Le biotecnologie nel processo di drug discovery. Drug discovery: le prime domande. Lo screening classico. Drug discovery: target selection

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1 Almo Collegio Borromeo Scoperta e Sviluppo dei Farmaci Prof. Giovanni Cassani Tecnogen Spa 25 ottobre 2004 Le biotecnologie nel processo di drug discovery E I NUOVI FARMACI BIOTECNOLOGICI Mercato farmaceutico globale (circa 500 miliardi di $ ) Mercato farmaci biotech ( circa miliardi di $) Eritropoietina 0 miliardi $ Insulina. 3,2 GCSF 3,0 Interferone beta 2,4 Interferone alfa 2,0 Ormone della crescira.. 2,0 Drug discovery: le prime domande. In generale, è facile o difficile fare un nuovo farmaco? Quale è meglio: un farmaco tradizionale ( piccola molecola) oppure un farmaco biotecnologico? Quale tra i due è più facile da farsi? E possibile fare un farmaco senza effetti collaterali ( non voluti)? Quanto tempo ci vuole per sviluppare un farmaco? Quanto costa un nuovo farmaco? Lo screening classico Una fonte di molecole (microbi, piante, librerie combinatoriali, molecular design, in silico, ecc.) Uno o più saggi in vitro SELEZIONE Uno o più saggi in vivo SELEZIONE Inizio studi preclinici (farmacologici: farmacodinamici e farmacocinetici, tossicologici, ecc.) Drug discovery: target selection E possibile trovare un bersaglio unico nell organismo umano?( un farmaco senza effetti collaterali?) La maggior parte dei bersagli dei farmaci sono proteine. Nell organismo umano esistono circa proteine diverse. Esistono famiglie di proteine, per esempio: Più di 500 diverse proteasi umane, Più di 500 diverse proteinchinasi umane, ecc. L approccio biotecnologico Individuazione di una molecola (macromolecola) in generale di origine umana ad attività già nota o da studiare. Proteine ricombinanti:produzione mediante ingegneria genetica in batteri o in cellule eucariotiche (microbiche o animali) di quantità utili per gli studi preclinici e clinici. Anticorpi:isolamento e produzione di un anticorpo monoclonale selettivo e specifico per un bersaglio molecolare definito oppure cellulare.

2 Tipi di prodotti biotecnologici Nuovi prodotti dall ingegneria genetica? Proteine umane Proteine umane chimeriche Anticorpi monoclonali murini. Anticorpi monoclonali chimerici, oppure umanizzati. Genomica: geni umani O forse 20000?? Proteomica: proteine diverse Il primo prodotto biotecnologico: una chimera. la somatostatina (4aa) MBP-somatostatina Sintesi del gene con estremità coesive vettore Clonaggio in frame con la MBP MBP-somatostatina purificata Espressione proteina Chimerica in E.coli As I was informed Cohen insisted that the invention had no commercial application, was not patentable, and was really only a minor extension of what had been performed by others. However, he agreed to be a good academic citizen and cooperate if Boyer would go along with the filing. Reimers then called me and asked me if I knew what a plasmid is? I have a Ph.D. in organic chemistry and minor in biochemistry, but I received my degree in 954 and this was 974. I told Reimers that I did not know, but would find out. He then suggested that maybe he should find someone else, but I assured him that at that time there were no molecular biologists in the patent field and he was not likely to find anyone else more capable than myself to write the case. He then requested that I speak to Cohen and Boyer and get the information that I needed. Bertram Rowland and the Cohen/Boyer Cloning Patent from the George Washington Law and Technology Alumni Gallery Schema di clonaggio RNA estratto da tessuto o linea cellulare Libreria di cdna PCR per amplificazione del gene Clonaggio del gene nel vettore di espressione Espressione in procarioti o eucarioti RT-PCR 2

