Biološka in podobna

biološka zdravila

SESTENEK

ZDRUŽENJA ZA TRANSFUZIJSKO MEDICINO SLOVENIJE

IN

ZRUŽENJA HEMATOLOGOV SLOVENIJE

BLED, 3. – 4. 10. 2014

asist. mag. Andreja Čufar

UKC Ljubljana, Lekarna

Vsebina

Biotehnologija

Biološka in podobna biološka zdravila

podobnosti in razlike

Ključna vprašanja glede podobnih

bioloških zdravil:

1. Varnost bolnikov

2. Označevanje in poimenovanje

3. Sledljivost – farmakovigilanca

4. Avtomatsko nadomeščanje 2

3

Zdravilo - Zakon o zdravilih – definicije

(6.člen)

• Zdravilo je vsaka snov ali kombinacija

snovi,

– ki so predstavljene z lastnostmi za zdravljenje

ali preprečevanje bolezni pri ljudeh ali živalih.

– ki se lahko uporablja z namenom, da bi se

ponovno vzpostavile, izboljšale ali spremenile

fiziološke funkcije prek farmakološkega,

imunološkega ali presnovnega delovanja ali

da bi se določila diagnoza bolezni.

http://www.pisrs.si/Pis.web/pregledPredpisa?id=ZAKO6295

Zdravilo - Zakon o zdravilih – definicije

(6.člen)

• Snov (zdravilo) je lahko:

– človeškega izvora,

– živalskega izvora,

– rastlinskega izvora,

– mikrobnega izvora,

– kemičnega izvora,

– kemični izdelki, pridobljeni s kemično

spremembo ali sintezo ali

– pridobljena z biotehnološkimi postopki 4

Biološko zdravilo – definicija v Zakonu o

zdravilih (6. člen)

Biološko zdravilo je zdravilo, ki kot

učinkovino vsebuje biološko snov ali snov,

pridobljeno s postopkom, ki vključuje biološke

sisteme.

Biološka snov je tista, ki je pridobljena iz ali z

uporabo biološkega vira in ki za določitev

kakovosti potrebuje kombinacijo fizikalno-

kemijskega in biološkega preskušanja, skupaj s

postopkom proizvodnje in nadzorom nad njim.

5 http://www.uradni-list.si/1/objava.jsp?urlid=201417&stevilka=539

Podobno biološko zdravilo – definicija v

Zakonu o zdravilih (6. člen)

Podobno biološko zdravilo je zdravilo, ki je podobno

biološkemu referenčnemu zdravilu z dovoljenjem za promet.

Učinkovina v podobnem biološkem zdravilu je podobna

učinkovini v referenčnem biološkem zdravilu.

Podobnost referenčnemu zdravilu mora biti dokazana z

vidika kakovosti, biološke aktivnosti, varnosti in učinkovitosti

na podlagi primerjalnih raziskav.

Odmerjanje in pot dajanja morata biti enaka kot pri

referenčnem biološkem zdravilu.

Vsako odstopanje glede oblikovanja zdravila ali njegovih

pomožnih snovi mora biti ustrezno utemeljeno in podprto z

dodatnimi raziskavami.

6 http://www.uradni-list.si/1/objava.jsp?urlid=201417&stevilka=539

Biološka zdravila - delitev

• Biološka zdravila, pridobljena z izolacijo

– Naravni človeški in živalski hormoni

– Kri, krvni proizvodi, zdravila iz krvi

• Biološka zdravila pridobljena s sintezo

– Sintezni proteini (boceprevir, telaprevir, …)

• Rekombinantna biološka zdravila (biotehnološka

zdravila)

– Rekombinantni hormoni (eritropoetin, insulin, rastni

hormon

– Rekombinatni filgrastim, faktorji strjevanja krvi

– Rekombinantna monoklonska protitelesa, njihovi deli

in kombinacije

Štrukelj B, Kos J, Biološka zdravila, SFD, Ljubljana 2007

Biološka zdravila v primerjavi s

sinteznimi

8

Veli

ko

st

Ko

mp

lks

no

st

Večja molekula

biološkega zdravila

Človeški rastni hormon

(hGH)

