Neue rekombinante Arzneimittel

Transkript

1 Neue rekombinante Arzneimittel DPhG Cottbus Dr. Ilse Zündorf Institut für Pharmazeutische Biologie Goethe-Universität Frankfurt

2

3 Die Ausbildung einer DNA-Doppelhelix beruht auf Komplementarität von je zwei Basen 5' 3' G C C T A A C G A T A G C T G T G A A T C A T G C C G A T N N H H NH N N Adenin O HN CH 3 N O N H NH Thymin O N Guanin NH H HN NH H Cytosin N NH O 5' 3' DNA-Doppelstrang

4 Informationsinhalt und Interaktionsmechanismen zwischen Nukleinsäuren sind UNIVERSELL Phage Bakterium Mensch ACGT Maus Fisch Protozoon Pflanze

5 Die Kontrolle des Abrufens der genetischen Information ist SPEZIFISCH Phage Bakterium Mensch Maus Fisch Protozoon Pflanze

6 Unterschiedliche Zellen verfügen zum Teil über unterschiedliche Kontrollschalter Zelle 1: 2: TF 1 POL Promotor 1 TF 2 POL Promotor 2 Transkription Transkription

7 DNA-rekombinationstechnisch hergestellte Produkte Producta ab ADN recombinante Definition DNA-rekombinationstechnisch hergestellte Produkte werden durch genetische Modifikation hergestellt, bei der die kodierende DNA für das benötigte Produkt gewöhnlich mit Hilfe eines Plasmids oder viralen Vektors in einen geeigneten Mikroorganismus oder eine geeignete Zellinie eingeführt wird, in denen diese DNA exprimiert und in Protein translatiert wird. Das gewünschte Produkt wird dann durch Extraktion und Reinigung gewonnen.

8 Produktion rekombinanter Proteine Zielorganismus Quellorganismus Kontrollregionen (Expressions-) Vektor Selektionscassette Informationseinheit "genetic engineering" Transgener Organismus (GVO) Extraktion und Reinigung

9 GVOs zur Expression therapeutisch relevanter Proteine Escherichia coli In Deutschland: Ca. 105 verschiedene rekombinante Wirkstoffe in ca. 140 Arzneimitteln zugelassen! % der jährlich neu eingeführten Medikamente sind gentechnisch hergestellt Saccharomyces cerevisiae Ovarialzellen des chin. Hamster (CHO-Zellen)

10 Verwendete Produktionszellen/ -organismen Escherichia coli Saccharomyces cerevisiae CHO-Zellen BHK-Zellen Insektenzellen Mäusezelllinien Myelomzellen murin-humane Hybridomzellen transgene Ziegen

11 E. coli oder Hefe einfach, nicht glykosyliert Proteine komplex, glykosyliert CHO-Zellen oder BHK-Zellen

12 Gentechnisch hergestellte Arzneimittel Wachstumsfaktoren Hormone Enzyme Gerinnungsmodulatoren Zytokine Impfstoffe Antikörper

13 Gentechnisch hergestellte Arzneimittel der erste Gedanke: sie sind immer identisch mit dem natürlichen, humanen Vorbild bei genauerer Betrachtung: viele dieser Wirkstoffe entsprechen nicht ihrem natürlichen Vorbild

14 Gentechnisch hergestellte Arzneimittel Einteilbar in Arzneimittel der Historie 1. Generation: mit Konzessionen an die technische Machbarkeit durchaus u.u. mit einem signifikanten Zusatzgewinn 2. Generation: sind (human)identisch 3. Generation: sind neu erfunden

15 Hypophysenhormone Hormone Wachstumshormon Protropin Met-Somatropin E. coli Genotropin Somatropin E. coli Humatrope Somatropin E. coli Norditropin Somatropin E. coli Zomacton Somatropin E. coli Saizen C 127 Somatropin Mäusezelllinie Nutropin AQ Somatropin E. coli Valtropin Somatropin (Biosimilar) S. cerevisiae Omnitrope Somatropin (Biosimilar) E. coli Anti -Wachstumshormon Somavert Pegvisomant E. coli Arzneimittel der Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation

16 Met-Somatropin Protropin H H Arzneimittel der Historie G I E K D K R M Wachstumshormon

17 Somatropin H H Arzneimittel der 2. Generation G I E K D K R Wachstumshormon

18 Pegvisomant H D H D Somavert K G Arzneimittel T der I S 3. E R Generation K D S A K N R Wachstumshormon GH-Rezeptor- Antagonist

19 Authentizität ist dann besonders wichtig, wenn Präparate zur Substitutions- bzw. Dauertherapie eingesetzt werden Insulin Gerinnungsfaktor VIII Somatropin ß-Interferon -Interferon einige Antikörper

