BIOLOGIA MOLEKULARNA WE WSPÓŁCZESNEJ FARMACJI

Transkrypt

1 BIOLOGIA MOLEKULARNA WE WSPÓŁCZESNEJ FARMACJI W 2003 r. sprzedaż produktów amerykańskich firm biotechnologicznych: 35,85 mld USD (strata 3,24 mld USD); Europa i Azja > 10 lat opóźnienia Ulepszone produkty klasycznej biotechnologii Poznanie genomu ludzkiego ( genów) Polipeptydy i białka substytucyjne otrzymywane metodami inżynierii genetycznej Precyzyjna diagnostyka (biomarkery) Optymalizacja farmakogenetyczna zindywidualizowanej farmakoterapii i profilaktyki

2 INTERDYSCYPLINARNA BIOMIKA I POSZCZEGÓLNE OMIKI ZMIERZAJĄCE DO WYJAŚNIENIA BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH ZASAD FUNKCJONOWANIA ORGANIZMU Genomika Transkryptomika Chromonomika Fenomika Epitomika Wakcynomika Immunomika Integromika Fizjogenomika Systeomika (Biomika) Farmakogenomika Metylomika Metalomika Lipidomika Jonomika Celomika Metabolomika Proteomika Peptydomika Krystalomika Separomika Metabonomika Fizjomika Fluksomika R. Kaliszan Kierunki poszukiwania lepszych leków - AMG 2004

3 OMIKI W RACJONALNIE UKIERUNKOWANYM POSZUKIWANIU LEKÓW Żródło danych biologicznych Rodzaj Omiki Stosowana Technologia Jednostka informacyjna DNA Genomika Sekwencjonowanie nukleotydów Nukleotyd RNA Genomika funkcjonalna Profilowanie ekspresji genów Ekspresjowana sekwencja Białko Proteomika Żele 2-D; MS; kostki białkowe Sekwencje aminokwasów; całe białka Metabolity Metabolonika/ metabolonomika MS; NMR Cząsteczka metabolitu Komórki Cellomika Cyfrowe odwzorcowanie próbnika fluorescencyjnego; immunohistochemia; cytologia Fotony Tkanka (standardowo) Patologia Mikroskopia Obrazowanie tkankowe oraz składników Tkanka (z włączeniem mikroskopii zrobotyzowanej oraz mechanicznej analizy obrazu) Hiperilościowa analiza tkankowa Mikroskopia zrobotyzowana; programy do mechanicznej analizy obrazu tkankowego Piksel Cały organizm Informatyka kliniczna Bazy danych porównawczych; technologie wspomagające Bajt

4 STRATEGIA POSZUKIWAN LEKÓW WYCHODZĄCA Z GENETYKI Zidentyfikowanie subpopulacji, w której dana choroba występuje w nasileniu Analiza DNA członków populacji chorych i ich rodzin, z jednej strony oraz zdrowych, z drugiej strony Zlokalizowanie genów zmutowanych występujących tylko u chorych Identyfikacja białek powstających w wyniku ekspresji tych zmutowanych genów - proteomika Próby określenia, czy blokowanie złych białek hamuje daną chorobę Poszukiwanie związków, które byłyby skutecznymi inhibitorami tych białek i spełniałyby kryteria jakości leków

5 BIOINFORMATYKA (Cheminformatyka) t R pred y = 0.927x R = t R exp R. Kaliszan, T. Bączek, A. Cimochowska, P. Juszczyk, K. Wiśniewska, Z. Grzonka, Prediction of HPLC retention of peptides with the use of quantitative structure-retention relationships, Proteomics, przyjęto do druku.

