Biyofarmasötikler ve Rekombinant Proteinler
Biyofarmasötikler ve rekombinant proteinler, kimyasal sentez yerine canlı hücrelerde üretilen, hormonlar, enzimler, pıhtılaşma faktörleri ve monoklonal antikorlar dahil olmak üzere büyük terapötik moleküllerdir. Boyutları ve üç boyutlu katlanmış yapıları, onları küçük moleküllü ilaçlardan ayırmaktadır: genellikle enjeksiyon yoluyla verilmekte, üretim süreçlerine karşı hassas olmakta ve büyük ölçüde hücre dışı ve hücre yüzeyi hedefleri üzerinde etki göstermektedir.
Tanım
Bir biyofarmasötik (rekombinant protein) ilaç, rekombinant DNA teknolojisi ile canlı biyolojik sistemlerde üretilen, yüksek moleküler ağırlıklı bir protein veya peptitten oluşan terapötik bir ajandır; aktivitesi, katlanmış üç boyutlu yapısına ve translasyon sonrası modifikasyonlara bağlıdır.
Kapsam
Bu konu, protein biyofarmasötiklerinin yapısal sınıfını ele almaktadır: onları küçük moleküllerden kimyasal ve fiziksel olarak neyin ayırdığını, rekombinant üretimin ve translasyon sonrası modifikasyonun onları nasıl şekillendirdiğini ve terapötik proteinlerin dahil olduğu farmakolojik kategorileri kapsamaktadır. Bu, yapısal bir sınıfın referans ve eğitsel bir genel bakışıdır ve herhangi bir biyolojik ilacın klinik seçimi veya uygulanması hakkında rehberlik sağlamamaktadır.
Temel sorular
- Protein biyofarmasötikleri, küçük moleküllü ilaçlardan yapısal olarak nasıl farklılık göstermektedir?
- Üretim süreci, rekombinant bir proteinin özelliklerini neden bu kadar güçlü bir şekilde etkilemektedir?
- Terapötik proteinleri hangi farmakolojik kategoriler düzenlemektedir?
- Katlanma ve translasyon sonrası modifikasyon, bir protein ilacının işlevini nasıl etkilemektedir?
Anahtar kavramlar
- Yüksek moleküler ağırlıklı makromoleküller
- Rekombinant DNA ekspresyonu
- Protein katlanması ve yüksek dereceli yapı
- Translasyon sonrası modifikasyon (örn. glikozilasyon)
- Monoklonal antikorlar
- Parenteral uygulama
- İmmünojenisite
- Biyobenzerler
Mekanizmalar
Protein biyofarmasötikleri, mühendislik ürünü hücrelerde eksprese edilmekte, ardından katlanmakta, modifiye edilmekte ve saflaştırılmaktadır; terapötik aktiviteleri, basit bir kimyasal formülden ziyade hassas bir üç boyutlu yapıya bağlıdır. Leader ve arkadaşları, terapötik proteinleri farmakolojik işlevlerine göre gruplandırmaktadır — eksik veya anormal bir proteini yerine koyma, bir yolu güçlendirme, yeni bir işlev sağlama veya başka bir ajanı taşıma/hedefleme — bu, sınıfı düzenleyen bir şemadır. Aktivite, katlanmaya ve Walsh ve Jefferis'in tanımladığı glikozilasyon gibi translasyon sonrası modifikasyonlara bağlı olduğundan, üretim koşulları bir ürünün davranışını değiştirebilmekte, bu da süreci molekülün ayrılmaz bir parçası haline getirmektedir. Dill ve MacCallum tarafından protein katlanma problemi olarak incelenen, diziden yapıyı tahmin etmenin temel zorluğu, bu ilaçların neden ampirik olarak karakterize edildiğini ve yüksek dereceli yapının neden bu kadar dikkatli kontrol edildiğini açıklamaktadır.
Klinik önem
Biyolojik ilaçlar, immünoloji, onkoloji ve metabolik hastalık gibi alanlarda tedavinin merkezi bir parçası haline gelmiştir ve yapısal sınıfları, enjekte edilebilir uygulama ile immünojenisite ve biyobenzerlerin önemi gibi pratik özellikleri açıklamaktadır. Bu madde, protein ilaçlarının kimyasal ve yapısal doğasını bir kategori olarak tanımlamaktadır ve herhangi bir biyolojik ilacın seçimi, dozajı veya uygulanması için bir temel oluşturmamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Terapötik proteinlerin sınıflandırılması, protein-terapötik farmakolojisi üzerine etkili derlemelerden ve rekombinant üretim ile translasyon sonrası modifikasyonu açıklayan biyoteknoloji literatüründen yararlanmaktadır. Biyolojik ilaçlar ve biyobenzerler için düzenleyici çerçeveler, bunların karakterizasyonu için pratik standartları sağlamaktadır, ancak bu standartlar, bu maddenin tanımlayıcı kapsamının dışındadır.
Tarihçe
Biyofarmasötik çağı, 1980'lerin başında rekombinant DNA teknolojisi ile üretilen ilk terapötik protein olan rekombinant insan insülini ile başlamıştır; bunu rekombinant hormonlar, büyüme faktörleri ve pıhtılaşma faktörleri izlemiştir. Monoklonal antikor mühendisliğinin ortaya çıkışı, bu sınıfı önemli ölçüde genişletmiştir ve proteinler artık yeni terapötiklerin önemli ve büyüyen bir payını oluşturmaktadır; erken dönem biyolojik ilaçların patentleri sona erdikçe biyobenzerler ortaya çıkmaktadır.
Tartışmalar
- Karmaşık bir biyolojik ilacın referans bir ürüne 'yüksek derecede benzer' olduğu nasıl gösterilebilir?
- Bir protein ilacının kimliği, üretim süreci ve yüksek dereceli yapısından ayrılamaz olduğundan, biyobenzerliği tanımlamak ve göstermek — özdeş sentez olmaksızın yeterli yapısal ve işlevsel benzerlik — bilimsel ve düzenleyici bir zorluk olmaya devam etmektedir.
Öne çıkan isimler
- Benjamin Leader
- David Golan
- Gary Walsh
- Ken Dill
İlgili konular
Temel eserler
- leader-2008
- walsh-2006
Sıkça sorulan sorular
- Biyofarmasötik veya rekombinant protein ilaç nedir?
- Hormon, enzim, pıhtılaşma faktörü veya monoklonal antikor gibi büyük bir protein terapötik ajanıdır; rekombinant DNA teknolojisi ile canlı hücrelerde üretilmekte ve aktivitesi, katlanmış üç boyutlu yapısına bağlıdır.
- Protein ilaçları neden genellikle ağızdan alınmak yerine enjekte edilmektedir?
- Büyük boyutları ve protein yapısı, zayıf emildikleri ve gastrointestinal sistemde parçalanacakları anlamına gelmektedir; bu nedenle çoğu küçük moleküllü ilacın aksine genellikle parenteral yolla uygulanmaktadırlar.