3 Recombinant enzyme, hormones and cytokines DRUG MAIN INDICATION APPLICANT First approval in EU Insulin, human diabetes mellitus type Lilly Deutschland GmbH 2/987 Lilly Industries Novo Nordisk Hoechst Interleukin-2, IL-2 hypernephrom Chiron GmbH 2/989 (Aldesleukin) (for T-cell activation) Somatotropin (human growth hormone) dwarfism Lilly Deutschland GmbH Pharmacia GmbH Serono Pharma GmbH Novo Nordisk Ferring GmbH 02/99 Glucagon hypoglycemic reaction Novo Nordisk 03/992 Erythropoietin beta (Epoetin beta) Interferon gamma b renal anemia chronic granulomatosis Boehringer Mannheim Dr. Karl Thomae (now Boehringer Ingelheim) 05/ Interferon hairy cell leukemia, carcinomas, Essex Pharma GmbH 03/993 alfa-2b Papilloma induced genital warts 02/2000 Erythropoieti renal anemia Janssen-Cilag 04/993 n alpha (Epoetin alpha) GM-CSF (Molgramosti m) neutropenia (e.g. after chemotherapies with cytostatics) Essex Pharma GmbH Sandoz AG 04/993 Interferon alpha-2a hairy cell leukemia, carcinomas, Papilloma induced genital warts Hoffmann-La Roche AG kohl pharma GmbH* Faktor VIII hemophilia A Bayer AG Baxter Deutschl. GmbH Armour Pharma GmbH G-CSF, glycosylated (Lenograstim) tissue plasminogen activator, t- PA (Alteplase) neutropenia (e.g. after chemotherapies with cytostatics) ) Rhône-Poulenc Rorer GmbH Chugai Rhône-Poulenc coronary thrombosis, thrombosis Dr. Karl Thomae GmbH 04/993 07/993 0/993 04/994 Glucocerebro sidase (Imiglucerase) G-CSF (Filgrastim) hum. DNAse (Dornase alfa) Follitropin alpha Interferon beta-b Factor VII Insulin, Lispro Follitropin beta Gewebe- Plasminogen- Activator, r- PA (Reteplase) morbus Gaucher Genzyme B.V. 06/994 neutropenia (e.g. after chemotherapies with cytostatics) ) mucoviscidosis Hoffmann-La Roche AG kohl pharma GmbH* Hoffmann-La Roche AG 08/994 09/994 ovaries stimulation, IVF Serono Laboratories 0/995 UK multiple sclerosis Schering AG /995 bleeding with hemophilia A and Novo Nordisk 02/996 B diabetes mellitus type Lilly Deutschland 05/996 GmbH ovaries stimulation, IVF Organon Ltd. 0/996 coronary thrombosis, thrombosis Boehringer Mannheim GmbH Faktor IX hemophilia B Genetics Institute of Europe B.V. /996 08/997 Interferon beta-a Hirudine Desirudine (Hirudin without sulphate at Tyr 65) Calcitonin (TN: Forcaltonin) Interferon alfacon- Platelet cells derived growth factor, r- hpdgf multiple sclerosis Biogen France S.A. Ares-Serono 03/997 treatment of heparin-associated Behringwerke 03/997 thrombocytopenia (HAT) type II prevention of thrombosis during Ciba Europharm Ltd., UK 03/997 surgery osteoporosis, Paget's disease; hypercalcaemia Unigene UK Ltd. 0/999 hepatitis C Yamanouchi 02/999 treatment of ulceritis of diabetes patients (Becalpermin) Tumor palliative therapy of sarcomas; necrosis adjuvant factor alfa-a therapy after surgery of tumor (TNF alfa-a) patients Moroctocog alpha (Factor VIII without B domain) preparation for surgery of hemophilia patients Janssen-Cilag N.V. 03/999 