Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy
Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována a šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

prof. Ing. Martin Fusek, CSc., prof. MUDr. Libor Vítek, CSc., MBA,
doc. MUDr. Jaroslav Blahoš, PhD., doc. MUDr. Marián Hajdúch, Ph.D.,
prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc. a kolektiv

Biologická léčiva
Teoretické základy a klinická praxe

Kolektiv autorů:

doc. MUDr. Jaroslav Blahoš, PhD., doc. Mgr. Jiří Drábek, PhD., prof. Ing. Martin Fusek, CSc., doc. MUDr. Marián Hajdúch, Ph.D., MUDr. Martin Halad, MUDr. Eva Konířová, prof. MUDr. Jan Kvasnička, DrSc., prof. MUDr. Milan Lukáš, CSc., MUDr. Věra Malinová, MUDr. Robert Pytlík, doc. MUDr. Mgr. Milan Raška, Ph.D., prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc., prof. MUDr. Jan Škrha, DrSc., doc. MUDr. Ivan Špička, Ph.D., MUDr. Martin Tichý, Ph.D., RNDr. Radek Trojanec, Ph.D., doc. MUDr. Petr Urbánek, CSc., prof. MUDr. Jiří Vencovský, DrSc., prof. MUDr. Libor Vítek, CSc., MBA

Recenze:

Prof. MUDr. Vladimír Geršl, CSc.
Prof. RNDr. Václav Hořejší, CSc.
Prof. MUDr. Pavel Klener, DrSc.

Vydání odborné knihy schválila Vědecká redakce nakladatelství Grada Publishing, a.s.

TIRÁŽ TIŠTĚNÉ PUBLIKACE:

© Grada Publishing, a.s., 2012
Cover Photo © allphoto, 2012

Vydala Grada Publishing, a.s.
U Průhonu 22, Praha 7
jako svou 4760. publikaci
Odpovědný redaktor Mgr. Luděk Neužil
Obrázky překreslil dle předloh autorů MgA. Radek Krédl.
Sazba a zlom MgA. Radek Krédl
Fotografie a obrázky dodali autoři.
Počet stran 224 + 4 strany barevné přílohy
1. vydání, Praha 2012

Vytiskla tiskárna FINIDR s. r. o., Český Těšín

Autoři a nakladatelství děkují společnostem Celgene s.r.o. a AstraZeneca Czech Republic s.r.o. za podporu, která umožnila vydání publikace.

Názvy produktů, firem apod. použité v této knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků, což není zvláštním způsobem vyznačeno.

Postupy a příklady v knize, rovněž tak informace o lécích, jejich formách, dávkování a aplikaci jsou sestaveny s nejlepším vědomím autorů. Z jejich praktického uplatnění ale nevyplývají pro autory ani pro nakladatelství žádné právní důsledky.

ISBN 978-80-247-3727-0 (Grada Publishing, a. s.)
ISBN 978-80-7080-810-8 (Vysoká škola chemicko-technologická v Praze; vydavatelství)

ELEKTRONICKÉ PUBLIKACE:

ISBN 978-80-247-7930-0 pro formát PDF
ISBN 978-80-247-7931-7 pro formát EPUB

Seznam autorů

Doc. MUDr. Jaroslav Blahoš, Ph.D. – Ústav molekulární genetiky AV ČR, Praha

Doc. Mgr. Jiří Drábek, Ph.D. – Ústav molekulární a translační medicíny, LF UP a FN, Olomouc

Prof. Ing. Martin Fusek, CSc. – Vysoká škola chemicko-technologická, Praha

Doc. MUDr. Marián Hajdúch, Ph.D. – Ústav molekulární a translační medicíny LF UP a FN, Olomouc

MUDr. Martin Halad – Gynekologicko-porodnické oddělení FTNsP, Praha

MUDr. Eva Konířová – I. interní klinika – klinika hematologie 1. LF a VFN, Praha

Prof. MUDr. Jan Kvasnička, DrSc. – 1. interní klinika a Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF UK a VFN, Praha

Prof. MUDr. Milan Lukáš, CSc. – IBD ISCARE a Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF UK, Praha

MUDr. Věra Malinová – Klinika dětského a dorostového lékařství 1. LF UK a VFN, Praha

MUDr. Robert Pytlík – I. interní klinika – klinika hematologie 1. LF UK a VFN, Praha

Doc. MUDr. Mgr. Milan Raška, Ph.D. – Ústav imunologie LF UP, Olomouc

Prof. Ing. Tomáš Ruml, CSc. – Vysoká škola chemicko-technologická, Praha

Prof. MUDr. Jan Škrha, DrSc. – III. interní klinika 1. LF UK a VFN, Praha

Doc. MUDr. Ivan Špička, Ph.D. – I. interní klinika – klinika hematologie 1. LF a VFN, Praha

MUDr. Martin Tichý, Ph.D. – Klinika chorob kožních a pohlavních LF UP a FN,
Olomouc

RNDr. Radek Trojanec, Ph.D. – Ústav molekulární a translační medicíny LF UP a FN, Olomouc

Doc. MUDr. Petr Urbánek, CSc. – Interní klinika 1. LF UK a ÚVN, Praha

Prof. MUDr. Jiří Vencovský, DrSc. – Revmatologický ústav a Revmatologická klinika 1. LF UK, Praha

Prof. MUDr. Libor Vítek, CSc., MBA – IV. interní klinika a Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky 1. LF UK a VFN, Praha

Seznam zkratek

ADCC antibody-dependent cell mediated cytotoxicity (cytotoxická aktivita závislá na protilátkách)

ACE angiotensin 1 converting enzyme (angiotenzin 1 konvertující enzym)

ACP acid phosphatase (kyselá fosfatáza)

ACR American College of Rheumatology

AML akutní myeloidní leukémie

ANA antinuclear antibody (protilátky proti buněčným jádrům)

APC aktivovaný protein C

APTT activated partial thromboplastin time (aktivovaný parciální tromboplastinový čas)

ARDS acute respiratory distress syndrome (syndrom akutní respirační tísně)

AS ankylozující spondylitida

ASA acetyl salicylic acid (kyselina acetylsalicylová)

ASB arylsulfatáza B

ASCO American Society of Clinical Oncology

ATKD autologní transplantace kostní dřeně

BAD The British Association of Dermatologists

BFU-E burst forming unit-E (explodující/expandující kolonie tvořící jednotky erytroidních buněk)

BHK buňky baby hamster kidney (buňky z ledviny mláděte křečka)

BSA body surface area (plocha povrchu těla)

