Clinical Research Laboratory
Контрактная исследовательская организация нового поколения
Биопрепараты и биоаналоги
С давних пор человечеству известны лекарственные средства, произведенные живыми организмами. О терапевтической активности искусственных биологических субстанций научный мир широко заговорил параллельно с развитием нанотехнологий. Знания ученых устремились на создание биологических препаратов для лечения ранее безнадежных и редких болезней аллергенного, онкологического, аутоиммунного, инфекционного характера, заболеваний крови. К биологическим препаратам относят группу лекарств, действующее вещество которых получено или выделено из биологических источников. К таким источникам относят растительные и животные ткани, включая человеческий материал, микроорганизмы, биотехнологичесике конструкции.
В группу биопрепаратов входят:
1) Иммунобиологические – вакцины, токсины, анатоксины, аллергены, сыворотки, иммуноглобулины. Потребность в иммунобиологических лекарственных средствах неуклонно растет в связи с тем, что замечено снижение иммунологической активности населения, активизировались инфекции, считающиеся побежденными, и появились новые. Принято считать, иммунологическая активность населения снижается в современных условиях по ряду факторов:
2) Биотехнологические – лекарственные препараты, полученные путем использования биологических объектов: микроорганизмов, клеток и тканей человека, растений, животных, насекомых, дрожжей, генно-инженерных штаммов микроорганизмов, моноклональных антител, ДНК, РНК - и специальных процессов: культивирования, ферментации, экстракциии так далее. К ним относят антибиотики, гормоны, витамины, аминокислоты, ферменты, полисахариды, липиды, аллергены, интерфероны, иммуномодуляторы, иммунодепрессанты, иммуностимуляторы, цитокины. Современный уровень развития биотехнологий на основе генной инженерии позволяет создавать высокоэффективные лекарственные препараты и вывести практическую медицину на качественно новый уровень.
3) Генно терапевтические лекарственные препараты - лекарственные препараты, в состав которых входит рекомбинантная нуклеиновая кислота, в молекулу которой встроен определенный фрагмент ДНК, который и определяет лечебный эффект. Принцип работы геннотерапевтических препаратов заключается в доставке точечно в клетки – мишени генного материала. Системы, посредством которых генный материал доставляется в нужные клетки, называются векторами. Это могут быть вирусы и плазмиды. В медицинской среде установлено, что вероятность встраивания введенной ДНК в геном человека невелика. Но введенный ген запускает процесс синтеза необходимых белков. В связи с успешным развитием работ по расшифровке генома человека, генная терапия стала эффективным средством лечения заболеваний, вызванных наследственными отклонениями, а также многофакторных болезней таких как рак.
В группу биопрепаратов входят:
1) Иммунобиологические – вакцины, токсины, анатоксины, аллергены, сыворотки, иммуноглобулины. Потребность в иммунобиологических лекарственных средствах неуклонно растет в связи с тем, что замечено снижение иммунологической активности населения, активизировались инфекции, считающиеся побежденными, и появились новые. Принято считать, иммунологическая активность населения снижается в современных условиях по ряду факторов:
- Сокращается общая инфекционная заболеваемость
- Уменьшается количество эпидемий, инфекционных вспышек
- Употребление стерильной и рафинированной пищи не стимулирует иммунную систему человека
- Замедляется циркуляция микроорганизмов, что не способствует естественной иммунизации населения.
- Воздействие на организм человека внешних неблагоприятных моментов.
- Неблаготворно влияет на иммунитет повсеместное применение дезинфицирующих средств, антибиотиков, противовирусных препаратов.
- Поэтому возникла острая необходимость актуализировать, имеющиеся вакцины и создавать новые. Разработка вакцин является перспективным направлением в фарминдустрии, так как вакцинация – самое надежное средство в борьбе с вирусными и инфекционными заболеваниями.
- Препараты созданные на основе плазмы крови, крови человека и животных, исключая цельную кровь
2) Биотехнологические – лекарственные препараты, полученные путем использования биологических объектов: микроорганизмов, клеток и тканей человека, растений, животных, насекомых, дрожжей, генно-инженерных штаммов микроорганизмов, моноклональных антител, ДНК, РНК - и специальных процессов: культивирования, ферментации, экстракциии так далее. К ним относят антибиотики, гормоны, витамины, аминокислоты, ферменты, полисахариды, липиды, аллергены, интерфероны, иммуномодуляторы, иммунодепрессанты, иммуностимуляторы, цитокины. Современный уровень развития биотехнологий на основе генной инженерии позволяет создавать высокоэффективные лекарственные препараты и вывести практическую медицину на качественно новый уровень.