Boehringer Ingelheim 04/999 Genetics Institute 04/999 Thyrotropin scintigraphy of thyroid gland Genzyme B.V. 07/999 alfa (TSH) with radioactive iodine Insulin aspart diabetes mellitus type Novo Nordisk A/S 09/999 Peginterferon hepatitis C Schering-Plough 05/2000 alfa-2b (PEGylated Interferon alfa-2b) Europe Insulin glargin Diabetes mellitus HMR Deutschland/Aventis S.A. 06/2000 Etanercept (recombinant fusion protein of human TNF receptor and p75cl) rheumatoid arthritis Wyeth-Lederle 02/2000 Rasburicase tumor induced hyperuricaemia Sanofi S.A. 02/200 Tenecteplase coronary thrombosis, thrombosis Boehringer Ingelheim 02/200 Choriogonad ovaries stimulation, IVF Ares Serono 02/200 otropin alpha (chorionic gonadotropin, hcg) Lutropin alpha maturation of follicles, IVF Ares Serono 02/200 Darbepoetin renal anemia Amgen Europe 06/200 alfa Agalsidase therapy of Fabry disease TKT Europe-5S AB 08/200 alfa (alphagalactosidase) Agalsidase beta (alphagalactosidase) therapy of Fabry disease Genzyme B.V. 08/200 Anakinra rheumatoid arthritis Amgen GmbH 03/2002 interleukin- receptor antagonist Dynepo renal anaemia Aventis S.A. 02/2002 Erythropoeitin delta Pegfilgrastim neutropenia Amgen Europe 08/2002 covalent conjugate of (e.g. after chemotherapies with cytostatics) ) rec. methionyl human G-CSF (Filgrastim) and monomethoxy polyethylene glycol 3

4 Drotrecogin alfa activated protein C severe sepsis with multiple organ Eli Lilly 08/2002 failure Dibotermin treatment of acute tibia fractures Genetics Institute Europe B.V. 09/2002 alfa in adults bone morphogenetic protein Aldurazyme Laronidase (Glycosamino glycan alpha- L- iduronohydrol ase) mucopolysaccharidosis I Genzyme Europe B.V. 06/ Wisconsin Technology Network hepatitis-b antigen (rhbs-ag) Recombinant vaccines hepatitis B prevention SmithKline Beecham GmbH 09/989 hepatitis B hepatitis B prevention; vaccine additional vaccination against combinations hepatitis A, tetanus, pertussis (contain or/and diphtheria rhbs-ag) SmithKline Beecham Biologicals, MSD Pasteur Mérieux 07/996 09/996 02/997 07/997 05/998 Triacelluvax vaccination against tetanus, Chiron S. p. A. 0/999 three pertussis, and diphtheria recombinant B. pertussis toxins hepatitis-bantigens S, pre-s, pre- S2 hepatitis B prevention Medeva Pharma 03/00 glycosylated recombinant diphteria toxin CRM97 (Pneumococcus prevention of Pneumococcus infections with children Wyeth-Lederle 02/200 conjugate vaccine, Prevenar ) Lyme disease prevention of infections Wyeth-Lederle 02/200 vaccine (Pneumococcus conjugate vaccine, Prevenar ) CLASSI DI IMMUNOGLOBULINE: FUNZIONE IgG: la più importante classe di immunoglobuline nella risposta immune secondaria. IgG e IgG3 attivano la via classica del complemento. Attivazione di cellule del sistema immunitario attraverso il legame ai recettori per l Fc. IgM: anticorpo predominante nella risposta immune primaria. Attivazione via classica del complemento. IgA: anticorpi presenti nelle mucose. Protezione delle superfici epiteliali da agenti infettivi IgD: funzione biologica precisa non nota, potrebbero avere un ruolo nel differenziamento dei linfociti indotto dall antigene IgE: si sono evolute per dare immmunità verso parassiti elmintici ma nella società industriale sono associate a malattie allergiche MURINO CHIMERICO UMANIZZATO UMANO 4