BSE bovinní spongiformní encefalopatie

CD20 povrchový antigen B-lymfocytů CD20

CDC complement dependent cytotoxicity (komplementem zprostředkovaná cytotoxicita)

CDR complementarity determining region (oblast určující komplementaritu – např. protilátky)

CERA continuous erythropoiesis receptor activator (kontinuální aktivátor receptoru pro erytropoézu)

CFA complete Freund adjuvans (kompletní Freundovo adjuvans)

CFAR režim cyklofosfamid, fludarabin, alemtuzumab, rituximab

CFIA Canadian Food Inspection Agency

CFU-E colony forming unit-E (kolonie formující jednotka erytroidních buněk)

CHO buňky chineese hamster ovary (buňky z vaječníku čínského křečka)

CHOP režim cyklofosfamid, adriamycin, vinkristin, prednison

CIN chemoterapií indukovaná neutropenie

CLL chronická lymfocytární leukémie

CN Crohnova nemoc

CSF colony stimulating factor (kolonie stimulující faktor)

CTLA-4 cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 (cytotoxický T-lymfocytární antigen 4)

CVP režim cyklofosfamid, vinkristin, prednison

DAA directly acting antivirals (přímo působící antivirotika)

DAS disease activity score (stupeň aktivity nemoci)

DC dendritic cells (dendritické buňky)

DEAE dietylaminoetyl

DHFR dihydrofolátreduktáza

DIC disseminated intravascular coagulation (syndrom diseminované intravaskulární koagulace)

DI-SLE drug-induced systemic lupus erythematodes (léky indukovaný systémový lupus erythematodes)

DLQI dermatology life quality index (dermatologický index kvality života)

DM diabetes mellitus

DM dermatomyozitida

DMARD disease modifying antirheumatic drugs (nemoc modifikující antirevmatika)

DMSO dimetylsulfoxid

DS dermatansulfát

EASL European Association for the Study of the Liver (Evropská společnost pro studium jater)

ECT ecarin clotting time (doba srážení po podání ecarinu)

EGFR epidermal growth factor receptor (receptor pro epidermální růstový faktor)

ELISA enzyme-linked immuno sorbent assay (enzymová imunoanalýza na pevné fázi)

EMEA (EMA) European Medicine Agency

EORTC European Organisation for the Treatment and Research of Cancer

EPO erytropoetin

ERT enzyme replacement therapy (enzymová substituční terapie)

ESA erythropoesis stimulating agens (erytropoézu stimulující látky)

ETVR end of treatment virological response (virologická odpověď na konci léčby)

eTPO endogenní trombopoetin

FACS fluorescence-activated cell sorting (separace buněk pomocí fluorescenční průtokové cytometrie)

FC režim fludarabin, cyklofosfamid

FCM režim fludarabin, cyklofosfamid, mitoxantron

FDA Food and Drug Administration

FISH fluorescenční in situ hybridizace

FluCam režim fludarabin, alemtuzumab

FN febrilní neutropenie

FOB follow on biologics

FSH follicle stimulating hormone (folikuly stimulující hormon)

GAG glykosaminoglykany

G-CSF granulocyte colony stimulating factor (faktor stimulující granulocytární kolonie)

G-CSF receptor granulocyte colony stimulating factor receptor (receptor pro faktor stimulující granulocytární kolonie)

GHRH growth hormone releasing hormone (hormon uvolňují růstový hormon)

GHRP growth hormone releasing peptides (peptidy uvolňující růstový hormon)

GM-CSF granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (faktor stimulující makrofágové a granulocytární kolonie)

GC-IRMS gas chromatography-isotope ratio mass spectrometry (plynová chromatografie s detekcí poměru izotopů pomocí hmotové spektrometrie)

GSD II glycogen storage disease (glykogenóza typu II)

HACA human anti-chimeric antibodies (lidské antichimérické protilátky)

HAMA human anti-mouse antibodies (lidské protilátky proti myším protilátkám)

HAV virus hepatitidy A

HBV virus hepatitidy B

hCG human choriogonadotropin (lidský choriový gonadotropin)

HCV virus hepatitidy C

HER2 human epidermal growth factor receptor 2 (receptor 2 pro lidský epidermální růstový faktor)

hGH human growth hormon (lidský růstový hormon)

HIF-1α či HIF-2α hypoxia inducible factor (hypoxií indukovaný transkripční faktor)

HIV human imunodeficiency virus (virus lidské imunodeficience)

HPH hygromycinfosfotransferáza

HPLC high performace liquid chromatography (vysokoúčinná kapalinová chromatografie)

HPV human papiloma virus (lidský papilomavirus)

HS heparansulfát

IBD inflammatory bowel disease (idiopatický střevní zánět)

IGF-1 a 2 inzulin-like growth factor 1 a 2 (inzulinu podobný růstový faktor)

IGFBP inzulin-like growth factor binding protein (protein vážící se na IGF)

IHN infectious hematopoietic necrosis (infekční nekróza krvetvorné tkáně)

IFN-γ interferon gamma (a další interferony IFN-x)

IL-2 interleukin 2 (a další interleukiny IL-x)

IOC International Olympic Commitee (Mezinárodní olympijský výbor)

IPTG isopropyl-β-D-galaktopyranozid

IRMA immuno radiometric assay (imunoradiometrická analýza)

IRIV immunopotentiating reconstituted influenza virus virosome

ITP imunní trombocytopenie

IVF in vitro fertilization, (mimotělní fertilizace)

IVIG intravenózní imunoglobuliny

JIA juvenilní idiopatická artritida

LCM laser capture microdissection (laserová záchytná mikrodisekce)

KLH keyhole limpet hemocyanin (hemocyanin z organismu Diodora aspersa)

LH luteinizing hormone (luteinizační hormon)

LK levá komora

LSD lysosomal storage disease (lyzozomální střádavé onemocnění)

mAb monoklonální protilátky

MDP muramyldipeptid

MPL monophosphoryl lipid A

MPS mukopolysacharidóza

MTP-PE muramyltripeptidfosfatidyletanolamin

MTX metotrexát

MVA modified vaccinia virus Ankara

NSCLC non-small-cell lung cancer (nemalobuněčný karcinom plic)

NYHA I-IV New York Hearth Association (klasifikace srdečního selhaní podle newyorkské srdeční asociace)

NYVAC New York vaccinia virus

OMPC outer membrane protein komplex (zevní membránový proteinový komplex)

OLT orthotropic liver transplantation (ortotopická jaterní transplantace)

PAI-1 plasminogen activator inhibitor 1 (inhibitor aktivátoru plazminogenu)

PASI psoriasis area severity index (index plochy postižení a závažnosti psoriázy)