~ 3.000 atomov

Avtomobil

~ 1.500 kg

Velika molekula kompleksnega

biološkega zdravila

(monoklonsko protitelo)

Protitelo IgG

~ 25.000 atomov

Manjše poslovno letalo

~ 13.000 kg

Majhna molekula

sinteznega

kemičnega

zdravila

Kolo

~ 10 kg

Acetilsalicilna

kislina

21 atomov

Velika, zapletena beljakovinska

molekula

Variabilna, občutljiva na pogoje

okolice

Zrastejo v celičnih kulturah

Heterogene strukture

Izjemno občutljiva na spremembe v

procesu – raste v celici

Potencialno imunogene

Sintezna kemična in biološka zdravila

Majhna kemijska enota

Relativno stabilna

Kemijska sinteza

Definirana struktura

Proces je podrobno načrtovan in

obvladovan

Manj imunogena ali neimunogena

9

Pogoste interakcije Malo ali nič interakcij

Farmakokinetika malih molekul

10

Farmakokinetika bioloških zdravil

11

Vsebina Definicije in opredelitev pojmov

Biološka in podobna biološka zdravila

podobnosti in razlike

Ključna vprašanja glede podobnih

bioloških zdravil:

1. Varnost bolnikov

2. Označevanje in poimenovanje

3. Sledljivost – farmakovigilanca

4. Avtomatsko nadomeščanje 12

Razvoj biotehnologije

1900 1950 1953 ’61-’65 1973 1975 1977 1982 1986 1986 - 1999 2000+

Beljakovine iz

naravnih virov

Živalske Človeške

Dvojna vijačnica

verige DNK

Pojasnjen

genski

kod

Kloniran

DNK

Monoklonska

protitelesa

Kloniran

človeški

gen

Registracija

rekombinantneg

insulina

PCR reakcija Določen

človeški

genom

Biološka zdravila

registrirana za

klinično uporabo

Kombinatorna

kemija

Farmako-

genomika

Genska

terapija

Celična

terapija

13

Od gena do beljakovine

Celična

DNK

mRNA

Jedro

Transkripcija

Citoplazma

Translacija

Ribosom

Beljakovina

Izločitev

Funkcionalna beljakovina

Glikozilacija

Zvijanje

Navzkrižno povezovanje

amino

kislina t-RNA

m-RNA

14

Rekombinantna DNK

Rezanje in ponovno lepljenje DNK molekule Rekombinantna

DNK

Vstavljena v celice, ki nato proizvedejo celice z novimi lastnostmi

Vstavljena v gostiteljsko celico s pomočjo prenašalca - vektorja

Vektor

– Lahko je bakterijski, kvasni, rastlinski, žuželčji ali sesalski

– Med pogoste bakterijske vektorje spadajo plazmidi in fagi

– Plazmid: Krožna DNK, ki jo je mogoče oblikovati tako, da prenaša določen gen

– Fag: Z genetskim inženiringom oblikovan virus, ki prenese DNK v bakterije

Gensko spremenjene, transgene ali transformirane celice

– Vsebujejo rekombinantno DNK (proces = transformacija)

15

Kloniranje in ekpresija rekombinantnih

beljakovin

1. Želen gen vključen v vektor

Plazmidi

Človeški

gen

Restrikcijski

encim

DNK

ligaza

2. Kloniranje

Želena beljakovina

3. Ekspresija

želene

beljakovine

16

Vektorji in ekspresijski sistemi

• Vektorji:

– Plazmidi

– Bakteriofagi

– Kozmidi

– Umetni krožni

kromosomi

kvasovk

17

• Ekspresijski sistemi:

