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 (∼∼∼∼ 30 000 genów)

• Polipeptydy i białka substytucyjne otrzymywane

metodami inżynierii genetycznej

• Precyzyjna diagnostyka (biomarkery)

• Optymalizacja farmakogenetyczna zindywidualizowanej

farmakoterapii i profilaktyki

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

INTERDYSCYPLINARNA BIOMIKA I POSZCZEGÓLNE „OMIKI” ZMIERZAJĄCE DO WYJAŚNIENIA

BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH ZASAD FUNKCJONOWANIA ORGANIZMU

Genomika

Farmakogenomika

Metabonomika

Fizjomika

Proteomika

Transkryptomika

Fenomika

Systeomika(Biomika)

Peptydomika

Celomika

Chromonomika

Immunomika

Metylomika

Metalomika

Fluksomika

Epitomika

Krystalomika

Integromika

Jonomika

Metabolomika

Fizjogenomika

Separomika

Wakcynomika

Lipidomika

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

„OMIKI” W RACJONALNIE UKIERUNKOWANYM POSZUKIWANIU LEKÓW

BajtBazy danych porównawczych;

technologie wspomagająceInformatyka

klinicznaCały organizm

PikselMikroskopia zrobotyzowana;

programy do mechanicznej analizy obrazu tkankowego

Hiperilościowaanaliza tkankowa

Tkanka (z włączeniem mikroskopii zrobotyzowanej oraz mechanicznej

analizy obrazu)

Obrazowanie tkankowe oraz

składnikówMikroskopiaPatologia

Tkanka(standardowo)

FotonyCyfrowe odwzorcowanie próbnika

fluorescencyjnego; immunohistochemia; cytologia

CellomikaKomórki

Cząsteczka metabolitu

MS; NMRMetabolonika/

metabolonomikaMetabolity

Sekwencje aminokwasów;

całe białka

Żele 2-D; MS;„kostki” białkowe

ProteomikaBiałko

Ekspresjowanasekwencja

Profilowanieekspresji genów

Genomikafunkcjonalna

RNA

NukleotydSekwencjonowanie

nukleotydówGenomikaDNA

Jednostka informacyjna

Stosowana TechnologiaRodzaj „Omiki”Żródło danych biologicznych

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

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

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

BIOINFORMATYKA(Cheminformatyka)

y = 0.927x + 0.8661

R = 0.963

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00

tR exp

t R p

red

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.

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

BIOTECHNOLOGIA

Zastosowanie organizmów, komórek

lub ich części w celu pozyskania

produktów i usług (products & services)

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

BIOLOGIA MOLEKULARNA DLA FARMACJI

• Ulepszone produkty klasycznej biotechnologii• Poznanie genomu ludzkiego (~ 30 000 genów)• Polipeptydy i białka substytucyjne otrzymane

metodami inżynierii genetycznej• Terapia wymiany genu (~ 5000 chorób)• Precyzyjna diagnostyka (biomarkery)• Optymalizacja farmakogenetyczna

zindywidualizowanej farmakoterapii i profilaktyki

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

Biotechnologia farmaceutyczna na początku XXI wieku

Liczba firm specjalistycznychUSA > 2000EU > 750 (UK 217, D 188, F60)Kanada 188Izrael 77Australia 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 (???)

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

Przewidywana sprzedaż amerykańskich leczniczych produktów

biotechnologicznych [mln USD]

27 900

3 600

3 700

20 600

2005

1249 00015 850Razem

157 3001 650Inne

85 4002 500Substancje

diagnostyczne

1236 30011 700Leki

20102000

Wzrost procentowy w latach 2000-2010 [%/rok]

Stan przewidywanyStan

sprzedażyRodzaj produktów

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

Pro

cent

NT

E

Rok

Proporcja leków otrzymywanych biotechnologicznie wśród noworejestrowanych (NTE)

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

NAJWAŻNIEJSZE LEKI WYTWARZANE PRZEZ KOMÓRKI GENETYCZNIE

ZREKOMBINOWANE

Genentech, USA

Amgen, USA

The Purdue Frederick Co., USA

Genentech, USA

Astra Zeneca, UK

Hoffman-La Roche, USA

Schering-Plough/Biogen, USA

Ortho, USA

Merck, Niemcy

Genentech, USA

Lilly/Genentech, USA

WYTWÓRCA

Choroba ziarniniakowa

Niedokrwistość

Kłykcina kończysta

Zakrzepica

Rak sutka, prostaty

Żółtaczka, Rak pęcherza, Białaczka

Przeszczepy

Profilaktyka

Karłowatość, wyniszczenie przysadkowe

Cukrzyca

WSKAZANIA

Interferon-γγγγ-1b1990

Erytropoetyna

Interferon-αααα-n3

1989

Alteplaza

Goserelin

1987

Interferon-αααα-2a

Interferon-αααα-2b

Muromonab CD3

Szczepionka

przeciw Hepatitis B

1986

Somatropina ludzka1985

Insulina ludzka1982

PRODUKTROK

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

Takeda, Japonia

Genentech, USA

Genentech, USA

Roche, Szwajcaria

Genentech, USA

Lilly, USA

Biogen, USA

Genetics Institute Inc., USA

Enzon, USA

Genentech/Miles, USA

Roche, Szwajcaria

Chiron, USA

Amgen, USA

Hoechst-Roussel/Immunex, USA

WYTWÓRCA

Angiosarkoma

Łuszczyca

Zawał serca

Przeszczepy nerki

Rak piersi

Angioplastyka wieńcowa

Stwardnienie rozsiane

Hemofilia B

Białaczka limfoblastyczna

Hemofilia A

Mukimiscydoza

Czerniak, rak nerki

Przeszczep szpiku

Immostymulacja

WSKAZANIA

Tenekteplaza2000

Daklizumab

Trastuzumab

1998

Celmoleukina

Efalizumab

2003

Abciximab1997

Interferon-ββββ-1a

Czynnik krzepnięcia IX

1996

PEG-L-asparaginaza1994

Czynnik krzepnięcia VIII

Dornaza Alfa

1993

Interleukina-21992

Filgrastim (G-CSF)

Sargramostim (GM-CSF)

1991

PRODUKTROK

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004

Mln

USD

Rok

Rynek biomarkerów diagnostycznych w USA

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwanialepszych leków„ - AMG 2004

BIOMARKERY

Profile metabolomiczne: Hyperquantitative TissueAnalysis 100-1000 składników tkankowych

(wątroba).Zbiory związków:

kwas lizofosfatydowy (LPA) −−−− rak, aterosklerozaPojedyncze związki:

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania lepszych leków„ - AMG 2004