PCI perkutánní koronární intervence

PEG polyetylenglykol

PM polymyozitida

PML progresivní multifokální leukoencefalopatie

PRCA pure red cell aplasia (čistá aplazie červené krevní řady)

prGCD plant-derived recombinant glucocerebrosidase (rekombinantní glukocerebrosidáza produkovaná v rostlinách)

PsA psoriatická artritida

PSA prostatický specifický antigen

RA revmatoidní artritida

r-hu recombinant human (lidský rekombinanantní)

RIA radio immuno assay – radioimunoanalýza

RS roztroušená skleróza

RSV respirační syncytiální virus

SARS severe acute respiratory syndrome (syndrom akutního respiračního selhání)

SIRS systemic inflammatory response syndrome (syndrom systémové zánětlivé odpovědi organismu)

SiS Sjögrenův syndrom

SK streptokináza

SLE systémový lupus erythematodes

SRT substrát redukční terapie

SSc systémová sklerodermie

SVR sustained virologic response (setrvalá virologická odpověď)

TAFI thrombin activated fibrinolysis inhibitor (trombinem aktivovaný inhibitor fibrinolýzy)

TNF-α tumor necrosis factor α, β (tumorový nekrotický faktor)

t-PA tissue plasminogen activator (tkáňový aktivátor plazminogenu)

TPO trombopoetin

TPO-R TPO receptor

UC ulcerózní kolitida

USDA United States Department of Agriculture

VEGF vascular endothelial growth factor (vaskulární endotelový růstový faktor)

VIP vazoaktivní intestinální peptid

VLP virus like particles (virům podobné částice)

WADA World Antidoping Agency (Světová antidopingová agentura)

WNV West Nile virus (virus západonilské horečky)

Předmluva

Vážení čtenáři,

dostává se vám do rukou publikace zaměřená na problematiku biologické léčby. Sám pojem biologická léčba vyvolává určitý rozpor – dříve nebyla biologická léčba, když se podávaly a podávají extrakty získané z rostlin či jiných přírodních materiálů? Biologickou léčbu dnes vnímáme jako léčbu ovlivňující regulační mechanismy v buňce na různých úrovních. Jsou to enzymy, hormony, regulační molekuly ovlivňující receptory či signální kaskády, monoklonální protilátky, které jsou připraveny biotechnologickým postupem s vizí v budoucnu využívat modifikované nukleové kyseliny.

Tato monografie shrnuje současné poznání o biologické léčbě, její definici, biotechnologické postupy získávání účinných přípravků. Popisuje využití látek v různých oblastech medicíny – podávání hormonů – inzulin, PTH, krevních derivátů regulujících koagulační kaskádu či využití různých forem erytropoetinu při léčbě anémií. Další část je věnována moderním přípravkům používaných v onkologii, dermatologii, léčbě roztroušené sklerózy či vzácných onemocnění, jako je třeba Fabryho choroba. Velký význam v biologické léčbě mají monoklonální protilátky se širokým uplatněním nejen v léčbě vybraných nádorových onemocnění. Je si třeba uvědomit, že biologická léčba se významně podílí na léčbě idiopatických střevních zánětů, revmatoidní artritidy či hepatitid, ať jde o podávání interferonu či blokátorů TNF-α nebo dalších molekul. Další významnou oblastí využití biotechnologie je vakcinace chránící nejen proti infekčním chorobám, ale v současné době též proti vybraným nádorovým onemocněním.

Autorům se podařilo připravit moderní knihu, která shrnuje současné poznatky z této velmi rychle rozvíjející se oblasti, kdy i kriticky hodnotí možná úskalí či rizika možného zneužití. Vždy si je třeba uvědomit, že léčba pacienta musí zahrnovat širokou paletu léčebných a diagnostických postupů včetně „klasických“ – např. chirurgická léčba přes podávání „nebiologické“ léčby až po moderní a účinnou biologickou léčbu.

Praha 19. září 2011

prof. MUDr. Tomáš Zima, DrSc., MBA

1 Biotechnologie a farmaceutický průmysl

Martin Fusek, Tomáš Ruml

Vpředkládané publikaci jsme se pokusili o stručný pohled na důležitou a dynamicky se rozvíjející oblast léčiv – na tzv. biologická léčiva. Vtextu čtenář nalezne krátkou úvodní část, která poskytne základní informace o tomto oboru zhlediska nomenklaturního, nastíní základní postupy vývoje a výroby těchto léčiv, zmíní ekonomické aspektydané oblasti azdůrazní molekulární, výrobní a legislativní rozdíly mezi léky nízkomolekulárními a léky připravenými biotechnologickými postupy. Druhá část je potom řazena zhlediska farmakologického a soustřeďuje se na hlavní biologická léčiva dostupná na českém, evropském či americkém trhu. Vposlední části se věnujeme dalším aspektům biologických léčiv, jako například specifické diagnostice, či možnému zneužívání těchto látek.

Biologická léčiva vstoupila na trh vroce 1982. Od té doby procházejí téměř exponenciálním vývojem a na rozdíl od ubývajícího počtu nových syntetických léčiv pozorujeme jejich stálý nárůst. Vdobě vydání této knihy tvoří zhlediska prodejů biologická léčiva téměř 20 % všech prodaných léků a je předpoklad, že toto číslo se bude vnásledujících letech neustále zvyšovat. Na druhou stranu je třeba konstatovat, že náklady spojené suvedením adodáváním těchto léčiv na trh jsou vyšší než u syntetických, nízkomolekulárních léčiv.

Biologická léčiva významným způsobem rozšiřují naše možnosti léčby ať již ve smyslu nových alternativ, či směrem ke zcela novým přístupům, a také při léčbě onemocnění, která jsou zatím bez kauzální terapie. Hlavní přístupy používané voblasti, kterou anglicky psaná literatura nazývá „biopharmaceuticals“ či „biopharmacy“, zahrnují širokou paletu léčebných metod, které můžeme rozdělit na přípravu specifických proteinů jejich expresí vhostitelském organismu (jako například náhrady chybějících peptidů či proteinů – hormonů, enzymů krevní koagulace), stimulaci či naopak potlačení imunitního systému (využití interferonů pro léčbu virových onemocnění či imunosuprese při autoimunitních onemocněních), dále využití protilátek pro blokování funkce jiných proteinů, a to jak uautoimunitních onemocnění, tak vpřípadě onkologických onemocnění, a vneposlední řadě nové přístupy kpřípravě vakcín, dále xenotransplantace, použití uměle připravených biopolymerů, regenerativní medicínu, buněčné transplantace a genové terapeutické přístupy.

