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

Bajt

Bazy danych porównawczych;

technologie wspomagające

Informatyka

kliniczna

Cały organizm

Piksel

Mikroskopia zrobotyzowana;

programy do mechanicznej analizy

obrazu tkankowego

Hiperilościowa

analiza tkankowa

Tkanka (z włączeniem mikroskopii
zrobotyzowanej oraz mechanicznej

analizy obrazu)

Obrazowanie

tkankowe oraz

składników

Mikroskopia

Patologia

Tkanka

(standardowo)

Fotony

Cyfrowe odwzorcowanie próbnika

fluorescencyjnego;

immunohistochemia; cytologia

Cellomika

Komórki

Cząsteczka

metabolitu

MS; NMR

Metabolonika/

metabolonomika

Metabolity

Sekwencje

aminokwasów;

całe białka

Żele 2-D; MS;

„kostki” białkowe

Proteomika

Białko

Ekspresjowana

sekwencja

Profilowanie

ekspresji genów

Genomika

funkcjonalna

RNA

Nukleotyd

Sekwencjonowanie

nukleotydów

Genomika

DNA

Jednostka

informacyjna

Stosowana Technologia

Rodzaj „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

t

R

exp

t

R

p

re

d

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 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 (???)

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

12

49 000

15 850

Razem

15

7 300

1 650

Inne

8

5 400

2 500

Substancje

diagnostyczne

12

36 300

11 700

Leki

2010

2000

Wzrost

procentowy w

latach 2000-

2010 [%/rok]

Stan przewidywany

Stan

sprzedaży

Rodzaj

produktów

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

P

roc

en

t N

T

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

-1b

1990

Erytropoetyna
Interferon-

αααα

-n3

1989

Alteplaza
Goserelin

1987

Interferon-

αααα

-2a

Interferon-

αααα

-2b

Muromonab CD3
Szczepionka
przeciw Hepatitis B

1986

Somatropina ludzka

1985

Insulina ludzka

1982

PRODUKT

ROK

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

Tenekteplaza

2000

Daklizumab
Trastuzumab

1998

Celmoleukina
Efalizumab

2003

Abciximab

1997

Interferon-

ββββ

-1a

Czynnik krzepnięcia IX

1996

PEG-L-asparaginaza

1994

Czynnik krzepnięcia VIII
Dornaza Alfa

1993

Interleukina-2

1992

Filgrastim (G-CSF)
Sargramostim (GM-CSF)

1991

PRODUKT

ROK

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

M

ln

U

SD

Rok

Rynek biomarkerów diagnostycznych w USA

R. Kaliszan „Kierunki poszukiwania

lepszych leków„ - AMG 2004

BIOMARKERY

Profile metabolomiczne: Hyperquantitative Tissue

Analysis 100-1000 składnik

ów tkankowych

(wątroba).

Zbiory związk

ów:

kwas lizofosfatydowy (LPA)

−−−−

rak, ateroskleroza

Pojedyncze związki:

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