5 monoclonali Anticorpi di II e III generazione bispecifici ANTICORPI DI TERZA GENERAZIONE: estrazione mrna da ibridoma Tecnologia Ibridomi sintesi cdna coltura cellulare su larga scala clonaggio e sequenziamento regioni variabili della catena leggera e della catena pesante dell anticorpo Anticorpi ingegneria genetica ScFv ANTICORPI CHIMERICI: regioni variabili catena pesante e leggera murine e regioni costanti umane ANTICORPI UMANIZZATI: CDRs (Complementarity Determining Regions) murine, FRs (Frameworks) umani e regioni costanti umane librerie di anticorpi chimerici umanizzati bifunzionali ScFv (Single Chain Fv): regioni variabili delle catene pesante e leggera dell anticorpo unite mediante un linker CDRs Hypervariable Regions Fab-Fragment Vh Vl Termodinamica e cinetica dell interazione antigene-anticorpo Ag + Ab? Ag:Ab Fv IgG Costanti termodinamiche: K d, costante di dissociazione = [Ag] [Ab] / [Ag:Ab], misura dell affinità di una particolare interazione e Antigen binding Cl S S Ch Ch2 S S S S Ch Cl S S ScFv-fragment della sua specificità (K d target << K d non-target) Costanti cinetiche: k on = V on / [Ag] [Ab], dove V on indica la velocità della reazione di associazione; k off = V off / [Ag:Ab], dove V off indica la velocità della reazione di dissociazione Vh Vl k off e k on forniscono una misura della velocità di distruzione e Ch3 formazione del complesso immune, rispettivamente Peptide linker k off / k on = K d è la relazione che intercorre tra le 3 costanti. 5

6 Sviluppo della linea cellulare Ibridoma Linea cellulare stabile Ripetuti subclonaggi nel terreno finale Produttività alta e stabile Affinità adeguata Terreno protein free o serum free Nessun componente di origine animale per la crescita cellulare Costituzione di Banche Cellulari Test di Biosicurezza Sterility sterile Master Cell Bank (MCB) Test for Mycoplasma using Vero cells, Agar & broth: PTC 993 & 2 CFR (50-00 fiale) In vitro assay for the presence of bovine viruses according to 9CFR requirements (9 viruses ábvdv, ábva5, ábpv, áibr, ápi3, ábrsv, áreo3, árabies) Working Cell Bank (WCB) (200 fiale) Master Cell Bank (MCB) 4 days in vitro assay for the detection of viral contaminants using 3 detector cell lines In vitro detection of xenotropic retrovirus by Mink S+L- focus assay Detection of ecotropic murine retroviruses by the extended XC plaques assay In vivo test for the presence of inapparent viruses in suckling mice only Mouse antibody production (MAP) test (6 virus) Identification and characterization of cultured cells by analysis of 6 isoenzymes conferma origine murina Test Sterilità sterile Sterility sterile Test for Mycoplasma using Vero cells, Agar & broth: PTC 993 & 2 CFR Working Cell Bank (WCB) Test for Mycoplasma using Vero cells, Agar & broth: PTC 993 & 2 CFR Identification and characterization of cultured cells by analysis of 6 isoenzymes conferma origine murina Post Production Cell Bank (PPCB) 4 days in vitro assay for the detection of viral contaminants using 3 detector cell lines In vitro detection of xenotropic retrovirus by Mink S+L- focus assay Detection of ecotropic murine retroviruses by the extended XC plaques assay In vivo test for the presence of inapparent viruses in suckling mice only Mouse antibody production (MAP) test (6 virus) Identification and characterization of cultured cells by analysis of 6 isoenzymes conferma origine murina 6