3) Генно терапевтические лекарственные препараты - лекарственные препараты, в состав которых входит рекомбинантная нуклеиновая кислота, в молекулу которой встроен определенный фрагмент ДНК, который и определяет лечебный эффект. Принцип работы геннотерапевтических препаратов заключается в доставке точечно в клетки – мишени генного материала. Системы, посредством которых генный материал доставляется в нужные клетки, называются векторами. Это могут быть вирусы и плазмиды. В медицинской среде установлено, что вероятность встраивания введенной ДНК в геном человека невелика. Но введенный ген запускает процесс синтеза необходимых белков. В связи с успешным развитием работ по расшифровке генома человека, генная терапия стала эффективным средством лечения заболеваний, вызванных наследственными отклонениями, а также многофакторных болезней таких как рак.
Производство биологических препаратов
Разработка биопрепарата начинается с подбора так называемой клеточной мишени, на которую направлено действие препарата. Чаще всего это рецептор на поверхности живой клетки или другой поверхностный белок. После выбора мишени, к ней подбирается антиген связывающий участок антитела определенной аминокислотной последовательности (каждое антитело состоит из неизменной части, специфичной для конкретного биологического вида — человека, мыши и т. д., и антигенсвязывающего участка, отвечающего за действие на конкретную мишень) и тестируется in silico – проходит компьютерное моделирование. Затем, методом синтеза, производится ген, кодирующий этот аминокислотный порядок, с участками, обеспечивающими его активность в живой клетке.
Полученный ген интегрируют в геном клетки биоматериала. Для встраивания используют разные способы:
1) Электропорация. К клетке подается коротки импульс электрического тока, в результате чего клеточная мембрана дестабилизируется. Ген-вставка встроенный в плазмиду, выполняющую функцию вектора – молекулу ДНК - проникает снаружи внутрь клетки, интегрируясь в нужные участки хромосомы. Почему невозможно доставить ген непосредственно в клетку, минуя процесс вставки в вектор? Как известно ген – это часть ДНК, определенная последовательностью нуклеиновых кислот. И если этот материал попадет внутрь клеточной мембраны, то будет бесследно растворен ферментами нуклеатазами, которые присутствуют в цитоплазме клетки. И на этом исследование завершится.
2) Вирусный вектор. В белковую структуру обезвреженного вируса встраивается нужный ген. Далее вирус встраивается в клетку-мишень, и таким образом доставляет необходимый материал внутрь живой клетки. Вектор на основе вируса самый эффективный способ доставки генетического материала в клетку. Но он очень трудоемок. Для того, чтобы приступить к вставке гена в вирусную ДНК или РНК, необходимо подобрать подходящий вирус, который бы отвечал ряду параметров:
Полученный ген интегрируют в геном клетки биоматериала. Для встраивания используют разные способы:
1) Электропорация. К клетке подается коротки импульс электрического тока, в результате чего клеточная мембрана дестабилизируется. Ген-вставка встроенный в плазмиду, выполняющую функцию вектора – молекулу ДНК - проникает снаружи внутрь клетки, интегрируясь в нужные участки хромосомы. Почему невозможно доставить ген непосредственно в клетку, минуя процесс вставки в вектор? Как известно ген – это часть ДНК, определенная последовательностью нуклеиновых кислот. И если этот материал попадет внутрь клеточной мембраны, то будет бесследно растворен ферментами нуклеатазами, которые присутствуют в цитоплазме клетки. И на этом исследование завершится.
2) Вирусный вектор. В белковую структуру обезвреженного вируса встраивается нужный ген. Далее вирус встраивается в клетку-мишень, и таким образом доставляет необходимый материал внутрь живой клетки. Вектор на основе вируса самый эффективный способ доставки генетического материала в клетку. Но он очень трудоемок. Для того, чтобы приступить к вставке гена в вирусную ДНК или РНК, необходимо подобрать подходящий вирус, который бы отвечал ряду параметров:
- Был стабилен, то есть не склонен к спонтанным изменениям – мутациям
- Не влиял на жизнедеятельность клетки-мишени
- Имел емкость вмещающую большую вставку
- Встраивал геном в определенное место хромосомы хозяина
- Не вызывал иммунного ответа
Биоаналоги
Еще одним быстроразвивающимся направлением в биофармацевтике является разработка и производство биоаналогов.
Биоаналоги — это биоподобные препараты оригинальным биофармацевтическим средствам, производство которых и выпуск в обращение возможно после завершения срока патента. Тут можно провести параллель между дженериками и биоаналагами. Но сходства заканчиваются на вопросах правового регулирования. Если дженерики – это лекарственные препараты, полностью аналогичные референтному средству, то создать биоаналогичный продукт крайне сложно. В точности воспроизвести молекулу активного вещества в случае биоаналога невозможно. Разработчик дженерика имеет дело с известной химической формулой. А создатель биоподобного препарата имеет дело с геном, который кодирует моноклональное антитело. Разительно отличаются технологии производства дженериков и биоподобных продуктов.
