Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Nanokinetika Dr. Kerpel-Fronius Sándor Egyetemi tanár Farmakológiai és Farmakoterápiás Tanszék Semmelweis Egyetem Budapest

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Nanokinetika Dr. Kerpel-Fronius Sándor Egyetemi tanár Farmakológiai és Farmakoterápiás Tanszék Semmelweis Egyetem Budapest"— Előadás másolata:

1 Nanokinetika Dr. Kerpel-Fronius Sándor Egyetemi tanár Farmakológiai és Farmakoterápiás Tanszék Semmelweis Egyetem Budapest KERPEL-FRONIUS S. 1

2 Nanomedicina NIH meghatározása  Nanotechnológiai alkalmazása a biológiai rendszerek kezelésére, diagnosztizálására, követésére és ellenőrzésére KERPEL-FRONIUS S:. 2

3 Nanorészecskék nagysága KERPEL-FRONIUS S. 3

4 Molekula nagyság és komplexitás Nick C. Parexel Kerpel-Fronius S. 4

5 Kioldódó mennyiség In vitro dissolució % In vivo ???? Koncentráció a szervezetben Biológiai válasz Felszívódó mennyiség L iberáció Disztribució Metabolizmus Elimináció A bszorpció Folyamat Változó paraméter Hatóanyag sorsa a szervezetben (LADME) Antal I engedélyével, Budapest Kutatási terület Farmako- dinámia Farmako- kinetika Biofarmácia

6 Nanokarrierek nagyság megoszlása Szebeni J nyomán 1 nm=10 −9 m; C-C kötés távolsága: 0,12-0,15 nm; albumin: 4 nm; rhynovirus: 40 nm; baktérium ~ 200nm KERPEL-FRONIUS S. 6

7 Gyógyszer felszívódás különbözô adagolási helyekrôl KERPEL-FRONIUS S. 7 Szisztémás keringés i.v. (Bh=100%) Bôr tapasz KiválasztásNem felszívódott anyag + metabolizmus Spray Sublingualis tabletta Per os Végbél alsó 1/3 i.m. s.c i.v. Cél molekulák szövetekben Sejtmembránánokon keresztüli felszívódás és metabolizmus csökkentik a biológiai hasznosíthatóságot (Bh<100%) Metabolizmus

8 Nanotechnológia és gyógyszer bevitel Andrade et al. Nanomedicine 6: ,  Nanorészecskék  Inorganikus részecskék  Szolid lipid részecskék  Polimér részecskék • Nanoszférák, nanokapszulák, gyógyszer tároló részecskék  Nanokristályok  Lényegesen kisebb kristály szerkezet, megnőtt felszín/térfogat arány, nagyobb biológiai hasznosíthatóság  Polimér gyógyszerek (Pár nm átmérő)  Polimér gyógyszerek  Polimér gyógyszer konjugátumok  Polimér micellák  Dendrimérek  Liposzomák  Amfifil lipid hártya, kivül hidrofób, belül hidrofil KERPEL-FRONIUS S. 8 8

9 Nanorészecskék szöveti penetrációja Andrade et al. Nanomedicine 6: , 2011  A nanorészecskék kicsiny mérete megváltozott szöveti eloszláshoz, felhalmozódáshoz vezet, illetve következményesen toxicitást okozhatnak  nm nagyságú részecskék bejuthatnak a sejtekbe, központi idegrendszerbe  <70 nm nagyságú részecskék beléphetnek a tüdő interstitiumába, majd innen a nyirokrendszerbe, véráramba, csontvelőbe és más szervekbe jutnak és halmozódhatnak.  Makrofágok nem ismerik fel és nem fagocitáljál a 70 nm-nél kisebb átmérővel rendelkező részecskéket KERPEL-FRONIUS S. 9

10 Részecskék megoszlása nagyság szerinti megoszlása a légzőrendszerben Andrade et al. Nanomedicine 6: , 2011 KERPEL-FRONIUS S µm 100 nm -1 µm nm 1- 5 µm

11 Gyógyszer adagolás a tüdőn keresztül Andrade et al. Nanomedicine 6: , 2011  Alveolaris hám vékony: 0,1-0,5 µm; m 2 felület  Intra- és extracelluláris enzim tartalom, gyógyszer efflux sejtekből kisebb mérvű mint a bélben  Nem-invazív, gyors gyógyszer hatás megjelenést biztosító adagolási út, mely a first-pass eliminációt elkerüli  szoros biológiai hasznosíthatóság más nem-invazív eljárásokkal összehasonlítva  Nagy felszín, a felületet borító kevés folyadékban nagy gyógyszer koncentráció érhető el  Fehérje klirensz a tüdőből: mukocilliáris hatás, makrofág fagocitózis, valamint kisebb molekulasúlyú fehérjék intercelluláris transzportja a nyirok rendszer felé  Nagy molekula súlyú fehérjék transzcelluláris transzportja a nagy affinitású peptid transzporterekkel KERPEL-FRONIUS S. 11