1.1 Vymezení pojmů biologická léčiva, biotechnologie, biosimilars, orphan drugs a poznámky knázvosloví biologických léčiv

Biotechnologie a léčiva

Biotechnologií se většinou rozumí výrobní proces, který závisí na funkci živého organismu, nebo na jeho části. Biotechnologie má velmi dlouhou historii (například vpotravinářství). Rozvoj výrobních postupů, které závisí na funkci živých organismů nebo jejich částí se postupně rozšiřoval do mnoha oborů. Zavedením výroby antibiotik ve čtyřicátých letech 20. století se biotechnologie začala masově uplatňovat i ve farmaceutickém průmyslu. Vsoučasnosti jsou biotechnologické postupy základem celé řady farmaceutických výrob amůžeme je rozdělit na dva základní směry: (1) výroby, kde do produkčního (hostitelského) organismu není vnesena cizorodá genetická informace (výroba antibiotik, námelových alkaloidů, některých psychotropních látek /efedrin/, některých imunosupresivních látek /cyklosporin/, některých kancerostatik /doxorubicin/ aj.), (2) výroby, kdy požadovaný produkt je získán právě díky vnesené genetické informaci pro daný protein za využití genetického inženýrství (monoklonální protilátky, erytropoetin, faktory krevního srážení, gonadotropiny adalší). Třetím směrem, který ale čeká na svůj rozvoj, je vnášení genetické informace přímo do buněk či tkání pacienta, tedy genové terapie.

Biologická léčiva a související názvy

Pojmy biologická léčiva, bioléčiva, biologika se včeštině používají zatím jako synonyma ačasto jsou jednotlivými autory vymezena různým způsobem. Tento stav je dán několika fakty, a to jednak určitým opožděním domácí odborné literatury ajednak nejednotností původní anglicky psané literatury. Česká odborná literatura si zatím nevytvořila jednotné názvosloví pro obor, jehož obecný název vanglické literatuře zní „Biopharmacy“ či „Biopharmaceuticals“. Včeštině je pojem „biofarmacie“ vyhrazen pro jiný obor (zjednodušeně pro sledování osudu látek vorganismu). Mezi tzv. „biopharmaceuticals“ je vanglické literatuře zařazována celá paleta léčebných produktů apostupů – od rekombinantně připravených proteinů až po využití kmenových buněk či od xenotransplantací až po genové terapie. Vtéto knize se budeme soustřeďovat podrobněji na jednu část zoboru „biopharmaceuticals“, ato především na využití rekombinantních proteinů vhumánní terapii či profylaxi. Pro proteiny, které jsou připraveny vhostitelském organismu (například Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, tkáňové kultury živočišných buněk) rekombinantními technologiemi a po izolaci acharakterizaci použity pro léčbu pacientů se vanglické literatuře vžily názvy jako biological drugs, biologicals nebo zkráceně biologics (bohužel ale například název biologics je některými autory chápan jako synonymum kbiopharmacy, což jen prohlubuje názvoslovnou nejasnost). Včeštině není zatím názvosloví vtéto oblasti kodifikováno, a proto si dovolíme používat pojem „biologická léčiva“ pro proteinová či peptidová léčiva připravená expresí genů vnesených do hostitelského organismu.

Další odlišností voblasti biologických léčiv oproti situaci u klasických léků jsou léčiva, která jsou uvedena na trh po vypršení původní patentové ochrany tzv. biosimilars. Voblasti „klasických“ (tzn. nízkomolekulárních, nebo také syntetických) léčiv je zaveden pro taková (ne již originální) léčiva pojem generické léčivo (generikum). Tento pojem se ve světě biologických léčiv nepoužívá a vevropském regionu je ražen název „biosimilars“, vamerickém regionu název „follow on biologics“ (FOB). Čeština zatím odpovídající název nemá, proto si dovolíme používat název biosimilars. Není náhodou, že se pro takové následné produkty používá název odlišný od situace u nízkomolekulárních látek. Jak vyplyne znásledujících kapitol, ubiologických léčiv je totiž složitější (ne-li prozatím nemožné) porovnat produkty téhož proteinu od různých výrobců zhlediska všech parametrů, které mohou ovlivnit zdraví pacienta.

Řada biologických léčiv (především voblasti léčiv dědičných metabolických poruch a řady dětských onemocnění) vstupuje na trh ve speciálním režimu schvalování ajejich obecné označení je vangličtině „orphan drugs“ („sirotčí“ léky). Pojem „orphan drugs“ byl zaveden pro léky (jak klasické, tak biologické), které jsou určeny pro relativně malou část populace, která trpí specifickým onemocněním (například Fabryho nebo Gaucherovou chorobou). Producenti, jejichž léky spadají do povolovacího procesu vrežimu „orphan drugs“, jsou regulačními autoritami částečně zvýhodněni. Především zlogických důvodů není požadován tak veliký počet pacientů pro klinické testování, pro daný lék je prodloužena ochrana na trhu před nástupem generických léků či biosimilars, producent má daňové úlevy a podobně.

Poslední poznámku této kapitoly věnujeme názvosloví konkrétních biologických léčiv. Toto názvosloví podléhá podobným pravidlům jako názvy léčiv obecně. Většinou se biologická léčiva označují obchodními názvy (většinou registrovaná značka). Tyto názvy se mohou lišit podle indikace. Například lidský růstový hormon uváděný na trh firmou Merck-Serono má obchodní názvy Saizen v indikaci dětské deficience růstového hormonu, Serostim pro léčbu kachexie u pacientů infikovaných virem HIV a Zorbtive pro léčbu syndromu krátkého střeva. Jde vždy o rekombinantní lidský růstový hormon, ale může se lišit formulací, dávkou a především indikací, pro kterou je látka povolena. Dále jsou tato léčiva označována názvem, který přijaly pro dané léčivo schvalovací orgány (FDA, EMEA) a který je odvozen od biochemického nomenklaturního názvu. Například pro produkt Pegasys, což je rekombinantní interferon-α-2a schemickou modifikací polyetylenglykolem, používá FDA název
peginterferon-α-2a. Zvláštní pravidla platí pro názvosloví monoklonálních protilátek, u kterých byla vytvořena poměrně komplikovaná nomenklatura, kdy se vedle obchodního názvu užívá systematické pojmenování. Základní principy tohoto názvosloví můžeme shrnout následovně: Pro monoklonální protilátky a jejich fragmenty je používána koncovka -mab. Označení a identifikace monoklonálních protilátek podle původu je dána písmenem před touto koncovkou, tj. o – myší (-omab), a– potkaní (-amab), e – křeččí (-emab), i – zprimátů (-imab), u – humánní (-umab) a xi – chimérní (-ximab). Orientačně lze říci, že vnázvu se objevuje i upřesnění podle typu indikace, např. bac- (bakteriální), lim- (imunitní), les- (infekční léze) acir- (kardiovaskulární).

