития аллергодиагностики, оказалось, что специфичность этого метода, зачастую, несколько ниже, чем хотелось бы. И у данного явления есть несколько причин, одна из которых — вариабельность аллергенных экстрактов. То есть, к примеру, пыльца деревьев раннего цветения, полученная в средней полосе России, отличается от таковой же, но полученной в южных широтах. Следовательно, есть вероятность, что не будет полного совпадения и у полученных из этого сырья экстрактов. Кроме этого выделение экстрактов может происходить немного по-разному у разных производителей. И третье — сам подход к выделению аллергенных экстрактов не дифференцирован по отношению к аллергенным компонентам, которые вызывают аллергию, а направлен на выделение как можно большего количества тотального белка.

— То есть в экстракте, выделенном из какого-то определенного сырья, может содержаться сразу несколько аллергенных компонентов?

— Да, во многих субстанциях аллергенные компоненты представлены не одним белком, а целым набором: двумя, тремя и даже десятью белками. И каждый из них сам по себе может вызывать реакцию. Причем, у разных людей спектр чувствительности в пределах одного аллергена может различаться. Например, рассмотрим такой распространенный аллерген, как пыльца березы. Основной аллергенный компонент пыльцы березы вызывает аллергию в 95% случаев, когда у людей наблюдается аллергическая реакция на пыльцу березы, но есть и другие компоненты, у одних пациентов они могут вызывать аллергию, у других – нет.

Но нередко аллергенный компонент, который присутствует в растворе в очень небольших количествах, то есть является минором, вызывает довольно сильную аллергическую реакцию, то есть с точки зрения аллергодиагностики является мажором. Может быть и такая  ситуация, когда аллергены, не имеющие мажорных компонентов, с той или иной частотой вызывают аллергическую реакцию. И все эти особенности могут приводить к  возникновению проблем при использовании аллергенных экстрактов недифференцированно.

Кроме этого все аллергены можно объединить в несколько так называемых суперсемейств. И внутри одного такого суперсемейства белки очень похожи. То есть это некие эволюционно консервативные структуры, белки, которые могут встречаться в широком спектре окружающих нас веществ. Поэтому, например, такая проблема как неспецифичность и кросс-реактивность аллергенных компонентов часто бывает вызвана очень высокой степенью гомологии белков из разных природных источников. Например, когда мы диагностируем аллергию к пыльце березы и, действительно, видим, что по результатам in vitrо теста у человека обнаруживается гиперчувствительность, это не означает на 100%, что мы поставим верный диагноз. Потому что основной компонент пыльцы березы встречается и во многих пищевых продуктах: в яблоке, груше, персике. То есть человек уверен, что у него аллергия на березу, а оказывается, что у него аллергия, скажем,  на яблоко. Потому что эти аллергены очень похожи. И таких примеров достаточно много. Поэтому-то аллергия такое многофакторное заболевание: если у вас развился аллергический ответ на один из таких белков, то тут же может появиться ответ сразу на несколько других аллергенов. При этом если аллерген определен не верно, нельзя назначать аллергоспецифическую терапию, когда пациенту проводят терапевтический курс инъекций аллергена,  чтобы выработать невосприимчивость к нему. Эта процедура очень длительная, занимает, зачастую, несколько лет и стоимость ее — десятки тысяч рублей. А в случае, если  диагноз поставлен неправильно — неправильно определен тип аллергии, неверно определен основной аллерген -  это может вызвать совершенно противоположную реакцию. То есть у пациента появляется аллергическая реакция на то, на что ее прежде никогда не было.

Частичным решением вопроса может быть обогащение существующих экстрактов целевыми веществами, теми, которые мы хотим изучать, то есть аллергенными компонентами, либо использовать эти аллергенные компоненты независимо. Для того,  чтобы более специфично и надежно поставить диагноз.

— Как это можно сделать? Как в процессе диагностирования аллергии избежать ошибок?

- Первый подход самый простой, когда мы берем какое-то вещество и разделяем его на компоненты, то есть отсеиваем все неаллергенные и берем только аллергенные в большей концентрации. И затем каждый компонент используем независимо. Такой подход имеет право на жизнь, к примеру, когда мы говорим о таком  распространенном аллергене, как белок яйца. Здесь присутствуют такие вещества, как  овальбумин и овомукоид, каждый из них является аллергеном, но нередко бывает, что одни аллергики реагируют только на овальбумин, а другие – только на овомукоид.  И овальбумин и овомукоид  присутствуют в яйце в высокой концентрации. Поэтому мы можем при помощи нехитрых биохимических манипуляций выделить эти вещества в чистом виде и затем использовать в аллергодиагностике независимо друг от друга.