– Mikroorganizmi (e. coli)

– Kvasovke

– Rastlinske celice (tobak,

riž)

– Celice insektov

– Sesalske celice

(ovarijske celice

kitajskega hrčka, ledvične

celice mladiča hrčka)

Posttranslacijske spremembe

18

Posttranslacijske spremembe

• Glikoziliranje

– Kovalentna vezava

sladkornih enot;

– Ključno za

• Lokalizacijo proteina

• Interakcije protein-

protein

• Imunski odziv

• Modulacijo celičnih

signalnih poti

19

• Vpliv na:

– Farmakokinetiko

• Absorpcijo

• Distribucijo

• Metabolizem

• Izločanje

– Farmakodinamiko

• Aktivnost encimov

• Jakost vezave na

receptor

• …

Vrste glikoziliranja

20

Glikoziliranje

• Odvisno od vrste celic

– Kvasovke – hiperglikoziliranje

– Tridimenzionalne strukture proteina

– Okolja – sestave medija

• Poteka naključno glede na

– Aktivnost encimov v celici

– Razpoložljivosti substratov (sestava medija)

– Časa poteka procesa

– Tehnološke pogoje (velikost reaktorja, nosilni sistemi,

prosto plavajoče celice, …)

• Strukture ne moremo napovedati vnaprej

21

22

Biotehnološka proizvodnja zdravil - zelo občutljiva in

spremenljiva

Proces je PRODUKT ®

Vsaka stopnja proizvodnega procesa vpliva na lastnosti končnega produkta.

fermentacija

Proizvodnja

večjih količin -

„Scale-up“

Izolacija in

čiščenje proteinov

Oblikovanje farm. oblike

Vzpostavitev genetsko modificiranih

celic, ki proizvajajo

biološko zdravilo (npr. sesalske

celice kitajskega hrčka)

kloniranje v

DNA vektor

prenos v

gostiteljsko

celico

bakterijska ali

sesalska celica,

ki proizvaja protein

DNA

vektor

človeški

gen

Gojišča – za celične kulture (npr. sesalsko)

• Sladkorji

– Glukoza, laktoza, sukroza,

maltoza, dekstrini

• Maščobe

– Maščobne kisline, trigliceridi

• Voda

• Aminokisline

– Glutamin

• Elektroliti

– Kalcij, natrij, kalij, fosfat

23

• Vitamini

– C, E, B 1, B 2, B 6, folna

kislina,

• Serum (fetalni, telečji,

umetni)

– Albumin, transferin

• Oligo elementi

– Fe, Mn, Cu, Co, Zn

• Hormoni

– Rastni hormon

Oblikovanje končne farmacevtske

oblike

• Ekscipienti in stabilizatorji – Amino kisline: glicin, alanin, lizin, treonin

– Oglikovi hidrati: saharoza, glukoza, maltoza

– Polioli: glicerol, manitol, sorbitol, PEG

– Sufaktanti: polisorbati (20, 80)

• Pufri – Acetatni

– Citratni

– fosfatni

24

Postopek Različno od

proizvajalca

do proizvajalca

Ekspanzija celic

Celična linija, rastni

medij

metoda ekspanzije

Produkcija celic

v bioreaktorjih

Celična linija, rastni

medij

pogoji v bioreaktorju

Izolacija s filtracijo ali

centrifugiranjem Operativni pogoji

Prečiščevanje s

kromatografijo Pogoji vezave in elucije

Karakterizacija in

stabilnost

Metode, reagenti,

referenčni standardi

Delovanje enote

Molekularna struktura

• Modifikacija amino

kislin, glikozilacija

Biološka aktivnost

• Merjenje s pomočjo

bioloških sistemov

Vsebina

• Izomeri, nečistoče,

agregati

Končna oblika

• Pomožne snovi,

moč, embalaža Prečiščena

osnovna zdravilna

učinkovina

1Sharma BG. EJHP Practice 2007;13:54-6. 2Mellstedt H, et al. Ann Oncol 2008;19:411-9.