Pro nádorová onemocnění jsou názvy specifické podle typu orgánové predilekce, např. col (kolorektální), mel (melanom), mar (prsní mléčná žláza), got (testes), gov (ovaria), pr(o) (prostata) a tu(m) (různé typy malignit).

Například léčivo sobchodním názvem Campath je humanizovanou protilátkou proti receptoru CD52 a používá se pro léčení chronické lymfocytární leukémie. Jeho systematický název je alemtuzumab, kde koncovka -umab značí humanizovanou protilátku a písmena -tu- určují indikaci pro léčení maligních onemocnění.

1.2 Historický vývoj a postavení biologických léčiv na trhu

Všedesátých a sedmdesátých letech 20. století naše znalosti biologie, biochemie, molekulární biologie, genetiky a dalších oborů umožnily vznik zcela nových biotechnologických postupů, které ve velké míře závisí na cílené změně genetické informace vorganismech. Využití takových biotechnologických postupů bylo zároveň podmíněno zavedením izolačních technik a technik analýzy biologických makromolekul. Proto se často uvádí, že pod pojmem „moderní biotechnologie“ se rozumí „použití buněčných a biomolekulárních procesů pro řešení problémů a pro výrobu produktů“. Další definice biotechnologie, kterou můžeme nalézt, je formulována jako „aplikace vědy atechnologie na živé organismy nebo jejich části, výrobky amodely pro přeměnu živých ineživých materiálů za účelem vytváření znalostí, zboží aslužeb“.

Řada léčiv byla a je získávána izolací zgeneticky neupravených organismů. Mezi ně patří například antibiotika a alkaloidy, které se vyrábějí extrakcí zmikroorganismů, a nebo krevní deriváty, pro něž je výchozím materiálem lidská dárcovská krev. Mezi posledně jmenované patří mimo jiné faktory, které se účastní krevního srážení a které se používají při léčbě hemofilie. Pro pasivní imunizaci se používají izolované protilátky a od dvacátých let 20. století byl ze zvířecích zdrojů izolován inzulin pro léčbu diabetu. Takto připravené léky sehrály velmi důležitou roli vléčbě mnoha onemocnění. Nicméně jejich použití vsobě skrývá i rizika a obecně pozorujeme jejich ústup spolu snástupem rekombinantně připravených léčiv. Hlavním nebezpečím uproteinů izolovaných zpřírodních zdrojů (lidská krev, zvířecí orgány) je možný přenos infekčních chorob.

Farmaceutický průmysl se po druhé světové válce dynamicky rozvíjel a zažil dvouciferné meziroční nárůsty jak vprodejích léčiv, tak vziscích akcionářů. Tento růst byl podmíněn množstvím nově objevených originálních léčiv, zahrnujících antibiotika, psychofarmaka, antirevmatika, léky aplikované při kardiovaskulárních onemocněních či kprevenci takových chorob. Rozvoj byl dále ovlivněn příhodnou patentovou politikou a vneposlední míře i zájmem společnosti vydávat za nová léčiva značné prostředky. Vzestupný trend se zpomalil vpolovině osmdesátých let avedl krozvoji výroby generických léčiv, tj. léčiv, kterým skončila patentová ochrana, a která generičtí výrobci nabízejí za ceny podstatně nižší než originální výrobci. Výrobci originálních léčiv pocítili pokles obratu i zisku. Do toho vstoupily stále se zvyšující náklady na vývoj nových látek především díky zpřísňující se legislativě (obr. 1.1). Výrobci reagovali zvýšením výdajů na výzkum a vývoj, přičemž množství tzv. terapeutických cílů bylo omezené a nové cílové molekuly byly objevovány jen pomalu.

Obr. 1.1 Růst nákladů na vývoj nového léčiva

Zvýšená konkurence donutila velké firmy ke spojování a vzniku obřích nadnárodních společností. Vysoké náklady na výzkum a vývoj, relativně krátká patentová ochrana astím spojená konkurence generických výrobců a vneposlední řadě absence snadno dostupných cílů vedou vposledních letech kmalému počtu nově zavedených sloučenin (NCE – new chemical entities), přičemž řada znich nepřináší očekávané zisky.
Novým impulzem pro rozvoj farmaceutického průmyslu bylo zavedení prvních biologických léčiv na trh vosmdesátých letech 20. století. Jako první uvedly farmaceutické firmy na trh peptidy, které byly používány jako léčiva již dříve, ale byly izolovány zmateriálů obvykle živočišného původu. První takové léčivo byl rekombinantní inzulin povolený kprodeji vUSA vroce 1982. Následovala řada dalších léčiv jako rekombinantní lidský růstový hormon, rekombinantní vakcína proti viru hepatitidy B, interferony, erytropoetin a další. Vývoj vtéto oblasti ukazuje obrázek 1.2.

Obr. 1.2 Počty nově přihlášených biotechnologických léčiv vobdobí 1982–2009 (data FDA): modrá řada – počty nově registrovaných rekombinantních bioléčiv, šedá řada – počty nově registrovaných nerekombinantních bioléčiv (vakcíny, krevní deriváty)

Při uvádění prvních bioléčiv na trh byly náklady na jejich vývoj podstatně nižší než vpřípadě klasických syntetických léčiv. To bylo způsobeno tím, že šlo vlastně oznámé látky a změnil se pouze způsob jejich výroby. Odpadla tudíž větší část preklinického výzkumu, která u syntetických léčiv zahrnuje syntézu nových látek ajejich základní biologické testování, výběr vhodných vůdčích sloučenin a jejich hlubší farmakologické atoxikologické testování, které tvoří asi 40 % celkových nákladů na vývoj nového léčiva. Zbylých 60 % jsou náklady na klinické zkoušení, a ty jsou vzásadě stejné jak pro malé organické molekuly, tak pro bioprodukty. Trend nízkých nákladů spojených se zaváděním nových biologických léčiv však skončil. Náklady na vývoj biologických léčiv a syntetických léčiv jsou nyní podobné a vbudoucnosti dále porostou. To vyvolává snahu o zavedení levnějších „biosimilars“. Nicméně biosimilars nebudou znamenat výrazné snížení ceny oproti originálním přípravkům, protože se na ně aplikuje jiný legislativní proces než u generických léků, který stále vyžaduje určitý rozsah klinického testování, a tudíž zvyšuje cenu produktu.

