NEUROFARMAKOLÓGIA 12. CNS gyógyszerek kutatásának, fejlesztésének folyamata

Átírás

1 NEUROFARMAKOLÓGIA 12. CNS gyógyszerek kutatásának, fejlesztésének folyamata

2 MIRŐL LESZ SZÓ? Farmakológiai kutatás az iparban célok egy kutatási program folyamata gyógyszerkutatási módszerek receptor kötési teszt molekulatervezés sejtes módszerek izolált szerves vizsgálatok állatmodellek szerkezet-hatás összefüggés vizsgálatok gyógyszerjelölt kiválasztása, humán klinikai vizsgálatok új gyógyszer ipari gyógyszerkutatás szakaszai, költségei egy gyógyszer életútja a gyógyszeripar válsága transzlációs kutatások

3 ALAPHELYZET Orvosi igények Gyógyszergyárak gyógyszergyártás TB támogatás (ritka betegségek) Kielégítetlen orvosi igények Gyógyszergyárak R&D Akadémiai/egyetemi kutatóintézetek Kutatási támogatás

4 KUTATÁSI PROGRAM INDÍTÁSA Explorációs kutatás, irodalmazás Kutatási javaslat (kutatási team) Molekuláris célpont, hatásmód definiálása Terápiás célpont definiálása Koncepció kifejtése: miért várható, hogy a kiválasztott célponton ható gyógyszermolekula javítani fogja a betegség lefolyását, tüneteit? Munkaterv kifejtése (milyen vizsgálati modellekre van szükség?) Kémiai háttér (analóg kutatás, HTS, molekulatervezés lehetősége) Orvosi igények, kompetítor helyzet, piaci helyzet elemzése Döntés: kutatásvezetés/management Stratégia Erőforrás helyzet Kis- és nagy rizikójú programok - monitorozás

5 GYÓGYSZERKUTATÁSI PROGRAM SZAKASZAI KÉMIAI KIINDULÓPONT AZONOSÍTÁSA (HTS hit-ek, exploráció, ismert molekulák) LEAD MOLEKULA KERESÉS LEAD OPTIMALIZÁCIÓ GYÓGYSZERJELÖLT KIVÁLASZTÁSA FEJLESZTÉS (PREKLINIKAI, KLINIKAI)

6 GYÓGYSZERKUTATÁS, FEJLESZTÉS EXPLORÁCIÓ: alapkutatás, biológiai, kémiai koncepció target és indikáció megfogalmazása PREKLINIKAI KUTATÁS I. FÁZIS kutatási eszközpark összeállítása lead molekula kiválasztása PREKLINIKAI KUTATÁS II. FÁZIS lead optimalizáció gyógyszerjelölt molekula kiválasztása PREKLINIKAI FEJLESZTÉS kg. léptékű gyártás toxikológia KLINIKAI FEJLESZTÉS Fázis 1: tolerabilitás Fázis 2: klinikai koncepció bizonyítása Fázis 3: alkalmasság bizonyítása REGISZTRÁCIÓ 2-3 év 1,5 év 2 év 2 év 1 év 2 év 3 év 1 év

7 GYÓGYSZERKUTATÁS, FEJLESZTÉS

8 A GYÓGYSZERKUTATÁS KÖLTSÉGEI EXPLORÁCIÓ (2-3 év) PREKLINIKAI KUTATÁS I. FÁZIS (1,5 év) PREKLINIKAI KUTATÁS II. FÁZIS (2 év) teljes költség 1%-a teljes költség 1%-a teljes költség 7%-a PREKLINIKAI FEJLESZTÉS (2 év) teljes költség 9%-a KLINIKAI FEJLESZTÉS Fázis 1: tolerabilitás (1 év; 85% kiesési ráta) teljes költség 6%-a Fázis 2: klinikai koncepció bizonyítása (2 év; 75%) teljes költség 14%-a Fázis 3: alkalmasság bizonyítása (3 év; 50%) teljes költség 35%-a REGISZTRÁCIÓ (1 év; 5%) PIACI ELŐKÉSZÍTÉS teljes költség 9%-a teljes költség 18%-a Egy új gyógyszermolekula (NME=new molecular entity) kifejlesztésének költsége: kb USD