20 Hormone Insuline / Hypoglykämika Berlinsulin Humaninsulin E. coli Huminsulin Humaninsulin E. coli Insuman Humaninsulin E. coli Insulin Actrapid Humaninsulin S. cerevisiae NovoRapid Insulin aspart S. cerevisiae Lantus Insulin glargin E. coli Humalog Insulin lispro E. coli Levemir Insulin detemir S. cerevisiae Apidra Insulin glulisin E. coli GlucaGen Glucagon S. cerevisiae Arzneimittel der Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation

21 Insulin-Analoga

22 Insulin-Analoga schnell wirksam: Insulin lispro Insulin aspart Insulin glulisin lang wirksam: Insulin glargin Insulin detemir

23 schnell wirksame Insulin-Analoga

24 lang wirksame Insulin-Analoga

25 Gerinnungsmodulatoren Antithrombotika Xigris Drotrecogin alfa Humanzelllinie ATryn Antithrombin alfa transgene Ziege Arzneimittel der Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation

26 ATryn (Antithrombin alfa) Häufigkeit ATIII-Mangel: 1 : bis 1 : Indikation: Prophylaxe einer venösen Thromboembolie bei chirurgischen Eingriffen an Patienten mit erblich bedingtem Antithrombinmangel

27 ATryn (Antithrombin alfa) Casein- Promotor ATIII-cDNA

28 Antikörper

29 Inhibitoren der Signaltransduktion

30 Markierende Wirkstoffe

31 Gentechnische Veränderung monoklonaler Antikörper -momab

32 Gentechnische Veränderung monoklonaler Antikörper

33 Monoklonale Antikörper Antikörper Panorex Edrecolomab Hybridom-Zellen Zur Behandlung von Karzinomen des Kolons, Rektums und Magens, sowie von Brust- und Prostatatumoren Orthoclone OKT3 Muromomab-CD3 Hybridom-Zellen Zur Prophylaxe akuter Organabstoßungsreaktionen Zevalin Ibritumomab-Tiuxetan CHO-Zellen Zur Radiotherapie bei follikulärem Lymphom Arzneimittel der Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation

34 Gentechnische Veränderung monoklonaler Antikörper -momab -ximab

35 Chimärisierte Antikörper Antikörper ReoPro Abciximab murin-humane (Anti-GPIIb/IIIa) Hybridomzelle Zur Vermeidung kardialer ischämischer Komplikationen während oder nach perkutaner transluminaler Koronarangioplastie (PTCA) Mabthera Rituximab CHO-Zellen (Anti-CD20) Zur Behandlung chemoresistenter oder rezidivierender follikulärer Lymphome (Non-Hodgkin s Lymphom) Simulect Basiliximab Myelomzellen (Anti-CD25) Zur Prophylaxe akuter Organabstoßungsreaktionen bei allogenen Nieren- Transplantationen Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation

36 Antikörper Chimärisierte Antikörper Remicade Infliximab SP0/2 Maus- (Anti-TNF ) Myelomzellen Zur Behandlung der Rheumatischen Arthritis, Psoriasis Erbitux Cetuximab Maus- (Anti-EGFR) Myelomzellen Zur Behandlung des Kolorektalkarzinoms Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation

37 Gentechnische Veränderung monoklonaler Antikörper -momab -ximab -zumab

38 Humanisierte Antikörper Antikörper Zenapax Daclizumab GS-NS Maus- (Anti-CD25) Myelomzellen Zur Prophylaxe akuter Organabstoßungsreaktionen bei allogenen Nieren- Transplantationen Synagis Palivizumab Mauszellinie (Anti-RSV) Zur Prophylaxe von RSV-Infektionen RoActemra Tocilizumab Säugerzelllinie (Anti-IL6R) Zur Therapie der Rheumatoiden Arthritis Stelara Ustekinumab SP2/0 Maus- (Anti-IL12) Myelomzellen Zur Therapie der Psoriasis Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation

39 Humanisierte Antikörper Antikörper Raptiva ** Efalizumab CHO-Zellen (Anti-LFA-1) Zur Behandlung der Psoriasis. Tysabri Natalizumab murine NS/0-Zellen (Anti- 4-Intgrin) Zur Behandlung der Multiplen Sklerose. Soliris Eculizumab Säugerzelllinie (Anti-C5) Zur Behandlung der paroxysmalen nächtlichen Hämoglobinurie. MabCampath Alemtuzumab CHO-Zellen (Anti-CD52) Zur Behandlung chronischer Lymphozyten-Leukämie (CLL). Arzneimittel der Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation ** Zulassung ruht, einige Fälle progressiver, multifokaler Leukenzephalopathie