Faze v proizvodnji biotehnoloških zdravil

25

Kontrola kakovosti

Plazmidi

in gostiteljske celice Produkt

8+ preizkusov

Npr.

Kariotip

infekcijski/onkogen

Pregledovanje,

Genska stabilnost

20+ preizkusov

Npr.

Zaporedje

aminokislin,

Peptidne karte,

HPLC,

SDS-PAGE,

RIA,

Biološki testi

Validacija

procesov

Končne produktne

serije

10+ preizkusov

Npr.

Povečane vrednosti

endotoksionov,

Izkoristek izdelave

30+ preizkusov

Npr.

Analiza ponovljenih

beljakovin

Čistost

Kontaminiranost

DNK

Preizkusi stabilnosti:

•zamrzovanje

•ogrevanje

•denaturacija

•pH

26

Spremembe v farmakoloških

lastnostih

Spremembe v biološki

aktivnosti, farmakokinetiki

Spremembe v imunogenosti

Spremembe v

lastnostih

Pri bioloških zdravilih

proces določa produkt

Spremembe v s produktom

povezanih snoveh

Postranslacijske spremembe

Spremembe v profilu nečistoč

Spremembe v

proizvodnem procesu

27

Stabilnost bioloških zdravil

• Kemijska nestabilnost

– oksidacija

– deaminacija

– cepitev ali tvorba

disulfidnih vez

– fragmentacija

– eliminacija

• Fizikalna nestabilnost

– Razvijanje terciarne

strukture

– Agregacija

28

• Na stabilnost vpliva

– Proizvodni proces

• dodatki,

• liofilizacija,

• pH,

• izolacija in čiščenje

• Nečistote,

• fizikalni stres, …

– Rokovanje z zdravilom

• temperatura,

• dodatki,

• fizikalni stres, …

– Glikozilacija

Vsebina Definicije in opredelitev pojmov

Biotehnologija

Ključna vprašanja glede podobnih

bioloških zdravil:

1. Varnost bolnikov

2. Označevanje in poimenovanje

3. Sledljivost – farmakovigilanca

4. Avtomatsko nadomeščanje 29

Podobna biološka zdravila

30

Podobna biološka zdravila

Prenehanje zaščite patentov in

zakonodajne zaščite

podatkov inovativnih bioloških zdravil

razvoj podobnih bioloških zdravil.

Mogoče je

izdelati biološka zdravila, podobna

inovativnim referenčnim zdravilom;

... a ne popolnoma identična.

31

32

Proces določa produkt

Drugačen proces – drugačen produkt

Enak gen kot

pri inovatorju

Razlike v procesu?

človeški

gen

fermentacija

farmacevtska oblika

kloniranje v

DNA vektor

prenos v

gostiteljsko

celico

bakterijska ali

sesalska celica,

ki proizvaja protein

DNA

vektor

Enak gen Enak produkt

Kje so razlike?

33

Na kaj lahko vplivajo te razlike?

• FK

– absorpcija

– distribucija

– metabolizem

– izločanje

• FD

– aktivnost

– vezava na

receptor

– …

• Varnost

– imunogenost 34

Kje so razlike – primer insulin glargin

35

Diabetes Technol Ther. Nov 2012; 14(11): 989–996

Vstop podobnih bioloških zdravil na trg

36 http://www.iconplc.com/icon-files/insight-newsletter/Spring10/biosimilars.html