9 GYÓGYSZERKUTATÁS SORÁN ALKALMAZOTT FONTOSABB MÓDSZEREK

10 MOLEKULA TERVEZÉS Klasszikus gyógyszerkémia SAR: szerkezet-hatás vizsgálat (structure-activity relationship) In silico megközelítések: FARMAKOFÓR MODELLEK Ligandok közötti hasonlóságon alapul RECEPTOR SZERKEZETÉN ALAPULÓ MODELLEK dokkoló programok intermolekuláris erők kiszámolása, Kovalens kötés (irreverzibilis) Elektrosztatikus (ionos) kölcsönhatás H-híd kötés Van der Waals erők Hidrofób kölcsönhatás MOLEKULA OPTIMALIZÁCIÓ

11 RECEPTOR KÖTÉSI (BINDING) TESZT, RADIOLIGANDOK Radioligand (pl.: 11 C-WAY HT1A receptor) Izotóp Fél-életidő Specifikus aktivitás (Ci/mmol) Kívánatos tulajdonságok: specificitás erős affinitás magas specifikus aktivitás 3 H 12,43 év 28,8 125 I 59,6 nap P 14,3 nap S 87,4 nap C 5730 év 0,062

12 RECEPTOR KÖTÉSI (BINDING) TESZT, KVANTITATÍV ÖSSZEFÜGGÉSEK Telítési vizsgálat B/F Specifikus és nem-specifikus kötés B/F=-B/K D +B max /K D Bound concentration (B) Heterogén receptor populáció: megtört egyenes Módszerek: Szűrés, Centrifugálás Folyadék szcintillációs számláló

13 Specifikus kötés RECEPTOR KÖTÉSI (BINDING) TESZT: LESZORÍTÁSI TESZT % , Hideg ligand koncentráció (nm) IC 50 K i (agonista koncentráció független) Cheng and Prusoff

14 HTS (HIGH-THROUGHPUT = NAGY ÁTERESZTŐKÉPESSÉGŰ SCREEN) FLIPR (Fluorimetric Imaging Plate Reader) - ipar(ág)i standard HTS-műszer (>350db készülék >80cégnél) - funkcionális HTS élő sejteken előnyök a kötési tesztekkel szemben: nem radioaktív, többlet információ áteresztőképesség akár >100E adatpont/nap - G-protein kapcsolt receptorokon ható szerek felfedezéséhez alapvető eszköz (a jelenleg piacon lévő gyszerek kb. 50%-a GPCR-okra hat, a humán genom program számos, egyelőre ismeretlen funkciójú GPCR-t azonosított) Elterjedőben: High-content screening (HCS) HTS Fragmens szűrés

15 VEGYÜLETEK SZŰRŐVIZSGÁLATA SCREENING SZINTETIKUS VEGYÉSZEK: Új molekulák előállítása SAR (structur-activity relationship) hit to lead lead optimization FARMAKOLÓGUSOK: Tesztek, kritériumok definiálása Áteresztőképesség Primér szűrővizsgálat (szkrín): Hatékonyság (kötődési, funkcionális) Szelektivitás Korai ADME vizsgálatok (in vitro) Másodlagos szkrín: In vivo hatékonyság Mellékhatás kockázatok Orális biohasznosulás Harmadlagos szkrín: In vivo (pl. anxiolitikus) profilírozás Részletes jellemzés Biztonsági vizsgálatok Fejlesztési kandidátus kiválasztása

16 SEJTES METODIKÁK Primer kultúrák Sejtvonalak Rekombináns fehérjéket expresszáló vonalak molekuláris biológiai módszerek klónozás vektorok transzfekció (stabil, tranziens riporter fehérjék) Toxicitási esszék Biokémiai paraméterek mérése (LDH, IP3, camp mérés) Fluorszcens (membrán potenciál, Ca 2+ ) festékek Label-free módszerek Elektrofiziológia

