Erytropoetin | |
Erytropoetin | |
Identifikace | |
---|---|
N O CAS |
α) (epoetin |
(epoetin
ATC kód | B03 |
DrugBank | DB00016 |
Chemické vlastnosti | |
Hrubý vzorec |
C 809 H 1301 N 229 O 240 S 5 [izomery] |
Molární hmotnost | 18 235 702 ± 0,881 g / mol C 53,28%, H 7,19%, N 17,59%, O 21,06%, S 0,88%, |
Fyzikální vlastnosti | |
T. fúze | 53 ° C nebo 326 K. |
Objemová hmotnost | g cm -3 |
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak. | |
Erytropoetin ( EPO ) je hormon povaha glykoproteinu ( protein nesoucí sacharid ). Tento hormon je cytokinem pro prekurzory erytrocytů v kostní dřeni (je to růstový faktor ). Způsobuje tedy zvýšení počtu červených krvinek v krvi. Existuje tedy riziko arteriální hypertenze a zvýšení viskozity krve (pak je zapotřebí více práce srdce).
Syntetický erytropoetin je dostupný jako drahé terapeutické činidlo získané technologií rekombinantní DNA .
Bylo to v roce 1905 a prezentací27. srpna 1906že Clotilde-Camille Deflandre pod vedením Paula Carnota , jejího vedoucího diplomové práce, zjistila, že injekce séra od anemických králíků do normálních králíků u těchto výrazně zvýšila produkci červených krvinek. Termín „hemopoetin“ se potom používá dříve, než převažuje termín erytropoetin. Jeho renální syntéza byla objevena v roce 1957 . Gen pro molekuly byla identifikována a klonována v roce 1985 , což umožňuje její průmyslovou výrobu. Jeho lékařské použití bylo schváleno ve Spojených státech v roce 1989 .
V medicíně se používá v následujících případech: chronické selhání ledvin , hematologická onemocnění , rakovina , solidní nádory , maligní lymfomy nebo mnohočetný myelom , autologní transfúzní programy, plánovaná velká ortopedická operace , ztráta krve.
Erytropoetin je vylučován ledvinovou kůrou (téměř 90% produkce). Bylo prokázáno, že ho produkují také játra (zejména plod), mozek a děloha . Produkce erytropoetinu je stimulována poklesem kyslíku v renálních tepnách.
Snížení parciálního tlaku kyslíku ( žijící v nadmořské výšce ), snížení počtu erytrocytů (červených krvinek) způsobené krvácením nebo nadměrným ničením, zvýšená potřeba kyslíku v tkáních vede ke zvýšené sekreci erytropoetinu. Naopak přebytek kyslíku v tkáních organismu snižuje jeho sekreci. Jeho účinek se provádí na erytroblastové buňky kostní dřeně (tj. Prekurzorové buňky červených krvinek) prostřednictvím specifických receptorů.
Erytropoetin bude stimulovat množení prekurzorových kmenových buněk červených krvinek (nebo červených krvinek) v kostní dřeni , čímž se zvýší jejich produkce za jeden až dva týdny.
Jeho gen je exprimován v jiných orgánech než v místech, kde je hormon syntetizován. To je případ buněk centrálního nervového systému, kde se zdá, že hraje ochrannou roli.
Vzhledem k tomu, že ledviny jsou hlavním zdrojem erytropoetinu, má chronické selhání ledvin obvykle za následek poškození, a tedy hypoplastickou anémii . Syntetický erytropoetin byl původně navržen pro tento účel.
Existuje mnoho syntetických molekul EPO, které se liší jen nepatrně: délkou glykosylovaných řetězců nebo / a několika aminokyselinami. Tento typ molekuly se ve francouzštině nebo v angličtině nazývá RHuEPO, což je zkratka pro rekombinantní lidský erytropoetin .
Technika výroby zahrnuje zavedení lidského genu EPO do zvířecí buněčné linie, která pak produkuje protein, v tomto případě nazývaný epoetin , který lze izolovat. Jeho hlavní nevýhodou je frekvence injekcí potřebných k účinnosti (několikrát týdně).
NESP ( anglicky : new erythropoiesis stimulating protein ) je považován za nejznámější rHuEPO a je také známý pro darbepoetin alfa (obchodní název Aranesp). Od epoetinu se liší substitucí pěti aminokyselin, což umožňuje sestavení pěti glykosylovaných řetězců místo tří.
