Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Átírás

1 Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A

2 Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen Azonosító szám: TÁMOP /1/A Tőzsér József Molekuláris Terápiák 5-6. előadás FEHÉRJÉK PÓTLÁSÁN ALAPULÓ TERÁPIÁK

3 Fehérjéken alapuló terápiák Hiányzó vagy hibás fehérjék pótlása (pl. inzulin) Szignálútvonalak befolyásolása (pl. interferonok) Növekedési faktorok pótlása (pl. PDGF) Hemosztázis befolyásolása (pl. tpa) Molekulák lebontása enzimekkel (pl. aszparagináz) Fehérjevakcinák alkalmazása (pl. rekombináns HPV vakcina)

4 Példák pótolt fehérjékre Inzulin (diabétesz) Albumin (hipoalbuminémia) Laktát (laktóz intolerancia) VIII-as faktor (vérzékenység) IX-es faktor (vérzékenység) Protein C (protein C deficiencia) Béta-glükocerebrozidáz (Gaucher kór)

5 Példák terápiás fehérjekészítményekre Humulin (inzulin) Novolin (inzulin) Flexbumin 25% (albumin) Lactaid (laktóz) ReFacto (F VIII) BeneFix (F IX) Ceprotin (aktivált protein C)

6 Terápiás fehérjék Az első "fehérje vakcina" alkalmazás a tehénhimő felhasználása volt a feketehimlő megelőzésére (Jenner, 1796) Az első fehérjegyógyszerként az inzulint alkalmazták (Banting és Best, 1922) Az USA-ban már több mint 200 peptid- illetve gyógyszerfehérjét hagytak eddig jóvá terápiás alkalmazásokra A terápiás fehérjék különböző forrásokból származhatnak

7 Terápiás fehérjék forrás szerint Fehérje Albumin Inzulin VIII-as faktor IX-es faktor Kalcitonin Anti-venom β-glükocerebrozidáz Eredeti forrás Emberi donor vér Sertés, marha pancreas Emberi donor vér Emberi donor vér Lazac Ló vagy kecskevér Human placenta

8 Terápiás fehérjék forrás szerint A természetes forrás gyakran ritka és drága Nehéz a termék izolálása Nehéz az igényeket kielégíteni Immunreakcióhoz vezethet (pl. állati fehérje esetében) virális és patogén szennyezések fordulhatnak elő Napjainkban a legtöbb fehérjegyógyszert rekombináns technológiával állítják elő Olcsóbb, biztonságosabb, korlátlan forrás

9 Inzulin, az első fehérjepótló gyógyszer 1922 januárjában Banting és Best alkalmazott először inzulin készítményt a 14 éves Leonard Thomson-on. Leonard az injekció hatására még betegebb lett, ugyanakkor a glükóz szintje lecsökkent, ezért a készítmény további javítása és alkalmazása mellett döntöttek. 6 héttel később egy jobb minőségű kivonat már 520 mg/dl-ről 120 mg/dl-re csökkentette a vércukor szintet 24 h alatt. Leonard további 13 évig élt még, pneumóniában halt meg, 27 évesen.

10 Az inzulin szerkezete Két polipeptid lánc, A.lánc: 21 aminosav B-lánc: 30 aminosav A láncokat diszulfid híd köti össze Az inzulin gén a 11-es kromoszómán található

11 Terápiás fehérjék vérből Az emberi test mintegy 6 liter vért tartalmaz. A vér 60-70%-a plazma, 8-9%-a fehérje: ezért jelentős fehérjegyógyszer forrásként szolgál(t). A plazma mintegy 10,000 különböző fehérjét tartalmaz. Mintegy 20 fehérje adja a plazma teljes fehérjetartalmának a 99%-át Évente több millió liter lejárt transzfúziós plazma keletkezik, ami kiváló, nagy mennyiségben rendelkezésre álló fehérjeforrás

12 Példák vérfehérje termékekre VIII-as faktor (hemofília korrekció) IX-es faktor (hemofília korrekció) Albumin (hipoalbuminémia korrekció) Intravénás IgG (fertőzésekben) Antitrombin III (véralvadási zavarokban) Alfa I-PI (emfizéma)

13 A Cohn frakcionálás A Cohn frakcionálás eredeti eljárását 1946-ban dolgozták ki. A Cohn frakcionálás során a vérplazmát differenciális fehérjekicsapásoknak vetik alá, melyben etanolt, ph-változást, kisózást, hőmérsékletváltozást alkalmaznak. A frakciók elkülönítése centrifugálással történik.

14

15 Rekombináns technikák Az 1970-es 80-as években fejlesztették ki Paul Berg (1973): restrikciós enzimek Herbert Boyer (1978): az emberi inzulin gén klónozása E. coliban - Genentech Két alapvető megközelítés Izolált sejtekben történő expresszió Expresszió transzgenikus növényben vagy állatban

16 Véralvadási kaszkád Extrinsic út VII + TF, Ca 2+ VIIa TF, Ca 2+ IXa, VIII PL Ca 2+ XIa Ca 2+ XIIa IX TÁMOP /1/A XI XII Intrinsic út X Közös út Xa V PL Ca 2+ XIII protrombin trombin fibrinogén Az intrinsic út mindegyik komponense benne van a véráramban. Az extrinsic útvonalat a TF indítja, mely a véredényen kívülről származik. Kaszkád (lavina) modell. fibrin keresztkötött fibrin XIIIa + Ca 2+

17 Hemofília A és B A hemofília A a VIII-as faktor, hemofília B a IX-es faktor hiányában lép fel Hemofilia A előfordulása férfiakban ~1/5,000 Hemofilia B előfordulása férfiakban ~1/30,000 Recesszív, X-kromoszóma kötött betegségek (az anya tünetmentes hordozó) Terápiában VIII-as vagy IX-es faktor koncentrátum alkalmazható Rekombináns FVIII vagy FIX Génterápiás próbálkozások

18

19

20 Hemofilia A - génterápia Súlyos tünetek (ízületek, létfontosságú szervek spontán bevérzése) csak ha a normál szint FVIII 1 %-a van jelen, ezért kis mennyiségű FVIII biztosítása is terápiás jelentőségű. Az FVIIIexpresszió szoros kontrollja nem szükséges A széles terápiás index következtében a túladagolás kockázata minimális A véráramba juttatása nem igényli a májban történő expressziót A B domén nem szükséges a funkcióhoz, hiányában fokozottabb az expresszió.

21