7 Purificazione Bulk Harvest Test LAL test (Endotossine) Sterilità Particelle virali Microscopia elettronica Micoplasma <50 EU/ml sterile inferiore a x0 6 VLP/ml Contaminanti virali: almeno 0 log di riduzione per i virus incapsulati almeno 6 log di riduzione per i virus non incapsulati almeno 2 step di rimozione virale robusti (> 4 log/step) Fase I/II: 3 virus x 2 ripetizioni generalmente accettato. Fase III/IV: 4 virus x 3 ripetizioni Se non c è presenza di virus nelle banche o nel materiale biologico di partenza, si possono usare virus modello Virus avventizi DNA: < 00 pg/dose Altri contaminanti: prodotti di leachage dalle resine endotossine (5 EU/kg/ora, via parenterale ) Purificazione Cromatografia di affinità (AC) Proteina A: Pro: risoluzione molto buona, veloce, binding diretto, resa alta, capacità buona Contro: costosa, eluizione a basso ph, leakage di Proteina A, cleaning Hydrophobic Charge Induction Chromatogr. (HCIC) Pro: buona risoluzione, veloce, binding diretto, resa alta, cleaning, binding diretto a IEC Contro: binding meno specifico della Proteina A Cromatografia a scambio ionico (IEC) Pro: veloce, resa alta, alta capacità, cleaning Contro: risoluzione, necessaria bassa conducibilità del tampone di binding Gel Filtrazione (GF) Pro: resa, dialisi simultanea, capacità, cleaning Contro: lenta, capacità bassa, impaccamento colonna Cromatografia ad Interazioni Idrofobiche (HIC) Pro: capacità alta, veloce, cleaning Contro: risoluzione, conc. sali alta Rimozione di contaminanti Principio Endotossine Acidi Virus cromatografico Nucleici Proteina A Scambio Anionico Scambio Cationico HCIC Gel Filtrazione HIC Inattivazione/Rimozione virale ph acido 0-6 log riduzione virale (dipendente da tipo di virus e ph) ph basico 0-6 log riduzione virale (dipendente da tipo di virus e ph) calore variabile (dipendente da tipo di virus e temperatura) solventi/detergenti variabile (dipendente da tipo di virus e trattamento) nanofiltrazione (5-50 nm) 3-5 log (dipendente da dimensione del virus) DNA VIRUSES ENVELOPPED VIRUSES Herpesviridae Adenoviridae NAKED VIRUS VIRUS SELECTED FOR THIS STUDY MLV Murine leukemia virus Family:Retroviridae. Genus: Unnamed mammalian and reptilian type C retrovirus. Characteristics: RNA genome, single-stranded, enveloped virus. Esempio di Validazione della Rimozione Virale nel processo purificativo di un anticorpo monoclonale Produzione di Bulk grezzo Preparazione dei campioni dalle varie fasi di processo che si vogliono convalidare Poxviridae Resistance to physico-chemical treatment: Low. Toxicity/Interference, Spike recovery tests RNA VIRUSES Orthomyviridae Reoviridae Retroviridae Picornavirida Coronaviridae e Birnaviridae Paramyxoviridae LOW MEDIUM HIGH RESISTANCE MVM Minute Virus of Mice Family: Parvoviridae. Subfamily: Parvovirus. Characteristics: DNA genome, single stranded, non-enveloped virus. Resistance to physico-chemical treatment: Very high. Spike virale ed individuazione dei log di abbattimento virale per ogni step. Virus modello: X- MuLV, REO, MVM Risultati e Stesura del rapporto Conc. Bulk Harvest Spike colonna x 3 virus x 2 ripetizioni Eluato colonna Spike x 3 virus x 2 ripetizioni DNA VIRUSES RNA VIRUSES ENVELOPPED VIRUSES MLV Retroviridae Reo 3 Reoviridae NAKED VIRUS MVM Parvoviridae Reo 3 Reovirus type 3 Family: Reoviridae, Genus: Reovirus. Characteristics: RNA genome (0 segments), double-stranded, non-enveloped virus. Resistance to physico-chemical treatment: High. Titolazione virale colonna 2 Titolazione virale Eluato colonna 2 Spike colonna 3 Titolazione virale x 3 virus x 2 ripetizioni Eluato colonna 3 Spike Titolazione virale x 3 virus x 2 ripetizioni Nanofiltrazione 20 nm LOW MEDIUM HIGH RESISTANCE 7

