Biofármacos e Proteínas Recombinantes

Biofármacos e proteínas recombinantes são grandes moléculas terapêuticas — incluindo hormônios, enzimas, fatores de coagulação e anticorpos monoclonais — que são produzidas em células vivas, em vez de por síntese química. Seu tamanho e estrutura tridimensional dobrada os distinguem dos medicamentos de pequenas moléculas: são tipicamente administrados por injeção, são sensíveis ao seu processo de fabricação e atuam em grande parte em alvos extracelulares e na superfície celular.

Definition

Um medicamento biofarmacêutico (proteína recombinante) é um agente terapêutico que consiste em uma proteína ou peptídeo de alto peso molecular, produzido em sistemas biológicos vivos por tecnologia de DNA recombinante, cuja atividade depende de sua estrutura tridimensional dobrada e modificações pós-traducionais.

Scope

Este tópico abrange a classe estrutural dos biofármacos proteicos: o que os distingue química e fisicamente das pequenas moléculas, como a produção recombinante e a modificação pós-traducional os moldam, e as categorias farmacológicas em que as proteínas terapêuticas se enquadram. É uma visão geral de referência e educacional de uma classe estrutural e não fornece orientação sobre a seleção clínica ou administração de qualquer biológico.

Core questions

• Como os biofármacos proteicos diferem estruturalmente dos medicamentos de pequenas moléculas?
• Por que o processo de fabricação influencia tão fortemente as propriedades de uma proteína recombinante?
• Quais categorias farmacológicas organizam as proteínas terapêuticas?
• Como o dobramento e a modificação pós-traducional afetam a função de um medicamento proteico?

Key concepts

• Macromoléculas de alto peso molecular
• Expressão de DNA recombinante
• Dobramento de proteínas e estrutura de ordem superior
• Modificação pós-traducional (por exemplo, glicosilação)
• Anticorpos monoclonais
• Administração parenteral
• Imunogenicidade
• Biossimilares

Mechanisms

Os biofármacos proteicos são expressos em células geneticamente modificadas, depois dobrados, modificados e purificados; sua atividade terapêutica depende de uma estrutura tridimensional precisa, em vez de uma fórmula química simples. Leader e colegas agrupam as proteínas terapêuticas por função farmacológica — substituindo uma proteína deficiente ou anormal, aumentando uma via, fornecendo uma nova função ou entregando ou direcionando outro agente — um esquema que organiza a classe. Como a atividade está ligada ao dobramento e às modificações pós-traducionais, como a glicosilação, descritas por Walsh e Jefferis, as condições de fabricação podem alterar o comportamento de um produto, tornando o processo parte integrante da molécula. A dificuldade fundamental de prever a estrutura a partir da sequência, investigada por Dill e MacCallum como o problema do dobramento de proteínas, explica por que esses medicamentos são caracterizados empiricamente e por que a estrutura de ordem superior é tão cuidadosamente controlada.

Clinical relevance

Os produtos biológicos tornaram-se centrais para a terapia em áreas como imunologia, oncologia e doenças metabólicas, e sua classe estrutural explica características práticas como a administração injetável e a relevância da imunogenicidade e dos biossimilares. Esta entrada descreve a natureza química e estrutural dos medicamentos proteicos como uma categoria e não é uma base para escolher, dosar ou administrar qualquer biológico.

Evidence & guidelines

A classificação das proteínas terapêuticas baseia-se em revisões influentes da farmacologia terapêutica de proteínas e na literatura de biotecnologia que descreve a produção recombinante e a modificação pós-traducional. Os quadros regulatórios para produtos biológicos e biossimilares fornecem os padrões práticos para sua caracterização, embora esses padrões estejam além do escopo descritivo desta entrada.

History

A era biofarmacêutica começou com a insulina humana recombinante no início dos anos 1980, a primeira proteína terapêutica produzida pela tecnologia de DNA recombinante, seguida por hormônios recombinantes, fatores de crescimento e fatores de coagulação. O advento da engenharia de anticorpos monoclonais expandiu dramaticamente a classe, e as proteínas são agora uma parcela importante e crescente de novas terapias, com o surgimento de biossimilares à medida que as patentes dos primeiros produtos biológicos expiraram.

Debates

Como um biológico complexo pode ser demonstrado como 'altamente similar' a um produto de referência?

Como a identidade de um medicamento proteico é inseparável de seu processo de fabricação e estrutura de ordem superior, definir e demonstrar a biossimilaridade — semelhança estrutural e funcional suficiente sem síntese idêntica — continua sendo um desafio científico e regulatório.

Key figures

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

Seminal works

• leader-2008
• walsh-2006

Frequently asked questions

O que é um medicamento biofarmacêutico ou proteína recombinante?

É um grande terapêutico proteico — como um hormônio, enzima, fator de coagulação ou anticorpo monoclonal — produzido em células vivas pela tecnologia de DNA recombinante, cuja atividade depende de sua estrutura tridimensional dobrada.

Por que os medicamentos proteicos são geralmente injetados em vez de tomados por via oral?

Seu grande tamanho e natureza proteica significam que são mal absorvidos e seriam degradados no trato gastrointestinal, por isso são geralmente administrados por via parenteral, em contraste com a maioria dos medicamentos de pequenas moléculas.