Biyoloji

Eski Fikir, Biyolojinin Yeni Uyarlaması
Biyoloji yeni değil; İnsan büyüme hormonu, insülin ve kırmızı kan hücresi uyarıcı ajanların gelişimi onlarca yıl önce gerçekleşti, ancak yeni genetik bilgiler ve hücre altı basamaklar ve hastalık süreçlerine ilişkin yeni anlayışla hedefler katlanarak arttı. Biyolojik ürünlerin geliştirilmesinde kullanılan bilimsel alanlar arasında genomik ve proteomik, ayrıca mikrodizi, hücre kültürü ve monoklonal antikor teknolojileri yer alır.

Genetik ve hücre süreçlerine ilişkin bilginin artması, protein üretim sürecinin her aşamasında potansiyel yeni biyolojik (ve ilaç) hedeflerin ortaya çıkmasına yol açmaktadır. Bu, yeni tedavilere yol açar ve bu da hastalıkların yeni anlaşılmasına yol açar.

Biyoloji anemi, kistik fibroz, büyüme eksikliği, diyabet, hemofili, hepatit, genital siğiller, organ nakli reddi ve kanserlerin tedavisi için yeni hedefler belirledi. Biyoloji, Parkinson hastalığı gibi hastalıklara genetik eğilimi öngörmektedir. İlaç dışı biyolojik maddeler arasında, transplantasyon için kültürlenmiş dokular ve bağışıklık sistemi baskılayıcılar ve diyabetik ayak ülserleri gibi durumların tedavisinde doku yeniden yapılanması için büyüme faktörleri yer alır.

Küçük moleküllü ilaçlarda olduğu gibi biyolojik ilaçların araştırılması ve geliştirilmesi pahalı ve risklidir ve çoğu zaman başarısızlıkla sonuçlanır. İlaç şirketleri en yaygın hastalıkları ve rahatsızlıkları hedeflerken, biyoteknoloji, ilaç şirketlerinin ilaç geliştirme maliyetlerini karşılayamayacağı kadar küçük olan, tedavisi daha zor olan popülasyonları hedefleme eğilimindeydi. Ancak daha yeni biyolojik ilaçlar aynı zamanda yaygın hastalıkları da hedef alıyor ve bunun derin sonuçları var: Yıllık maliyeti 20000 ABD Doları olan ve 100 kişiden 1'ine000 faydalı olan bir ilacın, sağlık planının maliyeti üzerinde çok daha az etkisi var 100 kişiden 1'i için faydalı olan, yıllık 5 ABD doları000-dolar değerindeki bir ilaçtan daha fazla bir yapıya sahiptir.

Bir sonraki gişe rekorları kıran filmlerin çoğu biyolojik olabilir. İki antidiyabetik ilaç, Symlin (pramlintid asetat) ve Exenatide (sentetik eksendin-4), biyolojik tanımına uygundur. Monoklonal antikorlar ve TNF inhibitörlerinin yanı sıra yeni piyasaya sürülen Avastin (bevacizumab) ve Erbitux (cetuximab) gibi anjiyogenez inhibitörleri de aynısını yapıyor.

Biyolojik Maddelerin Organik Kökenleri
Şu anda biyolojik olduğu bildirilen tüm ilaçları tanımlamanın basit bir yolu yoktur. Biyolojiyi çeşitli şekillerde tanımlamak isteyen birçok grup var. Bazıları, bu ürünlerin fiziksel yapılarını kimyasal olarak türetilmiş ilaçlardan ayıran iki kritik özelliği paylaştığını belirten katı bir biyolojik tanım uygulayacaktır: bunları yalnızca canlı sistemler üretebilir ve biyolojikler, doğası gereği heterojen bir yapıya sahip, nispeten büyük moleküllerdir ve yüzlerce ilaç içerebilir. amino asitler.

Bazı gruplar biyolojiklerin tanımını, ne kadar küçük olursa olsun, organik moleküllerden oluşan her türlü maddeyi kapsayacak şekilde genişletecektir. Bazıları biyolojik olarak türetilmiş herhangi bir ürünün biyolojik olarak adlandırılabileceğini düşünüyor ve daha da fazlası, herhangi bir karmaşık molekülün - nasıl üretilirse üretilsin - bu sınıfta olması gerektiğini düşünüyor. Diğerleri, hamile kısrak idrarından (Premarin) elde edilen östrojen hormonları gibi, diğer organizmalarda oluşturulan ancak çok karmaşık olmayan maddeleri içerir.

Hangi tanım kullanılırsa kullanılsın, pazara yeni ürünler sunuldukça muhtemelen değiştirilmesi gerekecektir. Birkaç istisna dışında, bu makale biyolojiklerin bir mikroorganizma veya memeli hücresi tarafından oluşturulduğu ve çoğu protein veya polipeptit olan büyük karmaşık moleküller olduğu tanımını kullanacaktır.

Kimyasal ilaçların üretim prosesi nispeten iyi tanımlanmış olup, bu durum bu ilaçların aynı büyük miktarlarda üretilmesine olanak sağlamaktadır. Bununla birlikte biyolojikler, küçük miktarlarda ürün verme eğiliminde olan karmaşık bir üretim sürecine sahiptir. Biyolojik maddeleri erken analiz ve klinik öncesi testler için kullanılan laboratuvar miktarlarından daha büyük ölçekli gruplara yükseltmek ve ürün saflığını ve partiler arası eşdeğerliği korumak zordur.

Biyolojik maddeler genellikle fiziksel koşullara (sıcaklık, kesme kuvvetleri, kimyasal faz ve ışık) ve enzimatik etkiye karşı aşırı duyarlıdır. Kimlik ve saflık için kimyasal testlerden ziyade, seri salınımı ve stabilite değerlendirmesi için genellikle karmaşık biyoanalizler gerektirirler.

