बायोफार्मास्युटिकल और रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन

बायोफार्मास्युटिकल और रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन बड़े चिकित्सीय अणु होते हैं — जिनमें हार्मोन, एंजाइम, क्लॉटिंग कारक और मोनोक्लोनल एंटीबॉडी शामिल हैं — जो रासायनिक संश्लेषण के बजाय जीवित कोशिकाओं में उत्पादित होते हैं। उनका आकार और त्रि-आयामी मुड़ी हुई संरचना उन्हें छोटे-अणु वाली दवाओं से अलग करती है: वे आमतौर पर इंजेक्शन द्वारा दिए जाते हैं, अपनी निर्माण प्रक्रिया के प्रति संवेदनशील होते हैं, और बड़े पैमाने पर बाह्यकोशिकीय और कोशिका-सतह लक्ष्यों पर कार्य करते हैं।

Definition

एक बायोफार्मास्युटिकल (रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन) दवा एक चिकित्सीय एजेंट है जिसमें उच्च आणविक भार का एक प्रोटीन या पेप्टाइड होता है, जो रिकॉम्बिनेंट-डीएनए प्रौद्योगिकी द्वारा जीवित जैविक प्रणालियों में उत्पादित होता है, जिसकी गतिविधि इसकी मुड़ी हुई त्रि-आयामी संरचना और पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों पर निर्भर करती है।

Scope

यह विषय प्रोटीन बायोफार्मास्युटिकल्स के संरचनात्मक वर्ग को शामिल करता है: रासायनिक और भौतिक रूप से छोटे अणुओं से उन्हें क्या अलग करता है, कैसे रिकॉम्बिनेंट उत्पादन और पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन उन्हें आकार देते हैं, और चिकित्सीय प्रोटीन किन औषधीय श्रेणियों में आते हैं। यह एक संरचनात्मक वर्ग का संदर्भ और शैक्षिक अवलोकन है और किसी भी जैविक के नैदानिक चयन या प्रशासन पर कोई मार्गदर्शन प्रदान नहीं करता है।

Core questions

• प्रोटीन बायोफार्मास्युटिकल्स संरचनात्मक रूप से छोटे-अणु वाली दवाओं से कैसे भिन्न होते हैं?
• निर्माण प्रक्रिया रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन के गुणों को इतनी दृढ़ता से क्यों प्रभावित करती है?
• कौन सी औषधीय श्रेणियाँ चिकित्सीय प्रोटीन को व्यवस्थित करती हैं?
• फोल्डिंग और पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन प्रोटीन दवा के कार्य को कैसे प्रभावित करते हैं?

Key concepts

• उच्च आणविक भार मैक्रोमोलेक्यूल्स
• रिकॉम्बिनेंट-डीएनए अभिव्यक्ति
• प्रोटीन फोल्डिंग और उच्च-क्रम संरचना
• पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन (जैसे ग्लाइकोसिलेशन)
• मोनोक्लोनल एंटीबॉडी
• पैरेंट्रल प्रशासन
• इम्यूनोजेनिसिटी
• बायोसिमिलर

Mechanisms

प्रोटीन बायोफार्मास्युटिकल्स को इंजीनियर की गई कोशिकाओं में व्यक्त किया जाता है, फिर मोड़ा जाता है, संशोधित किया जाता है और शुद्ध किया जाता है; उनकी चिकित्सीय गतिविधि एक साधारण रासायनिक सूत्र के बजाय एक सटीक त्रि-आयामी संरचना पर निर्भर करती है। लीडर और उनके सहयोगी चिकित्सीय प्रोटीन को औषधीय कार्य के अनुसार समूहित करते हैं — एक कमी वाले या असामान्य प्रोटीन को बदलना, एक मार्ग को बढ़ाना, एक नया कार्य प्रदान करना, या किसी अन्य एजेंट को वितरित या लक्षित करना — एक ऐसी योजना जो वर्ग को व्यवस्थित करती है। क्योंकि गतिविधि फोल्डिंग और ग्लाइकोसिलेशन जैसे पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधनों से जुड़ी है, जैसा कि वॉल्श और जेफरीज बताते हैं, निर्माण की स्थितियाँ किसी उत्पाद के व्यवहार को बदल सकती हैं, जिससे प्रक्रिया अणु के लिए अभिन्न बन जाती है। संरचना को अनुक्रम से अनुमानित करने की मौलिक कठिनाई, जिसका सर्वेक्षण डिल और मैकलम ने प्रोटीन-फोल्डिंग समस्या के रूप में किया है, यह बताती है कि इन दवाओं को अनुभवजन्य रूप से क्यों चित्रित किया जाता है और उच्च-क्रम संरचना को इतनी सावधानी से क्यों नियंत्रित किया जाता है।