Čím více je glykosylovaná molekula, tím menší je afinita mezi EPO a EPOR (jeho receptorem). NESP má tedy s EPO nižší rychlost spojení než EPO.
Počet asociačních událostí mezi dvěma molekulami za jednotku času:
K o = 5,0 x 10 8 M -1 min -1 pro NESP;
k on = 1,1 × 108 M −1 min −1 pro EPO.
S k on = asociační rychlostní konstanta v M −1 min −1
kde min znamená minutu a M je koncentrace v mol l −1
EPO je zhruba pětkrát rychlejší než NESP, aby uzavřelo partnerství s EPO. Protože EPO má rychlejší asociační rychlost, existuje více internalizovaného EPO za jednotku času, a proto je rychlost degradace EPO za jednotku času vyšší než u NESP.
Jeho poločas je nepřímo úměrný rychlosti asociace, která závisí na glykosylovaných řetězcích a kyselinách sialových.
Poločas je úměrný počtu sialových kyselin a procentuálnímu podílu glykosylace molekuly.
Rychlost internalizace je u obou ligandů stejná. Ligand po internalizaci je znovu sekretován 60% neporušený a je degradován na 40% v obou případech.
V praxi vyžaduje použití NESP pouze injekci jednou týdně (nebo dokonce méně) ve srovnání s několika injekcemi pro epoetin.
Několik sportovců používá EPO:
CERA (z angličtiny : Continuous erythropoietin receptor activator ) je erytropoetin konjugovaný s řetězcem polyethylenglykolu ( PEGylace ), který téměř zdvojnásobuje jeho hmotnost. Jeho poločas je velmi dlouhý a umožňuje měsíční injekci. Původně byl vyvinut švýcarskou farmaceutickou laboratoří La Roche k léčbě anémie ( Mircera ).
Laboratoř Châtenay-Malabry , člen AMA , objevila použití CERA cyklisty osmkrát:
Ve vývoji je mnoho dalších typů.
Zvláštní třídou jsou peptidy napodobující erytropoetin, které působí na receptor erytropoetinu a jejichž aminokyselinová sekvence s nimi nemá nic společného. První taková molekula, nazývaná hematid , je modifikovaný oligopeptid produkovaný bakteriemi. Jeho použití je v současné době testováno. Dalším je peginesatid .
Používá se v případech chronické anémie způsobené nedostatečnou sekrecí erytropoetinu, zejména při chronickém selhání ledvin, ale také v jiných případech (například u některých typů rakoviny , i když má studie tendenci vykazovat zvýšené riziko úmrtí v případě rakoviny sféra ORL léčená radioterapií a několik dalších studií škodlivé role, když je EPO kombinován s chemoterapií). Používá se během určité chemoterapie aplasianty (to znamená, že ničí kmenové buňky kostní dřeně), protože tento hormon má ochranný účinek proti kmenovým buňkám erytrocytů.
EPO se stalo nezbytnou léčbou při léčbě velmi předčasně narozených dětí. Vzhledem ke svému mechanismu účinku však EPO nemá okamžitý účinek na anémii a nemůže nahradit krevní transfuzi, pokud příliš nízká hladina hemoglobinu narušuje transport kyslíku v krvi těla dítěte, což může způsobit vážné neurologické následky. Je zvláště účinný při prevenci sekundární anémie, která se postupně usazuje u předčasně narozených dětí kvůli jejich nezralosti.
Anémie nedonošených dětí je anémie s nízkou hladinou retikulocytů (červených krvinek čerstvých z dřeně), která je doprovázena nepřiměřenou reakcí na sekreci erytropoetinu, což vede k potřebě opakovaných transfuzí těchto dětí. Aby se snížil počet transfuzí, používá se EPO u předčasně narozených dětí spolu s doplňováním železa. Četné klinické studie prokázaly účinnost EPO při léčbě anémie u velmi předčasně narozených dětí. Pokud však tato léčba umožňuje snížit počet krevních transfuzí, když vstoupí v platnost, tj. Dva týdny po prvním podání, neumožňuje je zcela vyloučit. Ve skutečnosti je potřeba transfuze u dětí s velmi nízkým gestačním věkem nebo nízkou porodní hmotností stále velká.
Vzhledem ke svému mechanismu účinku se nejedná o léčbu akutní anémie, která sama vyžaduje krevní transfuze .
Podávání erytropoetinu může způsobit některé nežádoucí účinky: arteriální hypertenze , tvorba sraženin ( flebitida nebo plicní embolie )… Mohlo by to také nepříznivě ovlivnit vývoj některých druhů rakoviny.