Biyolojik Maddeler Nasıl Çalışır?
Bir biyolojik maddenin terapötik hedefi her zaman bir gen veya bir proteindir. Türe bakılmaksızın tüm hücrelerde genetik bilginin benzer şekilde çözülmesi, insanların solucanlar veya zebra balıklarındaki gen fonksiyonlarını incelemesine olanak tanıyor.

Biyolojik maddelerin üretimi için önemli bir süreç olan rekombinant DNA, DNA'nın insan hücrelerinden izole edilmesini ve bu DNA segmentinin potansiyel olarak değiştirilmesini, bakteri veya memeli hücresine yerleştirilmesini ve o organizmanın veya hücrenin onu ifade etmesini sağlamayı gerektirir. Geliştirme sürecinde birkaç adım yer alır: proteinleri kodlayan genlerin bulunması, genlerin klonlanması, genlerle ilişkili proteinlerin çoğaltılması, proteinlerin hastalık sürecindeki rolünün belirlenmesi ve ardından potansiyel bir tedavinin geliştirilmesi.

Tanımlanan tüm yeni proteinler, belirli bir proteinin biyolojik bir süreci nasıl değiştirdiğine dair bilgi sağlayan bir dizi hücre bazlı analize tabi tutulur. Potansiyeli belirlemek için yapılan biyoanalizler, canlı organizmaların veya dokuların biyolojik göstergelerini kullanır. Bunlar, hücre bazlı doku kültürlerini, mikro dizi ekspresyon teknolojisini, nakavt hayvan modellerini, transgenik hayvan modellerini ve anti-sens veya antikor teknolojisini (örn. tanısal antikor karakterizasyonu) içerebilir.

Biyolojik maddelere karşı bağışıklık reaksiyonlarının kimyasal ilaçlara göre daha büyük bir potansiyeli vardır. Kimyasal ilaçlardaki moleküller immünojenik olarak kabul edilemeyecek kadar küçüktür ve genellikle bağışıklık sistemi tarafından "istilacı" olarak tanınmaz. Biyolojik ilaçlarla, ilaca bağlı olarak, insan bağışıklık sistemi molekülü hızlı bir şekilde tanımlayabilir ve daha sonra yabancı bir madde olarak gördüğü büyük bir molekülü temizlemek için bir bağışıklık tepkisi oluşturabilir. Bu, biyofarmasötiğin aktivitesini yok edebilir veya nadir durumlarda arttırabilir.

Hemen hemen tüm biyolojik maddeler antikor üretimini tetikleyebilir, ancak çoğu antikorun iyi huylu klinik sonuçları vardır. Antikorlara küçük kirletici parçacıklar, hastanın serumu ile temas veya doz sonrası enzimatik basamaklar neden olabilir.

Biyolojik Maddelerin Karmaşık İmalatı
Biyolojik makromoleküllerin kırılganlığı ve biyolojik ürünler üreten canlı hücrelerin duyarlılığı, fermantasyon, aseptik işleme, depolama ve test için karmaşık üretim gereksinimleri ortaya çıkarır. Kimyasal bir farmasötik maddenin aktif bileşeni genellikle köklü analitik testlere tabi olan benzersiz bir molekül olmasına rağmen, biyolojik ilaçlar için aktif bileşen genellikle büyük bir makromolekülün bir kısmıdır. Bu makromolekül, orijinal proteinin veya polipeptidin ve açıkça tanımlanamayan diğer biyolojik maddelerin bir modifikasyonudur. Protein ve polipeptit ürünleri değişken kompleksler içerebilir; bu, moleküllerde değişken sayıda aynı bileşene sahip oldukları anlamına gelir. Ayrıca biyolojiklerin, nasıl üretildiklerine bağlı olarak yüzey şekerlerinde (glikosilasyon) veya katlanma düzenlerinde farklılıklar olabilir. Biyolojik maddelerde, başlangıç ​​malzemelerinin mikrobiyolojik kirlenme potansiyeli de vardır.

Biyolojik maddeler genellikle mevcut moleküller ve/veya polipeptitler bakımından heterojen olduğundan, her bir partiyi yapmak ve test etmek için kullanılan işlemlere bağlı olan ve bunlarla değişebilen bir safsızlık profiline sahiptirler. Biyolojiklerde protein karışımı tanımlanmalı ve aktif madde ile destekleyici maddeler karakterize edilmelidir. Başka bir deyişle, biyolojik bir molekül grubu aracılığıyla etki gösteriyorsa ürünün homojen olmasına gerek yoktur. Örneğin kan, tek bir tekdüze molekülden oluşmayan biyolojik bir maddedir (ABD Gıda ve İlaç İdaresi sınıflandırmasına göre).

Bu, biyolojik üretim için kalite kontrol önlemlerinin eksik olduğu anlamına gelmez; aslında tam tersi doğrudur. Kimyasal bir ilacın tipik bir üretim süreci 40 ila 50 kritik test içerebilir. Biyolojik süreç 250 veya daha fazlasını içerebilir. Biyolojik üretim, her zaman kimyasal ilaç üretmek için kullanılan tesislere, makinelere veya ekipmanlara benzemeyen özel süreçler kullanır. Yeni tesislerin inşası ve validasyonu orantısız derecede pahalı ve aynı zamanda zaman alıcıdır. Bu, küresel biyoüretim kapasitesi eksikliğini ve biyolojik ve kimyasal ilaçlar arasındaki maliyet farkını açıklamaya yardımcı olur.