Біоспецифічні сорбенти для очищення плазми і крові

За останні десятиріччя помітно зросла кількість імунозалежних захворювань: системного червоного вовчака, ревматоїдного артриту, псоріазу та псоріатичної артропатії, аутоімунного гепатиту, бронхіальної астми та інших. В основі лікування імунозалежних захворювань, зокрема аутоімунних та імунокомплексних, лежить використання глюкокортикоїдних гормонів, алкілуючих цитостатиків та інших імуносупресивних препаратів, а також екстракорпоральних методів детоксикації.

Відомо, що базисною терапією при тяжких формах аутоімунних захворювань є глюкокортикоїдні гормони. Проте тривале застосування глюкокортикостероїдів, особливо у високих дозах, може призвести до тяжких ускладнень: стероїдного діабету, порушення водного і мінерального обміну, появи стероїдних виразок шлунка та кишечнику, розвитку остеопорозу, психічних розладів, активації туберкульозного процесу, локальної інфекції. Крім цього, гормональна терапія підвищує ризик розвитку серйозних захворювань серцево-судинної системи.

Одним із найбільш ефективних і безпечних методів лікування імунозалежних захворювань є екстракорпоральний метод сорбційної детоксикації з використанням специфічних імуносорбентів.

Нині біоспецифічна сорбція широко застосовується як компонент у комплексній терапії багатьох захворювань, у патогенезі яких важливу роль відіграє гіперпродукція та нагромадження патогенетично важливих субстанцій. У зв’язку з цим синтезована велика кількість біоспецифічних сорбентів, які здатні вилучати із крові конкретні білки, пептиди, ліпіди та їх похідні. Імуносорбенти умовно поділяють на 3 класи: неселективні, напівселективні та селективні. Неселективні зв’язують різні білки, серед яких є й такі, що не беруть участі в патогенезі імунологічних порушень. Напівселективні імуносорбенти мають спорідненість із специфічними класами білків, які беруть участь в імунопатологічних процесах. Селективні сорбенти прицільно зв’язують субстанції, що утворюються при первинній імунній відповіді, або інші імунореактанти.

Для синтезу імуносорбентів використовується целюлоза, полівінілалкоголь, силікагель, смоли, вугілля тощо. На поверхню цих матриць наносять і фіксують різноманітні речовини-ліганди: стафілококовий протеїн А; амінокислоти – фенілаланін, триптофан; пептиди, антитіла, дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК) та інші.

Сорбенти для лікування порушень жирового обміну

Біоспецифічні сорбенти можуть використовуватися для лікування захворювань, що супроводжуються порушеннями жирового обміну. Для цього були створені сорбенти для вибірного видалення ліпопротеїнів низької та дуже низької щільності, де лігандом для зв’язування цих речовин був гепарин. Це відомі сорбційні системи HELP-LDL (Braun) та DALI (Fresenius).

У Російській Федерації в НДІ кардіології розроблені імуносорбційні колонки «ЛНП Липопак» для лікування пацієнтів з тяжкими формами спадкової і первинної гіперхолестеринемії. Для зниження концентрації ліпопротеїда α, який є незалежним фактором ризику розвитку атеросклерозу, був створений імуносорбент «Лп(α) Липопак», який містить поліклональні антитіла барана проти ліпопротеїда α-людини. Крім цих двох імуносорбентів, для лікування хворих на дилатаційну кардіоміопатію з підвищеним титром аутоантитіл проти α₁-адренорецепторів міокарда використовується сорбент «Ig Адсопак».

Антипротеїназні гемосорбенти

У Республіці Бєларусь був синтезований біоспецифічний антипротеїназний гемосорбент «Овосорб». У клінічній практиці цей сорбент застосовується для лікування станів, що супроводжуються порушеннями протеїназно-інгібіторного балансу. Інший гемосорбент «Антиглобулін Е», одержаний шляхом ковалентної пришивки до поліакриламіду амінокислоти триптофану, здатний вибірково видаляти із крові один із найважливіших медіаторів алергічних реакцій – Ig Е. Крім цього, цей гемосорбент може використовуватися в комплексному лікуванні таких алергозалежних захворювань, як бронхіальна астма, алергічний ринокон’юнктивіт, атопічний дерматит, нейродерміт та інших.