8 Raccomandazioni Usare uno step di purificazione basato su cromatografia di affinità Usare uno step a scambio ionico per rimuovere DNA Avere almeno 2 validi step di rimozione/inattivazione virale Usare terreno di coltura protein free e senza componenti di origine animale Usare materiale facile da pulire Materiale e strumentazione facile da validare Considerare scale down e scale up Marketed Monoclonal antibodies as April 2003: Fields of application Name Company Indication Description FDA approval Orthoclone R J&J Transplant Murine IgG2ak anti-cd3 Mab (Muromonab) Ortho Biotech rejection TRANSPLANT REJECTION Simulect R Novartis Transplant Chimeric IgGk anti-cd25 (IL-2R) (Basiliximab) 998 rejection Zenapax R PDL, Roche Transplant Humanized IgGk anti-cd25 (IL-2R) (Daclizumab) 2002 rejection Synagis R MedImmune RSV infection Humanized IgGk anti-rsv protein INFECTION (Palivizumab) Abbott 998 ReoPro R (Abciximab) Centocor, Eli Lilly, Antithrombotic, antianginal, Chimeric IgGk Fab anti GPIIb IIIa R CARDIOVASCULAR (Activated platelet) Fujisawa restenosis, Crohn, 994 ischemia Remicade R Schering-Plough Crohn s disease Chimeric IgGk anti-tnf INFLAMMATION (Infliximab) 998 AUTOIMMUNITY Humira TM Abbot RA Human IgGk anti TNF 2 (Adalimumab) 2003 Rituxan R Genentech, NHL Chimeric IgGk anti CD20 (Rituximab) IDEC, Roche 997 Herceptin R Genentech, Breast cancer Humanized IgGk anti HER/neu (Trastuzumab) Roche 998 ONCOLOGY Mylotarg TM Weith AML Humanized IgG4-anti CD33 5 (Gemtuzumab) 2000 conj-calicheamicin Campath R Berlex NHL Humanized IgGk anti-cd52 Alemtuzumab 200 Zevalin TM (Ibritumomab) Schering. IDEC 2002 NHL Murine IgGk anti CD20 Radiopharmaceutical kit Source: FDA and various web sites Marketed Monoclonal antibodies as April 2003: Fields of application Name Company Indication Description FDA approval Orthoclone R J&J Transplant Murine IgG2ak anti-cd3 Mab (Muromonab) Ortho Biotech rejection TRANSPLANT REJECTION Simulect R Novartis Transplant Chimeric IgGk anti-cd25 (IL-2R) (Basiliximab) 998 rejection Zenapax R PDL, Roche Transplant Humanized IgGk anti-cd25 (IL-2R) (Daclizumab) 2002 rejection Synagis R MedImmune RSV infection Humanized IgGk anti-rsv protein INFECTION (Palivizumab) Abbott 998 ReoPro R (Abciximab) Centocor, Eli Lilly, Antithrombotic, antianginal, Chimeric IgGk Fab anti GPIIb IIIa R CARDIOVASCULAR (Activated platelet) Fujisawa restenosis, Crohn, 994 ischemia Remicade R Schering-Plough Crohn s disease Chimeric IgGk anti-tnf INFLAMMATION (Infliximab) 998 AUTOIMMUNITY Humira TM Abbot RA Human IgGk anti TNF 2 (Adalimumab) 2003 Rituxan R Genentech, NHL Chimeric IgGk anti CD20 (Rituximab) IDEC, Roche 997 Herceptin R Genentech, Breast cancer Humanized IgGk anti HER/neu (Trastuzumab) Roche 998 ONCOLOGY Mylotarg TM Weith AML Humanized IgG4-anti CD33 5 (Gemtuzumab) 2000 conj-calicheamicin Campath R Berlex NHL Humanized IgGk anti-cd52 Alemtuzumab 200 Zevalin TM (Ibritumomab) Schering. IDEC 2002 NHL Murine IgGk anti CD20 