17 MEMBRÁNPOTENCIÁL FLUORIMETRIÁS MÉRÉSE Festék: bis-oxonol (Molecular Devices) Alapelv: A fluoreszcens festék potenciál-függő újrarendeződése dye extra depolarizáció intra nyugalmi F depolarizált F Kolok Sándor, Richter

18 VERATRIDINNEL KIVÁLTOTT MP VÁLTOZÁS patkány kisagyi sejteken veratridine Na extra intra VGSC Time (secs) Well G2 G5 G6 G7 G8 G9 G10 (Max(NullOutside(!Lm1, 51))-Min(!Lm1))/Min(!Lm1) Kolok Sándor, Richter

19 [Ca 2+ ] i MÉRÉSE FUORIMETRIÁSAN Indikátorok: fluoreszcens festékek, spektrális tulajdonságaik szerint két fő típus: 2. Rációmetrikus: pl. fura-2 A plate readerre épülő [Ca 2+ ]imérőrendszer vázlatos rajza: adagoló pumpa 1.Intenzitás-moduláló: pl. fluo-4 xenon lámpa gerjesztés filterek emisszió 96-os plate detektor (fotomultiplier) Forrás: Handbook of Fluorescent Probes and Research Products, 8 th Edition Kolok Sándor, Richter

20 NYERS FLUORESZCENCIA ADATOK EGYETLEN 96-OS PLATE-RŐL primer kortikális tenyészet A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 A 8 A A 9 1 A 0 1 A B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 B 8 B B 9 1 B 0 1 B C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 C 6 C 7 C 8 C C 9 1 C 0 1 C NMDA dózis-hatás görbe D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 D 8 D D 9 1 D 0 1 D (p. kort. t.; n=4): E 1 E 2 E 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8 E E 9 1 E 0 1 E F 1 F 2 F 3 F 4 F 5 F 6 F 7 F 8 F F 9 1 F 0 1 F G 1 G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G G8 G9 1 G H 1 H 2 H 3 H 4 H 5 H 6 H 7 H 8 H H 9 1 H 0 1 H D[Ca 2+ ]i (nm) [NMDA] (mm) Kolok Sándor, Richter

21 % gátlás NMDA ANTAGONISTÁK GÁTLÓ HATÁSA 100 % gátlás APV 20 MK-801 eritro-ifenprodil koncentráció (mm) primer kortikális tenyészet % inhibition Reprodukálhatóság: erythroifenprodil dózis-hatás görbéje két független kísérletsorozatból 0 IC50=490 ±65nM IC50=482 ±46nM [erythro-ifenprodil] (m M) Kolok Sándor, Richter

22 AUTOMATA PATCH-CLAMP (IonWorks, QPatch) PLANÁRIS ELEKTRÓDOK

23 IZOLÁLT SZERVI VIZSGÁLATOK izolált ileum izolált duodenum izolált trachea izolált uterus izolált szív agyszelet

24 KÍSÉRLETI ANYAGOK VIZSGÁLATA ÁLLATMODELLEKBEN Altatott, vagy éber, szabadon mozgó állatok Kezelési módok (p.o., i.p., i.v., i.c.v.) Akut, vagy krónikus kezelés Betegségmodellek Toxikológiai vizsgálatok terápiás index FIGYELEMBE VENNI: Fajspecificitással kapcsolatos komplikációk különbség a receptorokban különbség az ADME tulajdonságokban ADME tulajdonságok Modell validitása (face, construct, predictive validity) Állatetikai kérdések

25 HUMÁN VIZSGÁLATOK Dokumentumok Hatósági engedélyek (humán kipróbáláshoz; IND; IB) Klinikai vizsgálat fázisai: Fázis I: egészséges önkéntesek (< 100, tolerabilitás) Fázis II: kis beteganyagon ( , proof of concept) Fázis III: multicentrikus vizsgálat >1000 betegen NDA a gyógyszerhatóságnak regisztráció Fázis IV: postmarketing surveilance