Clinical relevance

बायोलॉजिक्स इम्यूनोलॉजी, ऑन्कोलॉजी और मेटाबॉलिक रोग जैसे क्षेत्रों में चिकित्सा के केंद्र बन गए हैं, और उनका संरचनात्मक वर्ग इंजेक्शन योग्य प्रशासन और इम्यूनोजेनिसिटी और बायोसिमिलर की प्रासंगिकता जैसी व्यावहारिक विशेषताओं की व्याख्या करता है। यह प्रविष्टि एक श्रेणी के रूप में प्रोटीन दवाओं की रासायनिक और संरचनात्मक प्रकृति का वर्णन करती है और किसी भी जैविक को चुनने, खुराक देने या प्रशासित करने का आधार नहीं है।

Evidence & guidelines

चिकित्सीय प्रोटीन का वर्गीकरण प्रोटीन-चिकित्सीय औषध विज्ञान की प्रभावशाली समीक्षाओं और रिकॉम्बिनेंट उत्पादन और पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन का वर्णन करने वाले जैव प्रौद्योगिकी साहित्य पर आधारित है। बायोलॉजिक्स और बायोसिमिलर के लिए नियामक ढाँचे उनके लक्षण वर्णन के लिए व्यावहारिक मानक प्रदान करते हैं, हालांकि वे मानक इस प्रविष्टि के वर्णनात्मक दायरे से परे हैं।

History

बायोफार्मास्युटिकल युग 1980 के दशक की शुरुआत में रिकॉम्बिनेंट मानव इंसुलिन के साथ शुरू हुआ, जो रिकॉम्बिनेंट-डीएनए प्रौद्योगिकी द्वारा उत्पादित पहला चिकित्सीय प्रोटीन था, जिसके बाद रिकॉम्बिनेंट हार्मोन, वृद्धि कारक और क्लॉटिंग कारक आए। मोनोक्लोनल-एंटीबॉडी इंजीनियरिंग के आगमन ने इस वर्ग का नाटकीय रूप से विस्तार किया, और प्रोटीन अब नए चिकित्सीय का एक प्रमुख और बढ़ता हुआ हिस्सा हैं, जिसमें शुरुआती बायोलॉजिक्स के पेटेंट समाप्त होने पर बायोसिमिलर उभर रहे हैं।

Debates

एक जटिल जैविक को संदर्भ उत्पाद के 'अत्यधिक समान' कैसे दिखाया जा सकता है?

क्योंकि एक प्रोटीन दवा की पहचान उसकी निर्माण प्रक्रिया और उच्च-क्रम संरचना से अविभाज्य है, बायोसिमिलरिटी को परिभाषित करना और प्रदर्शित करना — पर्याप्त संरचनात्मक और कार्यात्मक समानता बिना समान संश्लेषण के — एक वैज्ञानिक और नियामक चुनौती बनी हुई है।

Key figures

• Benjamin Leader
• David Golan
• Gary Walsh
• Ken Dill

Seminal works

• leader-2008
• walsh-2006

Frequently asked questions

बायोफार्मास्युटिकल या रिकॉम्बिनेंट प्रोटीन दवा क्या है?

यह एक बड़ा प्रोटीन चिकित्सीय है — जैसे हार्मोन, एंजाइम, क्लॉटिंग कारक, या मोनोक्लोनल एंटीबॉडी — जो रिकॉम्बिनेंट-डीएनए प्रौद्योगिकी द्वारा जीवित कोशिकाओं में उत्पादित होता है, जिसकी गतिविधि इसकी मुड़ी हुई त्रि-आयामी संरचना पर निर्भर करती है।

प्रोटीन दवाएं आमतौर पर मुंह से लेने के बजाय इंजेक्शन क्यों दी जाती हैं?

उनके बड़े आकार और प्रोटीन प्रकृति का मतलब है कि वे खराब अवशोषित होते हैं और गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में निम्नीकृत हो जाएंगे, इसलिए उन्हें आमतौर पर पैरेंट्रल रूप से प्रशासित किया जाता है, अधिकांश छोटे-अणु वाली दवाओं के विपरीत।