Aspectos Científico-Técnicos en el Diseño y Producción de Fármacos

Biotecnológicos

Julio Delgado BoadaBiotechnova S.A.S

AGOSTO 2013

direccioncientifica@biotechnova.comjdelgado25450@Yahoo.com

¿Que se Consideran Fármacos

Biotecnológicos?

Biológicos:Producto Farmacéutico manufacturado utilizando organismos vivos ó parte de él(células, tejidos, etc)

Biotecnológicos:Productos Biológicos Terapéuticos producidos por tecnología DNA recombinanteEjemplos:Anticuerpos MonoclonalesProteínas RecombinantesPéptidosVacunas Terapéuticas

Ejemplos: vacunas profilácticas, producto sanguíneos, antibióticos

¿Que es un Biotecnológico?

Primer producto farmaceútico recombinante, 1982

Purificación bioquímica

páncreas

insulina de cerdo

Antes…

ADN(gen de la insulina humana)

insulina humana (recombinante)

bacterias o levaduras

(ingeniería genética)

Insulina Humana Alfa Interferón Hormona de Crecimiento Humano Activador Tisular del Plasminógeno Factor de Crecimiento Epidérmico Eritropoyetina (EPO) Etanercept Rituximab

Fármacos Biotecnológicos

Medicamentos Biotecnológicos Bajo Desarrollo: Por categoría Terapéutica

2004 2006 2008Cáncer/Condiciones Relacionadas 154 210 254

Enfermedades Infecciosas 43 50 162

Trastornos del Sistema Inmunológico 26 44 59

Otros 17 18 35

Infección del VIH/SIDA y Condiciones Relacionadas 17 22 34

Trastornos Respiratorios 14 13 27

Enfermedad Cardiovascular 19 22 25

Trastornos de la Sangre 2 10 20

Trastornos de la Piel 7 7 19

Diabetes/Condiciones Relacionadas 10 15 19

Trastornos Neurológicos 16 17 18

Trastornos Digestivos 11 14 15

Trastornos Genéticos 9 9 11

Transplantes 3 4 10

Condiciones de la Vista 5 6 8

Trastorno del Crecimiento 3 4 5

324 418 633

Medicamentos Biotecnológicos Bajo Desarrollo: Por categoría de Producto

2004 2006 2008

Vacunas 90 62 223

Anticuerpos Monoclonales 76 160 192

Hormonas Recombinantes/Proteínas 43 66

Otros 34 62 44

Terapia Genética 23 46 38

Terapia Celular 11 21 23

Interferones 10 18 16

Antisentido 14 20 16

Interleukinas 8 8 10

Factores de Crecimiento 7 16 5

Caducidad de patentes de medicamentos biológicos

Producto Marca® Laboratorio Expiración UE

Expiración USA

EPO Eprex® Amgen/J&J Caducada 2012

EPO Neorecormon®

Roche Caducada Caducada

Interferón 1b Betaferon® Bayer Caducada Caducada

G-CSF Neupogen® Amgen Caducada 2013

Interferón 2b Intron-A ® Schering-Plough Caducada Caducada

Interferón 2a Roferon-A ® Roche Caducada NA

Receptor TNF Enbrel® Amgen/Wyeth 2010 2009

Anti-TNF Remicade® Schering-Plough 2011 2011

Anti-CD20 MabThera® Roche 2013 2015

Anti-HER2 Herceptin® Roche 2014 2014

Anti-EGFR Erbitux® Merck-Serono 2010 2015

Anti-VEGF Avastin® Roche 2019 2017

Ledford H. The same but different. Nature, 2007; 449: 274-276

1. Desarrollo de la célula hospedera (clon productor)

2. Establecimiento de un banco de clones

3. Producción de la proteína (principio activo)

4. Purificación5. Análisis 6. Formulación 7. Almacenaje y manipulación

Como se Desarrolla un Fármaco Biotecnológico

Anatomía de un vector de expresión

Constructo de Expresión

MicroorganismosBacterias levaduras

Vegetales transgénicos

AnimalesTransgénicos

Células animales

Proteínas terapéuticasAnticuerposMoléculas complejas

Proteínas terapéuticasAnticuerposMoléculas complejas

Cultivos celulares en bioreactores

No hay necesidad de reactores

Cultivos de células mamíferos

Ratones de investigaciónVacunos, ovinos

AntibióticosPéptidos simplesVacunasMoléculas simples

Cultivos en bioreactores

Bacterias levaduras hongos

Resistencias naturales a virus y químicos

No hay necesidad de reactores

Genética simpleGenética complejaGenética complejaGenética simple

InsulinaHormona hGHVacuna Hepatitis B

Activador tisularde plasminógeno tPAAnticuerpos terapéuticos

Hormona hGH Vitamina ABeta Caroteno

SISTEMAS BIOLOGICOS PARA LA PRODUCCIONDE BIOTECNOLOGICOS

Epo glicosilación en 3 sitios de N-linked glicosilaciónen tres residuos de asparagina y O-linked glicosilaciónen un residuo de serina.

ERITROPOYETINA

Chinese Hamster Ovary Cells (CHO)

Muy utilizadas para la producción de proteínas que no se pueden producir en E. coli ó levaduras

Es el caso de aquellas proteínas que requieren plegamientos (folding), glicosilación ó que son tóxicas en bacterias

Cultivo de Célula Animal

Correcta glicosilación Pueden expresar proteínas de gran

tamaño (> 50 kd) Algunas células (e.g., CHO cells) pueden crecer como cultivos en suspensión Expresión extracelular

CLONAJE DEL GEN

Introducción en un sistema

biológico

Upstream process

Downstream Process

Formulación

Producto final

PRODUCCION DE PROTEINAS RECOMBINANTES

Flujo Típico de un Proceso Biotecnológico

(Feed 2)

(Feed 3)

(Feed 4)

Chrom 1

Chrom 3

Cryo-preservación

Concentración / Diafiltración

Centrifuga

(Feed1)

Inóculo ezpansiónAmpolleta

Chrom 2

Banco celular de trabajo

Banco celular Master

Banco celular de trabajo

Sistema de Banco de Células

Identidad

Pureza

Potencia

Estabilidad

CONTROL DEL PRODUCTO FINAL

Electroforesis SDS-PAGE Inmunoquímica (ELISA, Western blot) Mapeo peptídico Dicroísmo circular Cristalografía Electroforesis capilar Cromatografía líquida Espectrometría de masa

Caracterización de las Proteínas

ELECTROFORESIS DE PROTEINAS

1 - Marcadores de peso molecular2 – 4 biofármaco innovador5 – 7 biofármaco en evaluación

CROMATOGRAFIA LIQUIDA DE ALTA RESOLUCION

A

B

A

B

biofármaco innovador

biofármaco en evaluación

MAPEO PEPTIDICO (*)

(*) espectro de masas0 –biofármaco innovador0 – biofármaco en evaluación

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