26 EGY SIKERES ANTIDEPRESSZÁNS FORGALMÁNAK ALAKULÁSA LUNDBECK

27 A GYÓGYSZERIPAR TÖRTÉNETE Mai nagy gyógyszercégek megalapítása: XIX. Sz. vége, XX. Sz. eleje XX. Sz. első fele: felfedezések (inzulin, penicillin) - tömegtermelés XX. Sz. közepe: törvényi szabályozás (gyógyszerjelöltek tesztelése, forgalombahozatal engedélyezése, receptre felírható és OTC szerek szétválasztása) 1950-es évektől: szisztematikus, tudományos megközelítés, gyártási technológia fejlődése 1960-as évek: fogamzásgátlók, szteroidok, vérnyomáscsökkentők, neuroleptikumok, benzodiazepinek 1964: Helsinki egyezmény (thalidomid botrány után) standardok 1970: gyógyszeripar fellendülése; rákellenes kemoterápia 1980-as 90-es évek: betegbiztosítási rendszerek, CRO-k, technológia fejlődése blockbuster gyógyszerek környezetvédelmi, biztonsági előírások szigorodása - költségek növeledése, fúziók;

28 2009 FÚZIÓK, FELVÁSÁRLÁSOK Pfizer (Warner-Lambert, Parke-Davis, 2000) Novartis (Cyba-Geigy, Sandoz, 1996) Sanofi (Aventis, 2004) GlaxoSmithKline (Glaxo Wellcome, Smithkline Beecham, 2000) AstraZeneca ( ) Johnson & Johnson (Centra, Jahnsen, 1996) Pfizer (Wyeth, 2009) 2015: Pfizer Allergan 160,000,000,000 Largest pharmaceutical merger in history

29 GYÓGYSZERIPAR VÁLSÁGA Általános gazdasági visszaesés Csökkenő gyógyszerfogyasztás Csökkenő visszatérítés Gyógyszerek kifejlesztése egyre nehezebb Emelkedő költségek Csökkenő gyógyszeripari nyereség Fúziók, kapacitás leépítések

30 IGÉNYEK ÚJ GYÓGYSZEREK IRÁNT Gyógyszerekkel nem kezelhető betegségek Újra terjedő betegségek Életmóddal kapcsolatos betegségek Elöregedő társadalom Mellékhatás problémák kiküszöbölése

31 ENGEDÉLYEZETT ÚJ GYÓGYSZEREK Az FDA által engedélyezett gyógyszerek és biologikumok száma És a ráfordítások milliárd dollárban 2017: 40 NME, ebből 19 biologikum 2013: : : : 22

32 ENGEDÉLYEZETT ÚJ GYÓGYSZEREK Az FDA által engedélyezett gyógyszerek és biologikumok száma a benyújtott kérelmekkel

33 KIESÉSI RÁTÁK Legalább vegyületet szkrínelünk 250 molekula lép preklinikai tesztelésbe 5-10 kísérleti gyógyszer kerül emberi kipróbálásra 1 gyógyszer kerül bejegyzésre Az eredeti K+F kockázati Tényezői: Biológiai Iparjogi Technológiai Pénzügyi

34 TRANSZLÁCIÓS KUTATÁS FROM BENCH TO BEDSIDE (laborasztaltól a betegágyig) Forward & reverse translation F2-ben a gyógyszerjelöltek 51%-a hatástalanság miatt esett ki Jobb predikcióval csökkenthető INDIKÁCIÓ SZELEKCIÓ TRANSZLÁCIÓS PROGRAM KUTATÁSI (drug discovery) PROGRAM modell fejlesztés biomarker kutatás target kutatás target validáció FJLESZTÉSI PROGRAM GYÓGYSZER PIACRA JUTTATÁSA

35 RICHTER KUTATÁS kb. 400 fő (kémia + biológia) ebből a Farmakológián: kb. 160 fő diplomás: kb. 60 fő originális kutatás és fejlesztés nem válik teljesen külön originális témák: kizárólag CNS területen

36 EGYETEMI, AKADÉMIAI KAPCSOLATOK TDK, Szakdolgozók, PhD hallgatók Kutatási szerződések Richter által kiírt pályázatok (Centenáriumi alapítvány) Felhívás témagenerálásra (témapályázatok)

37 VÉGE