Výnosy ze současných biotechnologických léčiv jsou nezanedbatelné. Tabulka 1.1 uvádí prodeje 10 nejprodávanějších bioléčiv vroce 2008 a tabulka 1.2 ukazuje prodeje skupin bioléčiv.

Tab. 1.1 Nejprodávanější biologická léčiva vroce 2008

název

cíl/mechanismus

typ látky

hlavní indikace

prodeje

vroce 2008

(v miliardách USD)

etanercept

Enbrel

TNF-α

antagonista

dimerní fúzní protein rozpustného TNF receptoru a Fc fragmentů protilátek

revmatoidní

artritida

6,49

infliximab

Remicade

TNF-α

antagonista

rekombinantní, chimérní monoklonální protilátka

revmatoidní artritida, Crohnova choroba, idiopatické střevní záněty atd.

5,335

epoetin α

Epogen,

Procrit, Eprex, Espo

receptor pro erytropoetin

rekombinantní protein

anémie

5,123

rituximab

Rituxan/

MabThera

CD20

rekombinantní chimérní monoklonální protilátka

non-Hodgkinův lymfom

5,099

adalimumab Humira

TNF-α antagonista

rekombinantní, lidská, monoklonální protilátka

revmatoidní

artritida

4,521

bevacizumab Avastin

VEGF

rekombinantní, humanizovaná, monoklonální protilátka

metastatická rakovina tlustého střeva spolu s5-FU, 1-linie NSCLC plus karboplatina, paklitaxel

4,484

trastuzumab Herceptin

HER2

rekombinantní, humanizovaná, monoklonální protilátka

HER2 pozitivní metastatická rakovina prsu

4,384

darbepoetin α,

Aranesep, NESP

erytropoetin receptor

inženýrsky

modifikovaná

varianta

proteinu

anémie

3,344

pegfilgrastim Neulasta

G-CSF receptor

pegylovaný, rekombinantní lidský G-CSF spočátečním methioninem

neutropenie

3,318

inzulin

glargin

Lantus

inzulin receptor

rekombinantní modifikovaný inzulin

diabetes mellitus 1. a 2. typu

3,13

Tab. 1.2 Skupiny produktů podle jejich prodejů vroce 2008

pořadí 2008

pořadí 2007

typ produktu podle indikační oblasti

prodeje 2008 (v miliardách USD)

vybraná léčiva

1

2

anti-TNF protilátky – revmatoidní artritida, idiopatické střevní záněty

16,36

Enbrel, Remicade, Humira, Cimzia

2

1

hlavní protilátky pro léčbu onkologických onemocnění

15,59

Rituxan/MabThera, Herceptin, Avastin, Erbitux, Vectibix

3

4

inzulin a jeho analoga – diabetes

10,9

Humalog, Humulin, Lantus, Levemir, NovoRapid, Actrapid, Novolin

4

3

erytropoetin – anémie

10,05

Aransep, Procrit, Eprex, Epogen, Neo-Recormon, ESPO, Dynepo, Binocrit

5

6

interferon-β – roztroušená skleróza

5,35

Avonex, Rebif, Βetaferon

6

7

G-CSF – neutropenie

5,18

Neulasta, Neupogen, Neutrogin

7

5

koagulační faktory – hemofilie

4,94

NovoSeven, Kogenate, Helixate, Refacto, Advate, Recombinate, Benefix

8

10

enzymové náhrady – dědičné metabolické choroby

2,8

Cerezyme, Fabrazyme, Aldurazyme, Myozyme, Replagal, Naglazyme, Elaprase

9

8

lidský růstový hormon – léčba deficience

2,68

Geotropon, Norditropin, Humatrope, Nutropin, Saizen, Serostim, Omnitrope

10

9

interferon-α – virová hepatitida B a C

2,56

Pegasys, PegIntron, Intron A

1.3 Specifika biologických léčiv

Biologická léčiva jsou proteiny (peptidy), připravené tvorbou vprodukčních organismech a izolované biochemickými postupy. Tato léčiva se vmnohých aspektech liší od klasických nízkomolekulárních léčiv. Základní odlišnost tkví ve velikosti molekul. Zatímco relativní molekulová hmotnost syntetických léků se pohybuje ve stovkách daltonů, u proteinů jde odesetitisíce daltonů (například protilátky – 145 kDa). Schematicky je tento rozdíl uveden na obrázku 1.3.

Obr. 1.3 Porovnání velikosti molekul erytropoetinu a atorvastatinu

Zvelikosti struktury pak vyplývají další rozdíly. Proteiny jsou oproti nízkomolekulárním lékům daleko labilnější, proto je jejich produkce, analýza a adjustace do koncové lékové formy komplikovanější než u klasických léčiv. Samotný výrobní proces se liší.
Obecně rozdělujeme výrobu biologických léčiv do dvou základních kroků zvaných „upstream processing“ a „downstream processing“. Vprvním kroku se vnese do kultivačního média produkční organismus a dochází kjeho růstu a množení a zároveň stím kprodukci žádaného produktu – proteinu, jehož gen byl do produkčního organismu vnesen metodami genového inženýrství. Po dosažení žádaného vzrůstu nastupuje druhý krok („downstream processing“), který je ve své podstatě souborem izolačních technik, kdy se zkomplexní produkční směsi izoluje žádaný produkt. Celý tento proces probíhá za velmi mírných podmínek, aby se zabránilo i částečné denaturaci produktu. Na konci je většinou roztok účinné látky, případně jeho lyofilizát. Ktomu, aby se zjistila čistota produktu, je třeba použít celé skupiny analytických metod (na rozdíl od nízkomolekulárních léčiv, kde se většinou používá jen několik základních analytických metodik) a i přes obrovský vývoj vtéto oblasti, je naše schopnost určit čistotu proteinů stále omezena. Především jde o možné kontaminanty pocházející zprodukčního organismu a o nečistoty ve smyslu produktu snesprávnou prostorovou (trojrozměrnou) strukturou. Takové nečistoty by mohly upacienta po podání vyvolat nežádoucí imunitní odpověď.

Mezi hlavní možné kontaminanty patří:

 mikroorganismy – pokud se dostanou do finálního produktu, mohly by způsobit závažné infekční komplikace, včetně rozvoje septického stavu. Relativně snadno odstranitelné filtrací,

 virové částice – nebezpečí vzniku virových infekcí. Odstranění filtrací a dalšími čistícími operacemi,

 pyrogenní látky – nebezpečí nárůstu tělesné teploty stěžkými následky. Tyto látky jsou velmi problematické, protože může jít i o relativně malé molekuly,

 DNA – není přesně znám negativní vliv, předpokládá se vznik imunitní odpovědi,

 kontaminující proteiny – hlavním nebezpečím jsou imunologické reakce anechtěné biologické aktivity.