40 Humanisierte Antikörper Antikörper Herceptin Trastuzumab CHO-Zellen (Anti-c-erbB2) Zur Behandlung von Patientinnen mit metastasierenden Brusttumoren. Xolair Omalizumab Säugerzelllinie (Anti-IgE) Zur Behandlung allergischer Beschwerden, Asthma/Rhinitis. Avastin Bevacizumab CHO-Zellen (Anti-VEGF) Zur Behandlung des Kolorektalkarzinoms. Lucentis Ranibizumab E. coli (Anti-VEGF) Zur Behandlung der altersbedingten Makuladegeneration. Cimzia Certolizumab pegol E. coli Arzneimittel der Historie (Anti-TNF- ) 2. Generation Zur Behandlung der Rheumatoiden 1. Generation Arthritis. 3. Generation

41 Gentechnische Veränderung monoklonaler Antikörper Ranibizumab Lucentis Cimzia

42 Gentechnische Veränderung monoklonaler Antikörper -momab -ximab -zumab -mumab

43 XenoMouse (Abgenix) HuMAb-Mouse (Genmab bzw. Medarex) Panitumumab = Anti-EGFR Ofatumumab = Anti-CD20 Zanolimumab = Anti-CD4

44 Antikörper Humane Antikörper Humira Adalimumab CHO-Zellen (Anti-TNF ) Zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen Vectibix Panitumumab CHO-Zellen (Anti-EGFR) Zur Behandlung des Kolorektalkarzinoms. Ilaris Canakinumab Maus-Zellen (Anti-IL-1) Zur Behandlung der Cryopyrin-assoziierten periodischen Syndrome Arzerra Ofatumumab Maus-Zellen (Anti-CD20) Zur Behandlung der chronisch lymphatischen Leukämie. Arzneimittel der Historie 2. Generation 1. Generation 3. Generation

45 Fusionsproteine / Konjugate Enbrel Etanercept CHO-Zellen (TNF -Rezeptor) Zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen Orencia Abatacept CHO-Zellen (CTLA4 = CD80-Ligand) Zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen NPlate Romiplostim CHO-Zellen (Thrombopoetinrezeptorligand) Zur Behandlung der idiopathischen thrombozytopenischen Purpura Arcalyst Rilonacept CHO-Zellen (IL-1-Rezeptor-Komplex) Zur Behandlung der Cryopyrin-assoziierten periodischen Syndrome

46 Fusionsproteine / Konjugate Enbrel Etanercept CHO-Zellen (TNF -Rezeptor) Zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen Orencia Abatacept CHO-Zellen (CTLA4 = CD80-Ligand) Zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen NPlate Romiplostim CHO-Zellen (Thrombopoetinrezeptorligand) Zur Behandlung der idiopathischen thrombozytopenischen Purpura Arcalyst Rilonacept CHO-Zellen (IL-1-Rezeptor-Komplex) Zur Behandlung der Cryopyrin-assoziierten periodischen Syndrome

47 Fusionsproteine mit Antikörper-Fc-Teil TNF- - Rezeptor cytotoxic T- lymphocyte antigen 4 Etanercept (Enbrel ) Thrombopoetin- Rezeptor- Ligand Abatacept (Orencia ) IL-1- Rezeptor- Komplex Romiplostim (NPlate ) Rilonacept (Arcalyst )

48 Inhibitoren der Signaltransduktion z.b. Adalimumab, Bevacizumab, Infliximab, Omalizumab z.b. Basiliximab, Daclizumab, Cetuximab, Natalizumab

49 Markierende Wirkstoffe z.b. Alemtuzumab, Rituximab, Trastuzumab, Ofatumumab

50 Trifunktionaler Antikörper Removab Catumaxomab Ratte/Maus-Hybrid- Hybridomzelllinie (CD3, EpCAM) Zur intraperitonealen Behandlung des malignen Aszites bei Patienten mit EpCAM-positiven Karzinomen bindet an EpCAM bindet an CD3

51 Trifunktionaler Antikörper

52 Man kann resümieren, dass alle rekombinanten Wirkstoffe durch einen extrem hohen Sicherheitsstandard imponieren. Dies gilt nicht nur für die biologische Sicherheit der rekombinanten Wirkstoffe im Vergleich zu Konzentraten aus humanen Quellen. Katastrophen wie die Kontamination von Gerinnungsfaktor-VIII-Präparaten mit HIV, HBV oder HCV bzw. von Somatropin-Präparaten mit Erregern der Creutzfeldt- Jakob-Krankheit sind bei rekombinanten Präparaten ausgeschlossen. Dies gilt auch für Kontaminationen und Verunreinigungen aus der Produktionszellen oder aus dem Medium. Derartige Verunreinigungen und Kontaminationen sind bestenfalls in Spuren vorhanden, die sich in der Regel nur theoretisch errechnen, nicht aber konkret nachweisen lassen.

53 Man kann resümieren, oft sind die rekombinanten Wirkstoffe extrem/ unverhältnismäßig teuer. Biosimilars könnten hier zukünftig die Behandlungskosten senken, aber CAVE: nicht einfach substituieren! Die Natur hält noch vielfältige Proteinwirkstoffe und mögliche Kombinationen bereit.