10 najbolje prodajanih bioloških zdravil

v letu 2012

37

Kakovost

Neklinični del

Klinični del

Celotna dokumentacija

plus

primerjava z referenčnim

zdravilom

zmanjšan obseg

toda primerjava z

referenco

zmanjšan obseg

toda primerjava z

referenco

Primerjava po korakih & medsebojna primerjava

CTD modul Inovator Podobno biološko zdravilo

3

Navzkrižna

referenca

Navzkrižna

referenca

Navzkrižna referenca – vrstno specifična

varnost in učinkovitost

Primerjava – specifična za zdravilo

kakovost, varnost in učinkovitost

4

5

Zahteve za podobna biološka zdravila Evropske

agencije za zdravila (EMA)

Prilagojeno po P. Richardson and P. Celis (2007), 1st Drug Evaluation Forum, Pharm. Soc. Japan

http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Presentation/2009/11/WC500008474.pdf

38

Pregled smernic Evropske agencije za zdravila (EMA)

za biološka podobna zdravila

Smernice za podobna biološka zdravila

Smernice za podobna biološka zdravila

Zdravila, ki vsebujejo biotehnološko razvite

beljakovine kot aktivne učinkovine:

vprašanja kakovosti

Smernice za podobna biološka zdravila

Zdravila, ki vsebujejo biotehnološko razvite

beljakovine kot aktivne učinkovine:

neklinična in klinična vprašanja

Splošno

G-

CSF

Kakovost

Neklinično in klinično

Splošno: Velja za vsa podobna biološka zdravila

Specifično: Zahteve podatkov o zdravilu

EMA. Smernice CHMP/437/04. 2005. Na voljo na www.ema.europa.eu. Dostop september 2014.

EMA. Smernice EMA/CHMP/BMWP/403543/2010. Na voljo na www.ema.europa.eu. Dostop

september 2014.

Prilagojeno po Mellstedt H, et al. Ann Oncol 2008;19:411-419.

ESA (Eritropoeti

n)

Hepari

n Insulin

Somatropin

Interfe

ron

39

MABs

Študija enkratnega subkutanega in intravenskega odmerka na zdravih prostovoljcih

Primerjava učinkovitosti (med podobnim biološkim zdravilom in referenčnim zdravilom) v klinični študiji nevtropenije povzročene s kemoterapijo ALI

Farmakodinamična študija na eni skupini zdravih prostovoljcev

Presoja neželenih dogodkov in imunogenosti v študiji nevtropenije zaradi kemoterapije

Program farmakovigilance

Načrt za obvladovanje tveganj

Farmakokinetične / farmakodinamične študije na ljudeh

Učinkovitost

Varnost

Obveze po odobritvi

Smernice EMA za enostavna podobna biološka zdravila

G-CSF

Smernice EMA za enostavna podobna biološka zdravila G-CSF

40

Smernice EMA za kompleksna biološka zdravila –

monoklonska protitelesa se oblikujejo...

Zahteve v farmakovigilanci

Načrt za obvladovanje tveganj (RMP) za podobna

biološka zdravila naj zajema:

Aktivnosti pri indikacijah, ki so odobrene pri orignalnem referenčnem

zdravilu, in se navajajo na podlagi ekstrapolacije podatkov o učinkovitosti

in varnosti, vključno s podatki o dolgoročni varnosti

Zaznavanje redkih in resnih neželenih učinkov, opisanih in predvidenih za

referenčno mAb in/ali razred zdravil

Načrt mora biti izdelan na podlagi varnostnih specifikacij referenčnega

mAb

Zaznavanje novih varnostnih signalov (kot za vsa biološka zdravila)

Pridobivanje dodatnih podatkov o imunogenosti

• Zakon o zdravilih (Ur.list RS, št. 17/14) - poglavje XII.

FARMAKOVIGILANCA

• Nov Pravilnik o farmakovigilanci zdravil za uporabo v humani

medicini (Ur.list RS, št. 57/14) 42 42

Vsebina Definicije in opredelitev pojmov

Biotehnologija

Biološka in podobna biološka zdravila

podobnosti in razlike

1. Varnost bolnikov

2. Označevanje in poimenovanje

3. Sledljivost – farmakovigilanca

4. Avtomatsko nadomeščanje 43

Česa se bojimo?