Jak bylo uvedeno výše, hlavním rizikem proteinových nečistot je jejich antigenita, ale problémem může být také jejich biologická aktivita, která může poškodit produkt (například přítomnost proteolytických enzymů) nebo pacienta (například přítomnost růstových faktorů, hormonů, toxinů a podobně). Za nečistoty je ale třeba považovat také samotné bioléčivo, pokud je produkováno vnesprávné struktuře. Takto nesprávně připravené léčivo může být imunogenní, může snižovat specifickou aktivitu produktu (atím zbytečně zvyšovat dávky nutné kprojevu žádaných efektů), může výrazně změnit farmakokinetiku. Pro nesprávnou funkci proteinu stačí například nesprávné párování disulfidových můstků, tvorba agregátu, naštěpení proteolytickým enzymem a podobně. Během izolace se využívají chromatografické metody, jako je gelová permeační chromatografie, která odstraní agregované formy, vkombinaci siontově výměnnými chromatografiemi, které by měly odstranit nesprávně sbalené molekuly. Uvádí se, že výsledná čistota produktu se pohybuje na hranici 98–99 %.

Testování čistoty

Pro test čistoty se používají následující metody: biologické/funkční testy (aktivita enzymů, aktivita hormonů apod.), elektroforéza (nativní, nedenaturující, denaturující, dvoudimenzionální, kapilární), izoelektrická fokuzace, peptidové mapování, HPLC na reverzní fázi, hmotnostní spektrometrie, aminokyselinová analýza, N-koncové sekvenování, cirkulární dichroismus, imunologické metody – ELISA, western blotting adalší.

Biologická aktivita

Každé biologické léčivo musí splňovat požadavky na svou biologickou aktivitu tak, jak je dána jeho registrací. Biologická aktivita každé šarže je udávána na základě výsledku příslušných testů jako jednotky aktivity na miligram, na daný objem, nebo na jednu dávku. Samotná bioesej se provádí stejně jako testování aktivity vběžné biochemické laboratoři stím rozdílem, že veškeré materiály použité kdanému testu musí mít certifikovanou kvantitu a kvalitu a celý postup musí odpovídat správné laboratorní praxi amusí být pečlivě zaznamenán. Při biologickém testu se porovnává účinnost produktu se standardním preparátem. Ta může být testována buď na relativně jednoduchém systému (například test enzymové aktivity) vroztoku za využití nejčastěji spektrofotometrických měření, nebo na buněčné linii (interferony, růstové faktory), ale někdy je nutné použít celý orgán, tkáň anebo i zvířecí model. Například testování erytropoetinu se provádí na myším modelu. Čím složitější biologický systém je pro testování použit, tím více se zvyšuje počet nevýhod takového testu. Mezi hlavní patří nepřesnost (zvířecí model může podléhat i jiným vlivům než jen podané látce), časová náročnost (často tyto testy trvají dny a týdny), cena (biologické modely jsou většinou velmi drahé a cena se zvyšuje nutností použít větší, statisticky významné skupiny zvířat, aby se eliminovaly případné nepřesnosti).

Formulace biologických léčiv

Jak již bylo uvedeno, proteinová léčiva mohou podléhat degradačním a modifikačním reakcím, které ohrožují stabilitu jejich struktury. Funkční poškození biologických léčiv může být způsobeno mnoha vlivy:

– denaturací,

– srážením,

– deamidací,

– nesprávným párováním disulfidů,

– oligomerizací,

– agregací,

– kovalentním prokřížením,

– hydrolýzou,

– izomerizací,

– racemizací,

– vznikem imidů,

– oxidací.

Změny ve struktuře biologických léčiv mohou mít za následek ztrátu účinnosti a také nebezpečí vzniku imunitních a dalších nežádoucích odpovědí u pacientů. U biologických léčiv je proto nutné použít pro zvýšení stability a pro jejich (bio)dostupnost řadu dalších přídavných látek. Většinou se používá některý znásledujících přístupů:

– inhibice adsorpce účinné látky na buněčných membránách,

– konformační stabilizace,

– kryoprotekce,

– ochrana při lyofilizaci,

– chelatace kovů,

– inhibice agregace,

– termoprotekce,

– inhibice izomerizace,

– ochrana proti oxidaci,

– posílení hydrofobních vazeb,

– zlepšení rozpustnosti,

– kontrola osmolarity,

– kontrola pH.

Ktomu se používá řada látek, které shrnuje tabulka 1.3.

Tab. 1.3 Pomocné látky a jejich funkce

druh pomocné látky

hlavní funkce

příklady

podporující rozpustnost

zvýšení rozpustnosti bioléčiv

aminokyseliny, tenzidy (Tween)

pufrovací látky

úprava pH roztoku bioléčiva

soli kyseliny octové, askorbové, citronové, uhličité, fosforečné

látky upravující osmolaritu

úprava osmolarity

sacharidy a soli

konzervační látky

inhibice růstu mikroorganismů při opětovném otevírání vialek

fenol, benzylalkohol, organické sloučeniny rtuti

antioxidanty

prevence oxidace

kyselina askorbová, sulfity, cystein

kryoprotektiva a látky chránící při lyofilizaci

ochrana stability během mrazení a lyofilizace

cukry: sacharóza, trehalóza, laktóza, maltóza

polyoly: mannitol, inulin

aminokyseliny: glycin,

glutamin, histidin,

threonin, arginin, lyzin

polymery: polyvinylpyrolidon

Pomocné látky mohou mezi sebou interagovat, a proto je třeba pečlivě volit jejich správnou kombinaci. Vdalším textu se podrobněji zmíníme o hlavních zástupcích těchto pomocných látek.

Pufry a látky upravující osmolaritu

Stabilita proteinů je optimální vurčitém rozsahu pH. Nalezení takového rozmezí je základním požadavkem správné formulace (často je zhlediska stability optimální pH vokolí izoelektrického bodu, kde je však často problémem rozpustnost). Po určení optimálních podmínek jsou zvoleny pufrovací a iontové systémy pro formulaci. Ktomu se převážně používají látky zmíněné vtabulce 1.3. Je nutné věnovat pozornost výběru pufrů i vzhledem kmožné lyofilizaci. Například fosfátové pufry (soustava NaH2PO4/Na2HPO4) během lyofilizace krystalizují za různých teplot, a mohou proto způsobit významné změny vpH, a tím porušit stabilitu proteinů. Některé soli se mohou během mrazení srážet a oslabit pufrovací kapacitu. Proto při plánované lyofilizaci produktu je dávána přednost solím, jež nezpůsobují vysrážení.