6 BIOTECHNOLOGIA Zastosowanie organizmów, komórek lub ich części w celu pozyskania produktów i usług (products & services)

7 BIOLOGIA MOLEKULARNA DLA FARMACJI Ulepszone produkty klasycznej biotechnologii Poznanie genomu ludzkiego (~ genów) Polipeptydy i białka substytucyjne otrzymane metodami inżynierii genetycznej Terapia wymiany genu (~ 5000 chorób) Precyzyjna diagnostyka (biomarkery) Optymalizacja farmakogenetyczna zindywidualizowanej farmakoterapii i profilaktyki

8 Biotechnologia farmaceutyczna na początku XXI wieku Liczba firm specjalistycznych USA > 2000 EU > 750 (UK 217, D 188, F60) Kanada 188 Izrael 77 Australia 36 Produkty w trakcie badań klinicznych > 350 Liczba ludzi leczonych tymi preparatami na świecie > 200 mln (> 90 leków i szczepionek) Do połowy 2003 roku upadło 20 % firm biotechnologii farmaceutycznej powstałych w 2000 roku The low growing apples have already been picked (???)

9 Przewidywana sprzedaż amerykańskich leczniczych produktów biotechnologicznych [mln USD] Rodzaj produktów Stan sprzedaży 2000 Stan przewidywany Wzrost procentowy w latach [%/rok] Leki Substancje diagnostyczne Inne Razem

10 Proporcja leków otrzymywanych biotechnologicznie wśród noworejestrowanych (NTE) Procent NTE R. Kaliszan Kierunki poszukiwania lepszych leków - AMG 2004 Rok

11 NAJWAŻNIEJSZE LEKI WYTWARZANE PRZEZ KOMÓRKI GENETYCZNIE ZREKOMBINOWANE ROK PRODUKT WYTWÓRCA WSKAZANIA 1982 Insulina ludzka Lilly/Genentech, USA Cukrzyca 1985 Somatropina ludzka Genentech, USA Karłowatość, wyniszczenie przysadkowe 1986 Interferon-α-2a Interferon-α-2b Muromonab CD3 Szczepionka Hoffman-La Roche, USA Schering-Plough/Biogen, USA Ortho, USA Merck, Niemcy Żółtaczka, Rak pęcherza, Białaczka Przeszczepy Profilaktyka przeciw Hepatitis B 1987 Alteplaza Genentech, USA Zakrzepica Goserelin Astra Zeneca, UK Rak sutka, prostaty 1989 Erytropoetyna Amgen, USA Niedokrwistość Interferon-α-n3 The Purdue Frederick Co., USA Kłykcina kończysta 1990 Interferon-γ-1b Genentech, USA Choroba ziarniniakowa

12 ROK PRODUKT WYTWÓRCA WSKAZANIA 1991 Filgrastim (G-CSF) Sargramostim (GM-CSF) Amgen, USA Hoechst-Roussel/Immunex, USA Przeszczep szpiku Immostymulacja 1992 Interleukina-2 Chiron, USA Czerniak, rak nerki 1993 Czynnik krzepnięcia VIII Genentech/Miles, USA Hemofilia A Dornaza Alfa Roche, Szwajcaria Mukimiscydoza 1994 PEG-L-asparaginaza Enzon, USA Białaczka limfoblastyczna 1996 Interferon-β-1a Czynnik krzepnięcia IX Biogen, USA Genetics Institute Inc., USA Stwardnienie rozsiane Hemofilia B 1997 Abciximab Lilly, USA Angioplastyka wieńcowa 1998 Daklizumab Trastuzumab Roche, Szwajcaria Genentech, USA Przeszczepy nerki Rak piersi 2000 Tenekteplaza Genentech, USA Zawał serca 2003 Celmoleukina Takeda, Japonia Angiosarkoma Efalizumab Genentech, USA Łuszczyca

13 Rynek biomarkerów diagnostycznych w USA Mln USD R. Kaliszan Kierunki poszukiwania lepszych leków - AMG 2004 Rok

14 BIOMARKERY Pojedyncze związki: Zbiory związków: kwas lizofosfatydowy (LPA) rak, ateroskleroza Profile metabolomiczne: Hyperquantitative Tissue Analysis składników tkankowych (wątroba).