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IUSS 2008 - Dr. A. Orlandi1 Lo sviluppo di un farmaco: dal laboratorio al mercato.

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Presentazione sul tema: "IUSS 2008 - Dr. A. Orlandi1 Lo sviluppo di un farmaco: dal laboratorio al mercato."— Transcript della presentazione:

1 IUSS Dr. A. Orlandi1 Lo sviluppo di un farmaco: dal laboratorio al mercato

2 IUSS Dr. A. Orlandi2 Fasi dello sviluppo di un farmaco Drug discovery Targets & receptors Small molecules drugs Large molecules Drug development Farmacodinamica Farmacocinetica Tossicologia Sviluppo chimico Sviluppo farmaceutico Sviluppo analitico cGLP compliance Clinical Trials Studi clinici cGCP compliance Produzione cGMP compliance Immissione in commercio Requisiti regolatori

3 IUSS Dr. A. Orlandi3 Discovery di grandi molecole (biopharmaceuticals) Settore in grande crescita, farmaci più potenti e specifici Applicazioni:- Profilassi (vaccini) - Terapeutica (anticorpi) - Terapia sostitutiva (ormoni, fattori di crescita)

4 IUSS Dr. A. Orlandi4 Discovery di grandi molecole (biopharmaceuticals) Vaccini Anticorpi Citochine Ormoni Terapia genetica Cellule staminali

5 IUSS Dr. A. Orlandi5 Vaccini Vaccini attenuati Il patogeno è trattato chimicamente (temperatura) o cresciuto in specie diverse da quelle naturali (passaging) Vantaggi: Bassi costi produzione Conferiscono immunità Normalmente una singola dose è sufficiente Svantaggi: Possibilità di ritornare a stato virulento Limitata shelf life

6 IUSS Dr. A. Orlandi6 Vaccini Vaccini disattivati (colera, Epatite A, pertosse, tifo) Il patogeno è trattato chimicamente (fenoli, formaldeide, acetone) o irradiato e diventa inattivo Vantaggi: Non ritorna allo stato virulento Shelf life stabile Svantaggi: Costi di produzione più alti Maggiori controlli per assicurare la completa in attivazione Possibilità di risposta immunologica attenuata; più somministrazioni Toxoidi (difterite, tetano) Derivato dalle tossine secrete dal patogeno

7 IUSS Dr. A. Orlandi7 Vaccini - Nuovi approcci Disaccoppiare la funzione immunologica da quella virulenta Sub-unità (si utilizza solo una parte del patogeno) Dalla conoscenza degli ORFs (Open Reading Frames) del genoma del patogeno si individuano le sequenze che codificano gli epitopi (gruppi chimici che sono antigeni), responsabili della risposta immunitaria ORFs sono clonati per esprimere gli epitopi, dopo tests di laboratorio i candidati sono iniettati negli animali per verificare la risposta immunitaria I migliori sono ottimizzati e sottoposti a tests clinico

8 IUSS Dr. A. Orlandi8 Vaccini - Nuovi approcci Vector based: batteri e virus sono privati di tossicità ed utilizzati per trasportare sub-unità Canarypox (virus aviario) per trasportare gli epitopi per il trattamento HIV Vaccini nucleici Si iniettano geni del virus con sequenze che codificano gli antigeni. La cellula ospite codifica gli antigeni che attivano la risposta immunitaria Vaccini peptidici (peptido-mimetici, mimano gli epitopi) 8-24 aminoacidi che mimano la conformazione dell epitopo e sono riconosciuti dal sistema immunitario

9 IUSS Dr. A. Orlandi9 Discovery di grandi molecole (biopharmaceuticals) Vaccini Anticorpi Citochine Ormoni Terapia genetica Cellule staminali

10 IUSS Dr. A. Orlandi10 Anticorpi Struttura

11 IUSS Dr. A. Orlandi11 Anticorpi Possibili frammenti Variable fragment (F v ): corrisponde all apice della Y; parte variabile a seconda della classe degli anticorpi Antigen-binding fragment (F ab ): varie parti contenenti il segmento variabile Constant fragment (F c ): corrisponde al gambo della Y; parte costante per tutti gli anticorpi della stessa classe, lega l anticorpo ad altri recettori ed attiva la risposta immunitaria

12 IUSS Dr. A. Orlandi12 Anticorpi Possibili frammenti Variable fragment (F v ): corrisponde all apice della Y; parte variabile a seconda della classe degli anticorpi Antigen-binding fragment (F ab ): varie parti contenenti il segmento variabile Constant fragment (F c ): corrisponde al gambo della Y; parte costante per tutti gli anticorpi della stessa classe, lega l anticorpo ad altri recettori ed attiva la risposta immunitaria

13 IUSS Dr. A. Orlandi13 Anticorpi policlonali Utilizzati nell immunizzazione passiva Rischio di sensibilizzazione: contengono non solo l anticorpo desiderato ma anche alri anticorpi Animale immunizzato (cavallo) Raccolta siero/plasma con anticorpi Purificazione anticorpi Formulazione finale

14 IUSS Dr. A. Orlandi14 Anticorpi monoclonali (MAs) Tipo unico di anticorpo diretto contro un epitopo specifico (determinante antigenico) e prodotto da una linea cellulare di ibridomi, formati per fusione di un linfocita con una cellula tumorale.