Radiopharmaceutical kit Source: FDA and various web sites Recombinant antibodies DRUG MAIN APPLICATION APPLICANT First approval in EU Abciximab anti coagulant for treatment of Centocor Europe 05/995 (ReoPro ) myocard infarcts B.V. Votumumab detection of colon carcinomas Organon Teknika /996 (Humaspect ) Rituximab (Mabthera ) treatment of CD20-positive B- cell lymphomas Roche 998 Basiliximab (Simulect ) Daclizumab (Zenapax ) Palivizumab (humanised IgG) Infliximab (Remicade ) prevention of transplant rejection (kidney transplantation) prevention of transplant rejection (kidney transplantation) monoclonal antibody against Respiratory Syncytial Virus (RSV) subtypes A and B anti- TNF-alpha- antibody for treatment of immune and inflammatory diseases Novartis 0/998 Roche Registration Ltd., UK 02/999 Abbott Laboratories Ltd., UK Centocor (marketed by Schering- Plough) 05/999 08/999 ANTICORPI: MECCANISMO DI AZIONE Trastuzumab (anti-her2- antibody; Herceptin ) breast cancer; HER2-receptor found with 30% of all cases Roche 09/2000 Alemtuzumab anti-cd52-antibody for therapy Millenium & Ilex UK Ltd. 03/200 (Campath ) of chronic lymphocytic leukemia (CLL) when alkylating cytostatics fail Adalimumab anti-tnf-alpha- antibody for Abbott 03/2003 (Humira ) therapy of rheumatoid arthritis Cetuximab (Erbitux ) chimeric IgG antibody against epidermal growth factor receptor (EGFR) for treatment of colon carcinoma ImClone, Merck KGaA 02/2004 attivazione delle cellule del sistema immunitario attraverso il recettore per l Fc attivazione dell ADCC (Antibody Dependent Cell Cytotoxicity) attivazione del complemento 8

9 DISTRUZIONE DELLE CELLULE TUMORALI MEDIATA DA ANTICORPI MONOCLONALI attraverso il legame alla cellula tumorale l anticorpo monoclonale può indurre una risposta infiammatoria provocando la distruzione della cellula tumorale da parte del sistema immunitario l anticorpo monoclonale può interferire con la crescita o la regolazione della cellula tumorale legandosi ad un fattore di crescita critico o ad un recettore per un fattore di crescita induzione di anticorpi anti-idiotipici che possono mimare l antigene tumorale ed indurre una attiva risposta immunitaria anti-tumore linfocita macrofago streptococcus pyogenes Perché molte multinazionali chimiche hanno deciso di puntare sul farmaceutico? Perché quello farmaceutico rimane un settore attractive L innovazione del prodotto rimane ancora la chiave del processo economico Bisogna avere prodotti di successo 4 punti per un successo Mercato globale Mercato grande Differenziazione clinica (valore terapeutico aggiunto) Rimborso (politica economica) I potenziali scenari dei prossimi anni COSTI ESTERNI SVILUPPO CLINICO (MEDIO) Contenimento dei costi Globalizzazione Alleanze strategiche, Mergers ed Acquisizioni Nuove tecnologie nella scoperta e nello sviluppo dei farmaci Milioni Euro Pre-Clinica Fase I Fase II Fase III 9