Několik vzácné případy odolnosti proti produktu byly poznamenat, vzhledem k produkci anti-erytropoetin protilátek u pacientů léčených dlouhodobě. Důsledek je vážný, protože vede k refrakterní anémii, kdy je pacient rezistentní na svůj vlastní erytropoetin, což vyžaduje iterativní transfuze. Řešením by pak mohlo být předepsat syntetický peptid ( hematid ), který se váže na receptory erytropoetinu.
Jeho použití v anémie usnadňuje perioperační péči, včetně ortopedii pokud náhrada kyčelního kloubu a náhrada kolenního kloubu , atd. u nichž je bezpochyby nadměrné užívání obav z hypertenzní tlaky a flebitidy, aniž by se komentovaly další komplikace (neoplastická tlač).
Příspěvek EPO přinejmenším v této souvislosti kloubní protézy se jeví jako hlavní s přinejmenším dvěma výhodami: celkovou energií operovaného a snížením septického rizika spojeného s homologní posttransfuzní imunosupresí. Umožňuje také menší využití transfuze krve v souvislosti s nedostatkem dárcovství krve.
Je známo, že erytropoetin je používán určitými sportovci jako dopingový prostředek ke zvýšení jejich vytrvalosti a výkonnosti. Zlepšení rychlosti a / nebo vytrvalosti sportovců užívajících EPO se někdy odhaduje na přibližně 10%. Tento typ dopingové praxe může mít vážné následky, někdy dokonce fatální. Injekce syntetického erytropoetinu skutečně zvyšuje u jednotlivce množství červených krvinek a může zvýšit hematokrit ze 45% (normální obrázek) na 65% (obrázek příliš vysoký) (viz článek polycythemia ). Při dlouhodobé fyzické námaze bezohledný sportovec, který se uchýlil k takovému postupu, vidí, jak se jeho krev transformuje na viskózní a hustou pastu (hyperviskozita krve), která může vést k tvorbě sraženin a trombóz. Za těchto podmínek nejsou mrtvice neobvyklé a může dokonce dojít k srdečnímu selhání. Je také možné, že jeho použití vede v širším smyslu k různým srdečním problémům, což by vysvětlovalo zvyšující se počet úmrtí na srdeční zástavu u sportovců na vysoké úrovni v posledních letech.
Druhá generace typu NESP byla v roce 2008 nahrazena EPO třetí generace, CERA ( kontinuální aktivátor receptoru erytropoetinu ), rekombinantní EPO zpoždění (PEG-EPO). Tato třetí generace, jejíž výhodou je, že je efektivní po dobu tří týdnů namísto jednoho, je také detekovatelná od roku 2008. Jeho detekce během Tour de France v roce 2008 umožnila zmást cyklisty Riccardo Riccò , Leonardo Piepoli a Stefan Schumacher i Bernhard Kohl a Manuel Beltrán . Rashid Ramzi , sportovec na 1 500 m vítězů olympijských her v Pekingu v roce 2008 na stejné vzdálenosti, byl unesen z titulu poté, co získal pozitivní výsledky pro EPO CERA .
Tato technika zahrnuje identifikaci syntetického EPO, který se vyrábí v kulturách vaječníkových buněk čínského křečka, a tento EPO se velmi snadno odlišuje od své proteinové struktury.
Tyto rozdíly jsou zvýrazněny testem IEF (= Isoelectrofocusing).
Problém posledně jmenovaného spočívá v tom, že je velmi nákladný, test má hodnotu minimálně 150 EUR a vyžaduje 3 dny práce, aby byla zajištěna maximální spolehlivost umožňující specifikovat procento syntetického EPO a procento přírodního EPO. Tyto testy však nelze provádět ve velkém měřítku.
Epoetin delta , čtvrtý Erytropoetiny syntetických, se vyrábí lidské buněčné linie.
Krevní testV roce 1997 zavedla Mezinárodní cyklistická unie pravidelné krevní testy, mnohem levnější než testy moči a aplikované ve velkém měřítku: cyklistům je zakázáno mít hematokrit vyšší než 50%. Tuto hranici však obcházejí určití cyklisté, kteří kontrolují svůj hematokrit přesnými dávkami nebo injekcemi ředícími krev.
Vědci navíc nemohou dokázat, že užívají EPO hematokritem vyšším než 50%, protože u lidí neléčených EPO lze nalézt hematokrit mezi 40% a 54%.
Hematokrit se stanoví cytometrií .