L&M-5-2015
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Der molekulare Doppelgänger
Der molekulare Doppelgängerlabor&more im Gespräch mit Prof. Dr Cristian Huber, Professor für Chemie und Bioanalytik im Fachbereich Molekulare Biologie an der Universität Salzburg und Leiter des Christian-Doppler-Labors für Biosimilar-Charakterisierung in Salzburg, Österreich lab&more behandelt regelmäßig Themen der pharmazeutischen und analytischen Branche. Das Christian-Doppler-Labor arbeitet eng mit Partnern aus der Industrie zusammen. In Ihrem Labor charakterisieren und analysieren Sie „Biosimilars“ auf Proteinbasis. Was sind Biosimilars? Prof. Dr Cristian Huber: Biopharmazeutika oder Biologika sind Medikamente, die von lebenden Organismen in biotechnischen Verfahren erzeugt werden, beispielsweise Impfstoffe, Blut oder Blutbestandteile, therapeutische Proteine oder lebende Zellen für die Zelltheraphie. Sie bilden bereits ein Drittel der neuen Medikamente, die momentan in Entwicklung sind. Biosimilars sind neue Versionen von bestehenden Biopharmazeutika (Originalwirkstoffe) nach Ablauf des Patentschutzes. Sandoz, das größte pharmazeutische Unternehmen in Österreich und einer der Industriepartner des Christian-Doppler-Labors erzeugt seit Jahrzehnten weltweit Biologika und entwickelt seit 1996 Biosimilars. Welche Vorteile (und Nachteile) hat die Entwicklung von Biosimilars statt generischer oder neuartiger Medikamente und welche Möglichkeiten bieten diese Medikamente für die pharmazeutische Industrie? Biosimilars bieten den Vorteil, dass die Sicherheit und die Wirksamkeit bei der Behandlung von Patienten bereits für das ursprüngliche Biopharmazeutikum sorgfältig geprüft wurden. Daher sind die Entwicklungskosten für Biosimilars wesentlich niedriger als bei Originalwirkstoffen, d.h. Biosimilars können Patienten zu wesentlich niedrigeren Kosten bereitgestellt werden, was eine Therapie für eine größere Anzahl von Patienten bezahlbar macht. Aufgrund der hohen strukturellen Komplexität von Biopharmazeutika benötigt die Entwicklung von Biosimilars aber ebenfalls erhebliche Zeit und Investitionen. Ziel ist es, eine ausreichende „Ähnlichkeit“ der Biosimilars mit den Originalwirkstoffen bezüglich Sicherheit und Wirksamkeit herzustellen.
Sammlung von Werkzeugen zur physikalisch-chemischen und biologischen Charakterisierung von Biosimilars Bild: © Christian Huber
Können Sie uns ein Beispiel für ein Pharmazeutikum nennen, das in Ihrem Labor untersucht wird?
Sandoz gab vor kurzem bekannt (http:/
Verfahren für die Charakterisierung der Wirksamkeit und Sicherheit von Biosimilars: Zum Untersuchen der Ähnlichkeit zwischen Originalwirkstoff und Biosimilar-Protein kommen Analyseverfahren und biologische Tests zur Anwendung. Bild: © Christian Huber
Mit welchen Verfahren werden die Bestandteile analysiert? Wie verläuft die Weiterentwicklung der Technologie? Sehr komplexe Biomoleküle wie therapeutische Proteine weisen zahlreiche inhärente, intrinsische Eigenschaften auf, die für die Sicherheit und Wirksamkeit der medizinischen Wirkstoffe wesentlich sind. Die primäre Struktur sowie postranslationale Modifikationen wie Glykosylierung, Oxidation, Desamidierung werden üblicherweise durch Hochleistungs-Flüssigchromatographie in Verbindung mit einer hochauflösenden Massenspektrometrie auf der Ebene der proteolytischen Abbauprodukte oder, was in unserem Labor bevorzugt erfolgt, auf der Ebene intakter Proteine. Andere Aspekte der Proteinstruktur wie die Proteinfaltung werden durch Kapillarzonenelektrophorese, CD-Spektroskopie, Infrarot-Spektroskopie oder biologische Assays auf der Basis der Behandlung mit Enzymen oder der Bindung von RNA-basierten Liganden untersucht. Ist die Wirkung auf den Körper identisch, wenn die Struktur des Biosimilars mit dem bestehenden Wirkstoff übereinstimmt? Bei welchen Merkmalsabweichungen vom bestehenden Wirkstoff bleibt die Wirkung erhalten? Für die Entwicklung eines Biosimilars mit der gleichen Wirkung im menschlichen Körper wie das originale Biologikum muss ermittelt werden, welche strukturellen Bestandteile für die Funktionen des Moleküls relevant sind. Dies erfordert profundes Wissen aufgrund von umfangreichen Struktur-/Funktionsstudien. Glykoprotein-Biologika sind auch keine Einzelstoffe, sondern Mischungen von eng verwandten Molekülen mit identischen Aminosäurensequenzen, aber einer bestimmten quantitativen Variabilität in den Zucker- bzw. Glykanstrukturen. Daher verlassen sich die Behörden für die Zulassung von Medikamenten wie EMA oder FDA auf das Ähnlichkeitskonzept, d.h. Originalwirkstoff und Biosimilar müssen in so vielen verschiedenen molekularen Eigenschaften wie möglich möglichst ähnlich sein, um eine entsprechende Sicherheit und Wirksamkeit sicherzustellen. Ähnlichkeit bedeutet in diesem Zusammenhang, dass kein statistisch relevanter Unterschied in den klinisch relevanten molekularen Eigenschaften zwischen Originalwirkstoff und Biosimilar vorhanden ist. Auch Verunreinigungen der Medikamente müssen auf ein Minimum beschränkt sowie sorgfältig charakterisiert und quantifiziert werden, was ebenfalls eine der Hauptaufgaben des Christian-Doppler-Labors darstellt. Foto: © istockphoto.com| beemore |
L&M 5 / 2015Das komplette Heft zum kostenlosen Download finden Sie hier: zum Download Der Autor:NewsSchnell und einfach die passende Trennsäule findenMit dem HPLC-Säulenkonfigurator unter www.analytics-shop.com können Sie stets die passende Säule für jedes Trennproblem finden. Dank innovativer Filtermöglichkeiten können Sie in Sekundenschnelle nach gewünschtem Durchmesser, Länge, Porengröße, Säulenbezeichnung u.v.m. selektieren. So erhalten Sie aus über 70.000 verschiedenen HPLC-Säulen das passende Ergebnis für Ihre Anwendung und können zwischen allen gängigen Herstellern wie Agilent, Waters, ThermoScientific, Merck, Sigma-Aldrich, Chiral, Macherey-Nagel u.v.a. wählen. Ergänzend stehen Ihnen die HPLC-Experten von Altmann Analytik beratend zur Seite – testen Sie jetzt den kostenlosen HPLC-Säulenkonfigurator!© Text und Bild: Altmann Analytik ZEISS stellt neue Stereomikroskope vorAufnahme, Dokumentation und Teilen von Ergebnissen mit ZEISS Stemi 305 und ZEISS Stemi 508ZEISS stellt zwei neue kompakte Greenough-Stereomikroskope für Ausbildung, Laborroutine und industrielle Inspektion vor: ZEISS Stemi 305 und ZEISS Stemi 508. Anwender sehen ihre Proben farbig, dreidimensional, kontrastreich sowie frei von Verzerrungen oder Farbsäumen. © Text und Bild: Carl Zeiss Microscopy GmbH |