15 IUSS Dr. A. Orlandi15 Anticorpi monoclonali Topo inoculato con antigene Produce anticorpi Fusione dei due tipi di cellule e incubazione per dare IBRIDOMA Ibridomi sono coltivati in un mezzo specifico Selezione degli ibridomi che producono gli anticorpi specifici dell antigene di partenza Coltura in reattori su larga scala Dalla milza del topo si isolano le cellule B che producono anticorpi Raccolta cellule di mieloma dal midollo osseo umano Purificazione e formulazione

16 IUSS Dr. A. Orlandi16 Anticorpi monoclonali Umanizzazione degli MAs per limitare gli effetti avversi con tecniche di ingegneria genetica o Anticorpi chimerici (RePro 4 blood clogs) F v topo legato a F C IgG umano o Anticorpi umanizzati (Herceptin tumore seno) F v topo, specifico antigene legato a F IgG umano

17 IUSS Dr. A. Orlandi17 Anticorpi monoclonali o Anticorpi totalmente umanizzati 1. Ibridoma umano (cellule B+ mieloma) 2. Alterazione genetica sul topo per produzione anticorpi equivalenti ad umani 3. Phage display: Virus batteriofago in cui sono inseriti i geni umani che codificano gli anticorpi E. Coli infettata con virus Virus si riproduce nel batterio e genera anticorpi equivalenti a quelli umani

18 IUSS Dr. A. Orlandi18 Anticorpi coniugati Immunotossine: tossine coniugate ad anticorpi Immuno citochine: rDNA che codifica la catena lunga di MA con DNA che codifica la citochina per ottenere alta concentrazione locale di citochine per la risposta contro il cancro (Zevalin e Bexxar portano 90 Y per non Hodkins linfoma)

19 IUSS Dr. A. Orlandi19 Discovery di grandi molecole (biopharmaceuticals) Vaccini Anticorpi Citochine Ormoni Terapia genetica Cellule staminali

20 IUSS Dr. A. Orlandi20 Citochine Principali linfochine: interferone (IFN): tipo I ( tipo applicazioni mediche: antivirale, anticancro interleuchine (IL): IL2 molto studiata (133 a.a.; 15kDa) applicazioni mediche: melanoma metastatico, carcinoma renale Principali monochine: Altre interleuchine (IL) tumor necrosis factor (TNF): tipo e molto studiato (157 aa) proprietà: mediatore del sistema immunitario, stimolatore processi infiammatori (artrite reumatoide), citotossico

21 IUSS Dr. A. Orlandi21 Fattori di crescita Eritropoietina: glicoproteina prodotta nei reni (166 aa; 36KDa) stimola le cellule staminali del midollo a produrre globuli rossi Prodotta con cellule ricombinanti, somministrata per via subcutanea

22 IUSS Dr. A. Orlandi22 Discovery di grandi molecole (biopharmaceuticals) Vaccini Anticorpi Citochine Ormoni Terapia genetica Cellule staminali

23 IUSS Dr. A. Orlandi23 Ormoni - Insulina Ormone polipeptidico : 2 catene (A, 21 aa; B 30 aa; totale 6,8 KDa) unite da legami sulfidici Primi metodi produzione: estratti bovini e porcini resi equivalenti ad insulina umana da processi enzimatici Metodo attuale (dal 80): DNA ricombinante per fornire materiale di qualità riproducibile, controllata ed identico a quello umano

24 IUSS Dr. A. Orlandi24 Discovery di grandi molecole (biopharmaceuticals) Vaccini Anticorpi Citochine Ormoni Terapia genetica Cellule staminali

25 IUSS Dr. A. Orlandi25 Terapia genica Trasferimento di geni funzionanti per rimpiazzare geni non performanti e ripristinare il controllo della sintesi proteica. Vettori: retrovirus disattivati Tecniche: in vitro, in vivo Problematiche: tossicità risposte immunitarie/infiammatorie identificazione del gene considerazioni etiche

26 IUSS Dr. A. Orlandi26 Discovery di grandi molecole (biopharmaceuticals) Vaccini Anticorpi Citochine Ormoni Terapia genica Cellule staminali

27 IUSS Dr. A. Orlandi27 Discovery di grandi molecole (biopharmaceuticals)

28 IUSS Dr. A. Orlandi28 Fasi dello sviluppo di un farmaco Drug discovery Targets & receptors Small molecules drugs Large molecules Drug development Farmacodinamica Farmacocinetica Tossicologia Sviluppo chimico Sviluppo farmaceutico Sviluppo analitico cGLP compliance Clinical Trials Studi clinici cGCP compliance Produzione cGMP compliance Immissione in commercio Requisiti regolatori

29 IUSS Dr. A. Orlandi29 Development process map

30 IUSS Dr. A. Orlandi30 Farmacodinamica

31 IUSS Dr. A. Orlandi31 Farmacodinamica

32 IUSS Dr. A. Orlandi32 Farmacodinamica

33 IUSS Dr. A. Orlandi33 Farmacodinamica Si occupa dello studio degli effetti dose-risposta D+R D*R risposta K 1 [D][R]=K -1 [D*R] [D][R]/[D*R]= K -1 / K 1 = K D quando [R]=[D*R] [D]= K D ma [R]=(100-[D*R]) quindi [D]= K D [D*R]/100-[D*R]

34 IUSS Dr. A. Orlandi34 Farmacodinamica

35 IUSS Dr. A. Orlandi35 Farmacodinamica Potenza di un farmaco Dose richiesta per generare un effetto Un farmaco potente genera un effetto a basse dosi Efficacia E una misura dell affinità del farmaco al recettore Indice terapeutico LD 50 /ED 50 Standard safety Margin SSM=(LD 1 -ED 99 )/ED 99 *100


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