Фірма Asahi Medical Co (Японія) розробила 2 типи імуносорбентів: Immusorba PH-350 та Immusorba TR-350. Ці сорбенти складаються з гранул полівінілалкогольного гелю мікропористої структури та іммобілізованих ароматичних амінокислот – фенілаланіну або триптофану. Перші дані про використання цих сорбентів були отримані ще в 1982 році. Базуючись на структурному аналізі денатурованого глобуліну, синтезовані сорбенти були запропоновані як «штучні» рецептори для ревматоїдного фактора. Пізніше з’явилися дані про їх властивості вилучати антитіла проти ацетилхолінових рецепторів та антигангліозидні антитіла. Зараз ці імуносорбенти використовуються у лікуванні ревматоїдного артриту, синдрому Гієна-Барре, розсіяного склерозу та інших захворювань. В Японії спеціально для лікування міастенії був розроблений новий імуносорбент Medisorba MG, у якому синтетичний пептид Torpedo 183-200 ковалентно іммобілізований на целюлозі. Використання цього сорбенту в експериментах з плазмою крові хворих на міастенію привело до значного специфічного зниження концентрації блокуючих антитіл проти ацетилхолінових рецепторів.

За кордоном на сьогодні найбільш відомими і загальноприйнятими сорбційними системами для зв’язування Ig G при захворюваннях з його надмірним рівнем є імуносорбенти Immusorba (Excorim) і Prosorba (Imre). У першому випадку матрицею є сефароза, у другому – силікагель. Лігандом у цих сорбентах виступає очищений стафілококовий протеїн А. Протеїн А-вмісні імуносорбенти використовуються для лікування багатьох захворювань – системного червоного вовчака, нефротичного синдрому, ідіопатичної тромбоцитопенії, гемолітичної анемії, неврологічних захворювань, ревматоїдного артриту та інших.

Велику групу захворювань з аутоімунним компонентом становлять хвороби крові, при яких об’єктом аутоімунної атаки стають клітини крові: аутоімунна гемолітична анемія, ідіопатична тромбоцитопенічна пурпура, ідіопатична лейкопенія. Використання протеїн А-вмісних імуносорбентів у пацієнтів з ідіопатичною тромбоцитопенічною пурпурою приводило до зниження асоційованих з поверхнею тромбоцитів і циркулюючих імунних комплексів. Позитивні результати отримані і при проведенні протеїн А-імуносорбції хворим з гемофілією – спадковому дефіциті факторів згортання VIII і IX. Одним із найбільш серйозних ускладнень цього захворювання є утворення антитіл – інгібіторів факторів VIII і IX. Ефективність застосування протеїн А-вмісних сорбентів при гемофілії пов’язана не тільки з видаленням антитіл, а й з подальшою підтримкою концентрації факторів коагуляції на рівні, достатньому для гемостазу, що сприяє покращанню загоєння ран при травмах та хірургічних втручаннях.

Ефективність застосування протеїн А-вмісних сорбентів доведена також при лікуванні міастенії, розсіяного склерозу, синдрому Гієна-Барре, тяжких форм ревматоїдного артриту, системного червоного вовчака. Проте протеїн А-вмісні сорбенти є напівселективними, тому вони можуть видаляти і патогенні, і непатогенні білки. Недоліком цих сорбентів є також погана біосумісність з кров’ю, тому вони можуть використовуватися тільки як плазмосорбенти, що значно ускладнює методику проведення процедури і збільшує вартість лікування.

Біоспецифічні селективні імуносорбенти

Окрему групу біоспецифічних селективних імуносорбентів становлять сорбенти, у яких лігандом є дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК). Ці сорбенти ефективно та вибірково вилучають із циркуляції анти-ДНК антитіла, антитіла проти кардіоліпіну, циркулюючі імунні комплекси. Відомо, що в патогенезі імунозалежних захворювань значну роль відіграють антитіла проти ДНК, які вперше були виявлені в сироватці крові хворих на системний червоний вовчак та описані в 1957 році. Ці антитіла мають прогностичне значення, тому що існує прямий зв’язок між їх наявністю та ушкодженням тканин, особливо нирок. Також вони вважаються надійними маркерами хвороби, оскільки часто виявляються заздалегідь до розвитку імунопатологічного процесу.

Перші ДНК-вмісні сорбенти для клінічного застосування були синтезовані і випробувані D.S. Terman із співавторами в 1977 році. Матрицею для іммобілізації ДНК, змішаної з колоїдом, було кокосове активоване вугілля, яке мало відносно низьку пористість і досить великий розмір гранул, що негативно впливало на кінетику сорбції. Незважаючи на це, використання одержаного імуносорбенту дало позитивний клінічний ефект при лікуванні системного червоного вовчака, ускладненого вовчаковим нефритом, що супроводжувалося значним зниженням концентрацій анти-ДНК антитіл та циркулюючих імунних комплексів.