Процесс производства биосимиляра (синоним биоаналога) практически ничем не отличается от процесса создания оригинального средства. Всю технологическую цепочку по разработке биосимиляра приходится строить с самого начала, минуя лишь стадии поиска мишени и конфигурации антигенсвязывающего участка молекулы. Производителю биоаналога надо самостоятельно проводить научную работу по выбору технологии создания генетической конструкции, поиску подходящих клеток, метода встраивания гена в их ДНК и условия культивирования. Дополнительно проводить масштабирование, и перестраивать технологию из лаборатории на производство.
В некотором смысле создание биоаналога более сложная задача, чем создание оригинального биопрепарата. При разработке оригинала стоит задача, что бы продукт обладал задуманными параметрами эффективности, безопасности, иммуногенности и стабильности при хранении в определенных интервалах допустимых значений. Данные показатели активности и физических свойств фиксируются и регистрируются по факту, то есть уже после создания биопрепарата. Аналог же должен ориентироваться на показатели оригинала и попадать в коридор значений. Добиться таких результатов при использовании собственной технологии в биофармацевтике — отдельная и сложная задача. Иногда бывает так, что создаваемый биоаналог обладает большей активностью, чем референтный препарат, но это тоже служит препятствием для его регистрации и введению в оборот. С другой стороны, могут отклонить биоподобный продукт, имеющий необходимые показатели активности по незначительным отклонениям, например, прозрачности или цвету раствора.
Процедура
После разработки биологический препарат проходит все стадии исследований:
С этой точки зрения схема регистрации биопрпарата схожа с лекарственным средством, полученным в результате химического синтеза. Только собрав исчерпывающее досье, препарат допускается к регистрации.
Совершенно иначе обстоит дело с биосимилярами. После создания, биоаналог проходит огромную программу доклинических исследований на культурах клеток и лабораторных животных. Для дженериковых препаратов этот этап необязателен. В ходе клинических испытаний биосимиляры, как и дженерики, проверяют на эквивалентность оригинальному препарату, но объем изучаемых параметров существенно больше: фармакокинетика, фармакодинамика, эффективность, безопасность и иммуногенность препарата, взаимозаменяемость и многие другие показатели. При этом испытания биоаналогов обходятся гораздо дороже в связи с большим объемом проводимых исследований, а также из-за высокой стоимости оригинального препарата, с которым проводится сравнение. Биоаналоговые лекарственные препараты не могут быть воспроизведены со 100% точностью. В ходе процесса воспроизводства возможны отклонения от заданных параметров. Поэтому, в отличие от дженериков, сокращенная программа регистрации здесь не предусмотрена и неприменима. Продукты биогенной инженерии должны проходить процедуру регистрации по полному циклу.
Будущее биоаналогов
Биотехнолгии, в том числе и биофармацевтика, перспективные и быстроразвивающиеся направления современной лекарственной индустрии. Аналитики прогнозируют, что в ближайшие десятилетия количество биопрепаратов и их аналгов достигнет на полках аптек 50%. С этими данными нельзя не считаться, так как уже сейчас биопрепараты успешно помогают в лечении сложных неинфекционных и инфекционных заболеваний. Дальнейшее развитие и усовершенствование генной инженерии позволит удешевить процесс производства и повысить уровень качества биологических препаратов. Нельзя скрывать, что в вопросах правового регулирования существует ряд серьезных проблем, связанных с недоработкой в законодательной базе.
Биотехнологические лекарственные средства внесли играют значительную роль в терапии тяжелых метаболических и дегенеративных заболеваний, таких как аутоиммунные заболевания, онкологические заболевания, сахарный диабет, псориаз, и др. Истечение сроков действия патентов большинство оригинальных биопрепаратов создало условия и предпосылки к внедрению биоподобных продуктов, так называемых биоаналогов. Среди основных катализаторов развития рынка биосимиляров называют более низкую стоимость по сравнению с оригинальными продуктами, обширную сферу применения, увеличение вовлеченности государства в их разработку и исследование. Работа многих фармацевтических компаний в направлении создания биоаналогов, государственная поддержка проектов дает возможность снизить стоимость лекарств и обеспечить большую доступность для населения.
Биоаналоги — это биоподобные препараты оригинальным биофармацевтическим средствам, производство которых и выпуск в обращение возможно после завершения срока патента. Тут можно провести параллель между дженериками и биоаналагами. Но сходства заканчиваются на вопросах правового регулирования. Если дженерики – это лекарственные препараты, полностью аналогичные референтному средству, то создать биоаналогичный продукт крайне сложно. В точности воспроизвести молекулу активного вещества в случае биоаналога невозможно. Разработчик дженерика имеет дело с известной химической формулой. А создатель биоподобного препарата имеет дело с геном, который кодирует моноклональное антитело. Разительно отличаются технологии производства дженериков и биоподобных продуктов.
