Biyobenzer Ürünler Prof. Dr. Alper B. İskit Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi Farmakoloji Anabilim Dalı e-posta: [email protected] 21 Ekim 2011-Eskişehir Biyolojik Tıbbi Ürün (Biyofarmasötikler) Virüsler, aşılar, toksinler, hücresel ürünler, canlıhücrelere yaptırılan moleküller, rekombinant DNA teknolojisi ürünleri, vb • Biyolojikilaçlar,kimyasal bileşimler yerine,biyolojik yöntemlerle organizmalardan vecanlısistemlerden üretilen ürünlerdir • Biyoteknolojik metodlar ile üretilirler – Kontrollügen ekspresyonu – DNA rekombinant teknoloji – Antikor üretim metodları Çeşitli immunolojik ürünler, bazıkan ürünleri, monoklonal antikor yöntemleri ile elde edilen ürünler, ileri tıbbi tedavi ürünleri… Biyofarmasötikler… • İnsulin (1982) • GH • Eritropoietin • Beta interferon (MS, immunmodulatör) • Trastazumab (Meme kanseri, monoklonal antikorlar) • Faktör VIII,IX • Çeşitli enzimler (Gaucher hst) • Aşılar • Abatacept, adalimumab, etanercept, infliximab (RA) • Alefacept (Psoriazis) • Trastuzumab (Herceptin, meme kanseri) Büyük bir ilaç pazarı… BBiiyyootteekknnoolloojjiikk İİllaaççMMoolleekküüllüü ““BBiiootteecchh”” AAllıışşııllaaggeellmmiişşİİllaaççMMoolleekküüllüü ““KKoonnvvaannssiiyyoonneell”” The challenge with “biotech” is knowing which differences matter clinically Aspirin ~180 daltons 21 atoms Insulin 51 amino-acids ~5,800 daltons 788 atoms Somatropin 191 amino-acids ~22,000 daltons 3091 atoms IgG1 antibody >1000 amino-acids ~150,000 daltons >20000 atoms www.jtbaker.com, www.umass.edu/microbio/chime/antibody/abquests.htm Genazzazi, AA et. al. (2007) Biosimilar Drugs: Concerns and Opportunities. Biodrugs 2007; 21 (6) ppg 351-356 Amgen Policy Discussion. Gino Grampp 2/18/2011 Biotech drugs differ from chemical drugs in molecular properties and complex manufacturing Biotech drugs Chemical drugs Size Large Interferon-α2b Small s e erti Structure Complex Simple p o Stability Unstable Stable Pr Aspirin Modification Many options Well-defined Unique line of living cells Predictable chemical process Manufacturing Impossible to ensure identical Identical copy can be made copy Impossible to characterise fully Characterisation due to a mixture of related Easy to characterise fully molecules More sensitive (easier to More stable Stability destroy) Higher potential Lower potential Immunogenicity Sharma BG. Eur J Hosp Pharm 2007;13:54-6. Prugnaud JL. Br J Clin Pharmacol 2008;65:619-20. Graphic adapted from 2000 Schering-Plough Research Institute/ EuropaBio www.europabio.org 1982 insulin 1.Clone it using recombinant DNA technologies (insert the genetic code of the bio-molecule in a host cell); 2.Grow it using Bioreactors (upstream, host cells, in nutritious media, produce the bio-molecule); 3.Purify it using chromatographies (downstream, capture of the bio-molecule and removal of impurities); 4.Formulate it using pharmaceutical technologies (stable, safe, efficacious); 5.Package it in patient-friendly presentations (vials, syringes) Typical Protein Production Process Different manufacturers will have different processes Will result in different Different START biophysical characteristics downstream Probably same processing gene sequence D N E Different fermentation/culture Different Different host cell conditions vector KA Burke (2010) Montreal Forum Pharmaceutical Discussions Biyofarmasötiklerin Problemleri • Çoğu kez büyük ve karmaşık yapı • Stabilite ? • Safsızlaştırma (üretim) • İmmünojenik etki • Formülasyon zorluğu • Sınırlı uygulama yolu Biyofarmasötiklerin Üstünlükleri • Biyolojik kökenli • Çok düşük dozda yüksek biyoaktivite • Selektif/spesifik etki • Hedeflendirilebilme • Suda çözünürlük Biyofarmasötik molekül (protein) Primer yapı Sekonder yapı Tersiyer yapı Kuaterner yapı (amino asit) (α-heliks, β-dönüşü) (protein folding) (dimer, tetramer) •aa dizilimi an. •FT-IR, raman spek. •Yakın-UV CD •DLS •MALDI-TOF •Uzak-UV CD •X-ray crystall. mass spek. •NMR •Molecular modeling •Peptide mapping•X-ray crystall. •Molecular modeling Kantitatif yapıtayini İyi karakterize edilmiş biyofarmasötik ürün Biyoaktivite Yöntem Değişkenlik Süre In vivo bioassay High Days –weeks In vitro tissue culture Medium 24 –96 hr Cell culture Low 24 –96 hr “Reporter gene”assay Low 3 –4 hr Kinase receptor activation assay Low 18 hr Biosensor cell binding assay Medium/low 20 –30 min/sample Stabilite • Yapının analizi ile proteinin stabilitesi hakkında önemli bilgiler elde edilir • Yapının aydınlatılması, – üretimin tutarlılığı (consistency of manufacturing) ve – üretim şeklinin değiştirildiği durumlarda, ürünün veya biyokarşılaştırılabilmenin tutarlılığı (consistency of product or biocomparability) konularında güvence sağlar İmmünojenisite • İstenmeyen/advers olaylar – Ateş, döküntü, kaşıntı, aşırı duyarlılık, anaflaksi, böbrek yetmezliği, astım, aşırı immün yanıt • Etkinin azalması – Yabancı proteine karşı blokör antikor oluşumu, safsızlık, uygun olmayan üretim metodu ve depolama BA Cohen et al. (2008) J Neurol Sci Safsızlıklar • Üretimden kaynaklanan safsızlıklar (biyolojik/ kimyasal safsızlıklar) • Proteinin üretimi sırasında parçalanmasıyla açığa çıkan safsızlıklar (parçalanma ürünleri) • Proteinin biyoaktivite gösteren/ göstermeyen çeşitli formları (farklı konformasyonlar) Formulasyona ilişkin konular •Formülasyon sırasında ve sonrasında yapının bütünlüğüve biyoaktif konformasyonun korunmasıgerekmektedir. Bu durumun, nicel yöntemlerle takip ve tespit edilmesi gerekmektedir. •Konsantrasyon •pH •Sıcaklık •Yardımcımaddeler •Karıştırma/çalkalama •Liyofilizasyon •Havaya, ışığa maruz bırakma •Kap-kapak sistemi •Saklama •Uygulama yolu (çoğu kez parenteral) Biyobenzer Tıbbi Ürün • Biyobenzer ürünler ise Orijinal ürünlerin patent süresi dolduktan sonra üretilen orijinal biyoteknolojik ürünlerin versiyonlarıdır • Biyolojikler (=biologics) Biyojenerik kavramı yoktur “Biosimiliar”, biyobenzer Biyobenzer Tıbbi Ürün • Biyobenzerler jenerik ürün olarak kabul edilemezler. Bunun nedeni biyoteknolojik ürünlerin canlı organizmalar tarafından üretilmekte olup, kimyasal ilaçlar gibi öngörülür olmamasıdır. • Biyolojik/Biyoteknolojik ürünlerin karmaşıklığına bağlı olarak biyobenzer ürünlerde jenerik yaklaşım önemli ölçüde uygun değildir