Látky upravující osmolaritu jsou používány především pro odstranění bolesti během injekční aplikace. Nejčastěji se používají cukry jako glukóza, rovněž pufrovací látky upravují osmolaritu roztoku. Proto se svýhodou používají takové koncentrace pufrů, které zároveň upravují osmolaritu.

Látky upravující rozpustnost

Některé zpoužívaných bioléčiv jsou tak hydrofobní, že terapeuticky použitelné koncentrace ve vodných roztocích mohou být dosaženy pouze za použití tenzidů (povrchově aktivní látky, také surfaktanty či saponáty). Tyto látky mají i další funkce. Například zvyšují stabilitu proteinů během zmrazení (snižují denaturaci na rozhraní led-voda vazbou na toto rozhraní) a během skladování a použití – snižují nežádoucí adsorpci na povrch použitých ampulek, uzávěrů a injekčních zařízení (řada látek se podává opakovaně infuzí do žíly). Na druhou stranu je třeba otestovat vliv tenzidů na stabilitu proteinů, především vzhledem ke koncentraci proteinu a koncentraci tenzidu, protože stabilizační a destabilizační účinky jsou často koncentračně závislé. Tyto látky kromě toho pozitivně působí na ochranu před agregací, srážením, stres během zmrazení atání a na stres způsobený rehydratací během rozpouštění lyofilizátu.

Kryoprotektivní látky a látky chránící proteiny při lyofilizaci

Jak zmrazování, tak lyofilizace (mrazová sublimace) ohrožují proteiny a jejich strukturu, a proto je nutná ochrana před těmito vlivy. U látek, které jsou skladovány vlyofilizované formě, se většinou používají pomocné látky, které chrání jak před stresem způsobeným mrazením, tak před stresem vyvolanýmlyofilizací. U látek, které se pouze zmrazí je lépe použít pouze kryoprotektiva.Většinou se používají cukry, polyoly a polymerní látky.

Důvodem pro lyofilizaci proteinů je především delší expirační doba takto ošetřených preparátů. Tento důvod převažuje nad všemi komplikacemi, které lyofilizace způsobuje, především zhlediska nákladů na výrobu. Pro lyofilizaci se používají metody jako sprejové sušení, superkritické sušení, precipitace a klasická lyofilizace. Všechny tyto techniky jsou při dodržení požadavků na sterilitu nákladné a navíc prodlužují výrobní dobu o 2–5 dnů. Ztoho důvodu je velmi důležité najít správnou formulaci a správně zvolit pomocné látky, které protein během lyofilizace ochrání. Vedle volby správných látek je důležitá také jejich koncentrace. Většinou se používají hmotnostní koncentrace mezi jedním až deseti procenty.

Poslední poznámkou vsouvislosti sformulací bioléčiv je možnost jejich kontrolovaného uvolňování. Mnoho bioléčiv má po injekční aplikaci relativně velmi krátký plazmatický eliminační poločas. To je způsobeno jejich rychlým vylučováním (vpřípadě nižších molekulárních hmotností) a metabolickou degradací. Proto je snaha jejich eliminační poločas prodloužit přídavkem pomocných látek. Klasickým případem je používání zinečnatých komplexů inzulinu, které významně prodlužují působení tohoto hormonu vorganismu. Vsoučasnosti se výzkum a vývoj stále více zabývá použitím dalších pomocných látek. Například jde o hydrogelové mikrokuličky, které jsou naplněny léčivem, nebo o použití hydrofilních polyetylenglykoltereftalátových segmentů vázaných na hydrofobnější polybutylentereftalátové segmenty. Dalším slibným přístupem je použití prokřížených dextranových mikrosfér.

Zásadním rozdílem u biologických léčiv vporovnání sklasickými léčivy je způsob podání. Klasická, nízkomolekulární léčiva se často svýhodou formulují pro podání per os. U biologických léčiv převládá naopak parenterální podání. Důvodem je citlivost proteinů kfyziologické hydrolýze vzažívacím traktu. Hydrolýzou proteiny ztrácejí funkci, a i kdybychom je formulovali tak, aby se hydrolýza potlačila, jejich vstřebávání zgastrointestinálního traktu by bylo minimální. Proto se tyto látky aplikují především parenterálně.

1.4 Základní přístupy vývoje a výroby biologických léčiv

Terapeuticky významné proteiny mohou být izolovány zpřirozených zdrojů, produkovány mikroorganismy nebo tkáňovými kulturami buněk vyšších organismů. Další alternativou jejich přípravy jsou bezbuněčné expresní systémy, rostlinní producenti či geneticky modifikovaná zvířata. Teoreticky lze použít jakýkoli typ buněk, ale pro účely humánní medicíny platí přísná kritéria a dosud bylo schváleno jen několik produkčních organismů, o nichž zde bude krátce pojednáno. Mezi ně patří zejména bakteriální, kvasinkové, či savčí buňky a zvyšších eukaryotických organismů lze jmenovat transgenní rostliny. Vroce 2009 bylo úřadem Federal Drug Administration (FDA) vUSA poprvé schváleno použití mléka geneticky modifikovaných koz pro izolaci antitrombinového antikoagulantu (komerční název ATRYn) kléčbě dědičné antitrombinové deficience.

Pro terapeutický účinek řady proteinů je zpravidla nutné zajistit správnou posttranslační modifikaci, jež často ovlivňuje stabilitu proteinu, vazbu ligandu, poločas eliminace ze séra a jeho imunogenní vlastnosti. Proto není vhodné použít Escherichia coli pro přípravu rekombinantních proteinů vyžadujících glykozylaci, neboť bakterie postrádají odpovídající enzymové vybavení. Kvasinky sice disponují glykozylačními enzymy, ale připojené oligosacharidové řetězce jsou zpravidla odlišné od těch, připojovaných vbuňkách lidských. Pro tvorbu posttranslačně modifikovaných proteinů jsou používány savčí buňky pěstované in vitro, ale i zde je určité riziko alternativní úpravy a například buněčné linie získané zhlodavců (CHO – chinese hamster ovary nebo BHK 21 – baby hamster kidney) musely být pro zajištění správné glykozylace geneticky modifikovány. Pro tvorbu proteinů nevyžadujících posttranslační modifikace postačují bakteriální buňky, jejichž přednostmi jsou vysoká výtěžnost a finančně nenáročná kultivace.

1.4.1 Exprese vbakteriích

Promotory

1.4.2 Exprese vkvasinkách

1.4.3 Exprese vtkáňových kulturách

1.4.4 Transgenní rostliny

Literatura