Процесс производства биосимиляра (синоним биоаналога) практически ничем не отличается от процесса создания оригинального средства. Всю технологическую цепочку по разработке биосимиляра приходится строить с самого начала, минуя лишь стадии поиска мишени и конфигурации антигенсвязывающего участка молекулы. Производителю биоаналога надо самостоятельно проводить научную работу по выбору технологии создания генетической конструкции, поиску подходящих клеток, метода встраивания гена в их ДНК и условия культивирования. Дополнительно проводить масштабирование, и перестраивать технологию из лаборатории на производство.
В некотором смысле создание биоаналога более сложная задача, чем создание оригинального биопрепарата. При разработке оригинала стоит задача, что бы продукт обладал задуманными параметрами эффективности, безопасности, иммуногенности и стабильности при хранении в определенных интервалах допустимых значений. Данные показатели активности и физических свойств фиксируются и регистрируются по факту, то есть уже после создания биопрепарата. Аналог же должен ориентироваться на показатели оригинала и попадать в коридор значений. Добиться таких результатов при использовании собственной технологии в биофармацевтике — отдельная и сложная задача. Иногда бывает так, что создаваемый биоаналог обладает большей активностью, чем референтный препарат, но это тоже служит препятствием для его регистрации и введению в оборот. С другой стороны, могут отклонить биоподобный продукт, имеющий необходимые показатели активности по незначительным отклонениям, например, прозрачности или цвету раствора.
Процедура
После разработки биологический препарат проходит все стадии исследований:
- Доклинические. Проводятся испытания как in vitro, так и in vivo. Оценивается активность препарата, его токсичность, минимальные токсические дозы, проявления токсичности с течением времени, связываемость с рецептором
- Клинические. Проводятся при участии широких групп людей. Оценивается эффективность использования, побочные и нежелательные эффекты.
С этой точки зрения схема регистрации биопрпарата схожа с лекарственным средством, полученным в результате химического синтеза. Только собрав исчерпывающее досье, препарат допускается к регистрации.
Совершенно иначе обстоит дело с биосимилярами. После создания, биоаналог проходит огромную программу доклинических исследований на культурах клеток и лабораторных животных. Для дженериковых препаратов этот этап необязателен. В ходе клинических испытаний биосимиляры, как и дженерики, проверяют на эквивалентность оригинальному препарату, но объем изучаемых параметров существенно больше: фармакокинетика, фармакодинамика, эффективность, безопасность и иммуногенность препарата, взаимозаменяемость и многие другие показатели. При этом испытания биоаналогов обходятся гораздо дороже в связи с большим объемом проводимых исследований, а также из-за высокой стоимости оригинального препарата, с которым проводится сравнение. Биоаналоговые лекарственные препараты не могут быть воспроизведены со 100% точностью. В ходе процесса воспроизводства возможны отклонения от заданных параметров. Поэтому, в отличие от дженериков, сокращенная программа регистрации здесь не предусмотрена и неприменима. Продукты биогенной инженерии должны проходить процедуру регистрации по полному циклу.
Будущее биоаналогов
Биотехнолгии, в том числе и биофармацевтика, перспективные и быстроразвивающиеся направления современной лекарственной индустрии. Аналитики прогнозируют, что в ближайшие десятилетия количество биопрепаратов и их аналгов достигнет на полках аптек 50%. С этими данными нельзя не считаться, так как уже сейчас биопрепараты успешно помогают в лечении сложных неинфекционных и инфекционных заболеваний. Дальнейшее развитие и усовершенствование генной инженерии позволит удешевить процесс производства и повысить уровень качества биологических препаратов. Нельзя скрывать, что в вопросах правового регулирования существует ряд серьезных проблем, связанных с недоработкой в законодательной базе.
Биотехнологические лекарственные средства внесли играют значительную роль в терапии тяжелых метаболических и дегенеративных заболеваний, таких как аутоиммунные заболевания, онкологические заболевания, сахарный диабет, псориаз, и др. Истечение сроков действия патентов большинство оригинальных биопрепаратов создало условия и предпосылки к внедрению биоподобных продуктов, так называемых биоаналогов. Среди основных катализаторов развития рынка биосимиляров называют более низкую стоимость по сравнению с оригинальными продуктами, обширную сферу применения, увеличение вовлеченности государства в их разработку и исследование. Работа многих фармацевтических компаний в направлении создания биоаналогов, государственная поддержка проектов дает возможность снизить стоимость лекарств и обеспечить большую доступность для населения.
111672, г. Москва, ул. Новокосинская, д. 20, корп. 2
E-mail: admin@crlabcro.com