10 Contenimento dei costi Le necessità di guadagni a breve termine continueranno a scontrarsi con la ricerca a lungo termine nella competizione per i fondi Ci sarà una maggiore selezione nella scelta dei progetti da portare avanti I tempi, i rapporti costi benefici, e la qualità degli studi clinici saranno essenziali Quesiti di base nello sviluppo clinico Qual è il prodotto? Per quale indicazione si propone? Quando potremo venderlo? Quale sarà il costo di sviluppo ed il ritorno? Di che cosa abbiamo bisogno? POPOLAZIONE POTENZIALE RICHIESTA FARMACI x POPOLAZIONE = POTENZIALE COMMERCIALE Bassa Media Alta Ipertensione Asma Obesità Artrite/Artrosi Ansia Demenza Infezioni batteriche Depressione Vaccino AIDS Analgesia Diabete Tipo 2 Incontinernza urinaria Angina Acne Tumori Dislipidemie Influenza Profilassi Infarto Mioc. Allergie Epilessia Insufficienza Cardiaca Herpes Cefalea Bronchite cronica Emofilia Diabete Tipo Epatite Infezioni da Clamidia Trombosi Psoriasi Nanismo Gotta AIDS Malattia di Gaucher Sindr. Colon irrit. Sclerosi Multipla Gozzo Morbo di Crohn Sclerosi Later. Amiotr. Eritema Multiforme Infertilità Enfisema Fibrosi cistica Pancreatite Basse Medie Alte NECESSITA DI NUOVI FARMACI ASPETTATIVE DAL FARMACO Qualità (produttiva) Sicurezza Efficacia Valore Sommatoria di Valori Pre-clinica Clinica di sviluppo Clinica post-registr. Documentazione Regolatoria Studi in vitro Studi in vivo Esame dell Autorità Sanitaria Fase I Fase II Fase III Esame dell Autorità Sanitaria Fase IV Sviluppo Preclinico Fase I Fase II Fase III Common Technical Document Fase IV Autorizzazione all Immissione in Commercio 0

11 2000 molecole sintetizzate RICERCA 9 Un po' di numeri dagli USA PRECLINICA 7,5 Fase I 2,5 Fase II,25 Fase III REGISTRAZ. DISTRIBUZ. Dal 963 al 989 sono stati sviluppati 943 NCE (nuove molecole) Lo sviluppo clinico è stato interrotto prima della registrazione, nel 68% dei casi (322): 46% per problemi di Efficacia 27% per problemi di Sicurezza 23% per problemi economici Fase IV Punto chiave a cui tendere sarà quindi la ricerca e l ottenimento di quella sommatoria di valori VALORE TERAPEUTICO AGGIUNTO Valore Terapeutico Aggiunto: 3 possibilità Unica possibilità teapeutica Chiari vantaggi sul trattamento esistente Vantaggi minimi o assenti Valore Terapeutico Aggiunto Qualsiasi ricerca clinica E un esperimento scientifico Va ricercato: sempre IPOTESI in tutte le fasi continuamente con aggressive soglie go/no go PIANO SPERIMENTALE con estrema rigorosità metodologica

12 Biogenerici o biosimili? Patent 25 5 years expiry SPC 2004 Wisconsin Technology Network S.C.p.A. S.C.p.A. AUTORIZZAZIONE ALLA PRODUZIONE DI MEDICINALI PER SPERIMENTAZIONE CLINICA Decreto N. M-90/2003 del 23 settembre

13 DIREZIONE TECNICA ORGANIGRAMMA AZIENDALE AMMINISTRATORE DELEGATO ASSICURAZIONE QUALITA' RAPPORTI CON ISTITUZIONI DI RICERCA E GESTIONE PROGETTI CONTR. QUALITA' RICERCA AMMINISTRAZIONE SITE MANAGEMENT RICERCA MISSIONE MANUTENZIONE SVIL/PRODUZ. LOTTI CLIN.ICI MICROBIOLOGICO CHIMICO/BIOCHIM. SVILUPPO officina farmaceutica COORDINAMENTO ATTIVITA SVIL/PROD IN GMP LAB. BIOCHIMICA LAB. BIOL. MOLEC. LAB. IMMUNOLOGIA LAB. CHIMICA sperimentazione clinica PRODUZIONE GREZZO PURIFICAZIONE MODIFICAZIONE INFLACONAMENTO ETICHETT. CONFEZ. MAGAZZINO MATERIE PRIME SERVIZI ALLA PRODUZIONE FORMAZIONE MONOCLONALI omurini ochimerici oumanizzati oscfv AREA ANTICORPI ideazione costruzione espressione sviluppo produzione di lotti (fino a 50 gr/lotto) di grado clinico (GMP) Three step systemic therapy Vial ST246-biotin 00 mg iv infusion 20 in 00 ml saline Vial 2 avidin 00 mg iv infusion 5 in 00 ml saline Vial 3 Streptavidin 00 mg iv infusion in 250 ml saline Vial 4 HSA-biotin mg iv infusion 5 in 00 ml saline Vial 5 biotin-dota mg ( 90 Y 2-3 GBq mci) h h 5-30 Step Step 2 Step 3 3