Но есть гораздо более сложные варианты, когда минорный компонент, то есть компонент, которого очень мало, является сильным аллергеном. Тогда для выделения этого компонента из природного источника приходится применять сложные селективные методы. Например, если есть вещество, имеющее сродство к данному аллергенному компоненту, его добавляют к раствору аллергена, все это вместе отбирают и таким образом получают сильно обогащенную фракцию. То же самое можно сделать методом жидкостной хроматографии. Но далеко не к каждому аллергенному компоненту можно подобрать такое селектирующее вещество.

— И что делать в этом случае?

— Получить эти белки искусственно. Это и есть так называемая технология рекомбинантных белков. Ее суть заключается в том, что мы используем чужеродный организм для высокопроизводительной наработки интересующего нас вещества. Например, если требуемый белок – растительный, можно использовать бактерию: внедрить в нее ген или участок гена, который отвечает за экспрессию, синтез необходимого нам белка. В этом случае мы говорим о технологии молекулярного клонирования, когда из генома растения вырезается определенный участок и затем вставляется в геном бактерии. После чего мы заставляем бактерию этот белок производить.

В настоящее время уже описано огромное количество аллергенных компонентов и участков геномов, которые ответственны за их синтез. То есть имеется достаточное количество информации для получения широкого спектра рекомбинантных белков. Но здесь возникает другая проблема: да, белок при помощи этой технологии мы можем получать в неограниченных количествах, но прежде чем его использовать в аллергодиагностике, необходимо его протестировать на эффективность, а также верифицировать, то есть проверить, насколько этот белок обладает теми свойствами, которые мы от него ожидаем. И это большой пласт работы, который следует сразу за получением искомого белка.

Здесь применяется широкий спектр иммуноферментных методов, требуется большая выборка положительных и отрицательных сывороток, чтобы показать: вещество, которое мы получили — аналогично аллергенному экстракту, которое мы таким образом замещаем и/или дополняем. В  лаборатории аллергологии ГК Алкор Био была создана большая панель  аллергенных экстрактов, а также тест-система для in vitrо аллергодиагностики, был собран большой банк сывороток крови пациентов и в настоящее время все эти наработки могут быть использованы для создания панели рекомбинантных белков. Я уверен, что в дальнейшем панель аллергенов ГК Алкор Био будет расширяться, в том числе, и за счет рекомбинантных белков, хотя, конечно, процесс их получения трудоемкий и длительный. В первую очередь имеет смысл начинать разработку белков, которые представляют наибольшую угрозу в плане получения ложных результатов, как, например, вышеупомянутый белок пыльцы березы rBetv1 — мажорный белок, проявляющий кросс-реактивность. Использование  рекомбинантных аллергенов позволит снизить вероятность ошибки при постановке диагноза, это – хорошее дополнение к панели аллергенных экстрактов, расширение которой в Группе компаний Алкор Био активно продолжается.

Анна Соснора

Поделиться:

20 июля 2010  |  00:07

Экзема. Лечение экземы: когда чешется кожа

Экзема - заболевание кожи, которое проявляется особыми высыпаниями с характерной локализацией и кожным зудом. В принципе, основную роль в развитии экземы играет кожная аллергия. Однако если бы это было единственной причиной, было бы невозможно объяснить такой феномен, как обострение экзематозного процесса при физических и особенно при эмоциональных нагрузках. Первые эпизоды экземы появляются часто именно на фоне сильных переживаний.

01 апреля 2010  |  08:04

Супер-таблетка для сердца

Таблетка, которая включает в себя одновременно несколько фармакологических препаратов, могла бы значительно облегчить лечение пациентов с сердечнососудистыми проблемами и существенно улучшить прогноз заболевания. Такая политаблетка уже существует. Об этом подробнее рассказывают здесь специалисты в кардиологии Посольства медицины.

05 мая 2009  |  11:05

Аллергические заболевания. Отек Квинке

Больные этим заболеванием постоянно обращают внимание медиков на то что, когда возникает обострение, особенно протекающее с отеком лица, они страдают психологически и фактически должны прятаться дома из за страха показаться среди людей и возможности потерять работу.

17 апреля 2009  |  13:04

Малыш без аллергии

У аллергиков в два раза чаще, чем у здоровых, рождаются дети с таким же недугом. Однако врачи уверены: есть шанс избежать этого. Что нужно делать будущей маме, чтобы обезопасить своего малыша?

01 апреля 2009  |  08:04

Лекарства могут быть аллергенами (не допустить анафилактический шок!)

Аллергические реакции, вызываемые лекарствами, составляют в настоящее время наиболее обширную группу осложнений при лекарственной терапии, обозначаемых еще как проявление побочного действия лекарств, или как «лекарственная болезнь», «вторая болезнь» и пр. Классификация, клиника и лечение.