Пізніше в Китаї, Японії та інших країнах були розроблені ДНК-вмісні сорбенти на основі гранул карбонізованих смол, амінованої целюлози, агарози, волокон нетканого поліетилентерефталату, сефарози. Синтезовані сорбенти використовують для лікування багатьох аутоімунних захворювань, особливо – системного червоного вовчака. Відомо, що в 90% випадків цього захворювання уражаються жінки дітородного віку. Проведення імуносорбції на ДНК-вмісних сорбентах вагітним жінкам, хворим на системний червоний вовчак, утричі зменшувало кількість ускладнень, викиднів та передчасних пологів порівняно з традиційним лікуванням.

В Україні під керівництвом завідувача відділу фізико-хімічних механізмів сорбційної детоксикації Інституту експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України, доктора медичних наук, професора В.Г. Ніколаєва був розроблений ДНК-вмісний гемоімуносорбент ГУДС на основі гранульованих вуглецевих сорбентів СКН.

При проведенні імуносорбції на ДНК-вмісних сорбентах хворим на ускладнені форми псоріазу та розповсюджений псоріаз відбувалося видалення із крові циркулюючих імунних комплексів, аутоантитіл проти антигенів з ураженої шкіри та печінки. При відновленні показників клітинного та гуморального імунітету спостерігався регрес проявів псоріазу. Показано, що повна клінічна ремісія була досягнута у 55% хворих, що вказує на перспективність застосування ДНК-вмісних сорбентів у лікування псоріазу. Ефективність цих сорбентів була визначена і при лікуванні гормонозалежної бронхіальної астми. Використання імуносорбції на ДНК-вмісних сорбентах приводило до підвищення чутливості до лікарських засобів, зменшення об’ємів підтримуючої терапії, зниження ризику медикаментозних ускладнень.

Застосування ДНК-вмісних імуносорбентів при лікуванні системного червоного вовчака супроводжувалося сприятливим впливом на прояви вовчакового нефриту, що було зумовлено зниженням рівнів анти-ДНК антитіл, циркулюючих імунних комплексів у крові, активацією макрофагальної системи та елімінацією з тканини нирок депозитів імунних комплексів. Але кінцевий результат лікування визначається не стільки вилученням анти-ДНК антитіл під час імуносорбції, скільки сприятливою перебудовою клітинної ланки імунітету.

Таким чином, використання різних типів імуносорбентів, у тому числі й ДНК-вмісних, стає все більш поширеним методом у комплексному лікуванні тяжких імунозалежних захворювань як у зв’язку з високою ефективністю, так і безпечністю їх застосування.

Перспективи використання сорбційних систем

Відомо, що покращання ефективності сорбційних систем досягається кількома способами, наприклад зменшенням розмірів сорбційних елементів, що супроводжується збільшенням зовнішньої поверхні сорбенту або підвищенням пористості вуглецевих матриць. Використання властивостей високодисперсних, волокнистих і високопористих гранульованих вуглецевих матриць відкрило незаперечні перспективи для створення нового покоління ДНК-вмісних імуносорбентів з підвищеною потужністю, які здатні вилучати із циркуляції як ДНК-тропні, так і білокзв’язані метаболіти, речовини середньої молекулярної маси і прозапальні цитокіни.

Останнім часом все більшу зацікавленість викликає вивчення ролі цитокінів при різних імунозалежних захворюваннях та запальних реакціях. Порушення балансу в системі цитокінів – важливий механізм розвитку багатьох патологічних процесів. Цитокінам належить ключова роль у розвитку синдрому системної запальної реакції. Значне підвищення секреції і прозапальних, і протизапальних цитокінів призводить до так званого цитокінового вибуху. Останнім часом використання блокуючих антитіл і розчинних рецепторів прозапального цитокіну ФНП-α стало популярним методом лікування ревматоїдного артриту, псоріатичної артропатії, системного червоного вовчака, хвороби Крона та деяких інших захворювань. Проте застосування ФНП-α-нейтралізуючої терапії може призводити до виникнення низки серйозних ускладнень, а саме активації латентного туберкульозу, пневмоцистної пневмонії, кандидозів та інших інфекцій. Крім цього, така терапія може зумовити гіперпродукцію анти-ДНК антитіл та розвиток вовчакового синдрому. У зв’язку з цим більш доцільним є не зв’язування, а вилучення прозапальних цитокінів із циркуляції. Усе це разом дозволить ефективно застосовувати їх не тільки для лікування імунозалежних захворювань, а й станів, пов’язаних із розвитком синдрому системної запальної реакції.