44

pojav čiste aplazije rdečih celic v 90-ih letih

možni vzroki:

menjava serumskega albumina za polisorbat

neprevlečeni zamaški vial

1) Ključna vprašanja: Varnost bolnikov

Varnost in učinkovitost se lahko razlikujeta že pri majhnih

spremembah v:1,2 Biofizikalnih lastnostih beljakovin

Formulaciji zdravila

Potrebno je ugotoviti dolgoročni varnostni profil vsakega

posameznega zdravila

Ocenjevanje in spremljanje imunogenosti

Aktivna vloga zdravstvenih delavcev, predvsem

zdravnikov

1Roger SD. Nephrology 2006;11:341-346; 2Power DA, et al. J Pharm Pract Res 2008;38:137-139.

45

2) Ključna vprašanja: Označevanje in

poimenovanje

• PBZ imajo dodeljeno enako INN (nezaščiteno) ime.

• Povzetek glavnih značilnosti enostavnih PBZ večkrat

odražajo podatke referenčnega zdravila in ne podatkov

PBZ (npr. filgrastim).

• PBZ bi morala imeti ustrezno poimenovanje in jasen

SmPC za prepoznavanje razlik do referenčnega

zdravila.

– Katere lastne podatke o varnosti in učinkovitosti ima PBZ

• Predpisovanje z lastniškim imenom

http://ec.europa.eu/health/files/committee/71meeting/pharm639_summary.pdf.

http://ec.europa.eu/health/files/committee/72meeting/pharm654.pdf.

http://ec.europa.eu/health/files/committee/72meeting/pharma659__summary-record.pdf.

46

3) Ključna vprašanja: Sledljivost - farmakovigilanca

• Sistem sledljivosti zdravil je posebej pomemben pri bioloških zdravilih – težja sledljivost, ker imajo PBZ enak INN kot referenčno zdravilo

• Nov pravilnik o farmakovigilanci 1 zahteva popolnejša poročila z obvezno številko serije zdravila, če se poročilo o domnevnem neželenem učinku nanaša na biološko zdravilo.

• Večkratne zamenjave izničijo natančnost farmakovigilance – zdravila, povezanega z neželenim učinkom ni mogoče

identificirati

– v primeru imunskega odgovora organizma na biološko zdravilo se sledljivost zakrije

– varnostnih profilov posameznih zdravil ni mogoče ustrezno opredeliti

47

1 http://www.uradni-list.si/1/objava.jsp?urlid=201417&stevilka=539

48 EMA. Questions and answers on biosimilar medicines (similar biological medicinal products) EMA/837805/2011

Na voljo na www.ema.europa.eu. Dostop september 2014.

http://www.ema.europa.eu/docs/en_GB/document_library/Medicine_QA/2009/12/WC500020062.pdf

4) Ključna vprašanja: Avtomatska substitucija in

menjava terapije (angl. „switch“)

Zamenljivost???

49

???

Ključna vprašanja glede podobnih bioloških zdravil:

Zaključki

50

Varnost bolnikov /

Farmakovigilanca

Sistemi farmakovigilance morajo biti opremljeni za delo s

podobnimi biološkimi zdravili.

Avtomatsko

nadomeščanje

Zdravniki morajo biti vedno vključeni v odločitve

glede kakršnekoli zamenjave.

Poimenovanje Vsa biološka zdravila, vključno z podobno biološkimi zdravili, morajo

imeti lasten INN naziv, ki zagotavlja natančen nadzor farmakovigilance.

Ekstrapolacija

podatkov

Zdravniki morajo poznati vse podatke o študijah za dokazovanje

učinkovitosti

in varnosti tako za inovativna kot podobna biološka zdravila.

Označevanje

Ovojnina in SmPC morajo biti jasni in vsebovati jasna navodila

za zdravstvene delavce in bolnike.

51