12 Tüdőbe adott dózis változásai leadott dózistól az abszorpcióig Andrade et al. Nanomedicine 6: , 2011 KERPEL-FRONIUS S. 12 Dózis az adagolóban Leadott dózis Lerakódott dózis Abszor- beálódott dózis Gyógyszer adagolást befolyásoló tényezők : légzőrendszer geometriája, humiditása, légzési kapacitás, inhalációs technika, stb Nanorészecskék, micellák ígéretes gyógyszer szállítók, de hosszú lerakódás miatt toxikusak lehetnek

13 Nanorészecskék engedélyezése Bosetti R and Vereeck L: Nanomedicine, 6: , 2011  A nanorészecskék engedélyezési eljárása bizonytalan mivel különböző anyagokból épülnek fel, sajátságos felszíni tulajdonságokkal és fokozott reakciókészséggel rendelkeznek  Engedélyezésük három engedélyezési területet érint  Gyógyszer engedélyezés  Gyógyászati segédeszköz engedélyezés  Biológiai anyagok engedélyezése  Egy egységes, nanomedicina specifikus engedélyezési eljárás kidolgozása indokolt  Követő nanomedicina termékek esetén a bioegyenlőség mellett a hatás összevetése is indokolt, mivel a nanoszerkezet jelentősen meghatározza a biológiai komponens hatásait KERPEL-FRONIUS S. 13

14 Forgalombahozatali dokumentáció A követelmények kémiai és biológiai gyógyszerek esetén azonosak

15 KERPEL-FRONIUS S. 15 Biológiai hasznosíthatóság korlátozott jelentősége a hasonló gyógyszerek helyettesítési gyakorlatában  Biológiai hasznosíthatóság (bioavailability) alatt értjük azon gyógyszermennyiséget, mely a szisztémás keringésbe kerül bármely adagolási út nyomán  A biológiai hasznosíthatóság hasonlóságából nem következik a farmakológiai és immunológiai hasonlóság, melyet összehasonlító klinikai vizsgálatokban kell igazolni Azonos vérszint Hasonló hatóanyag Hasonló klinikai hatás AUC 1 /AUC 2 =1 (0,80-1,25)

16 Kerpel-Fronius S. 16  A daganatnövekedés korai fázisaiban a növekedés exponenciális  A klinikai diagnózis idején a növekedés már lassú, az osztódó kompartment kicsi, a G 0 frakció pedig nagy  A kemoterápia eredményeit érzékenyebb diagnosztikai eljárások javíhatják azáltal, hogy a daganatokat már a gyors növekedési fázisban kimutatják  A sebészeti és/vagy radiológiai eljárások csökkentik a daganat nagyságát, a regeneráció során sok sejt lép az osztódási ciklusba A daganatok “Gompertz” növekedési görbéje Klinikai észlelés határa idő sejtszám

17 Kerpel-Fronius S. 17 Citotoxikus gyógyszer koncentráció alakulása szolid tumorokban  A tumorok kapilláris ágya újonnan képződött kapillárisok rosszul organizált hálózatából áll.  Az oxigén és a tápanyagok a messzebb fekvő sejtekhez csak számos sejtrétegen keresztül jutnak el. Következésképpen a távolabbi sejtek elpusztulnak  A citotoxikus vegyületek koncentráci- hatás görbéje meredek. A távolabbi sejtek környezetében nem alakul ki effektív citotoxikus gyógyszer koncentráció  Nagy dózisú kemoterápiával még a távolabbi sejtek is eredményesen kezelhetők

18 KERPEL-FRONIUS S. 18 Normál és tumor kapillárisok McDonald DM et al. Nat Med. 2003;9:  A tumorokban található kapillárisok fenesztráltak, a kapilláris ágy hierarhikus, funkcionális szerkezete nem alkalmazkodik optimálisan a tumorsejtek vérellátási szükségletéhez

19 Szolid tumorok kezelése nanorészecskék segítségével Jain RK és Stylianopoulos T, Nat. Rev. Clin. Oncol. 7: , 2010  A rendezetlen, könnyen átjárható kapilláris hálózat, valamint a limfatikus elvezető rendszer hiánya nagy intersticiális nyomás fokozódáshoz vezet a tumorokban, mely gátolja a gyógyszerek penetrációját  Az extracelluláris matrix összetetétele, denzitása tovább rontja a gyógyszerek diffúzióját (Különböző töltéssel rendelkező nanorészecskék fejlesztése, extracellulásris barrier feloldása, fellazítása))  Nanorészecskék a tumorokban fokozott gyógyszer penetrációhoz és retencióhoz vezethetnek, azonban tumor fajták szerint eltérő az erek fenesztráltsága  Tumor sejt vagy tumor asszociált endothel kötődés előmozdítása (MAt), pH dependens gyógyszer leadás KERPEL-FRONIUS S: ordner/file 19

20 Tumor intersticiális pH és pO2 változása a kapilláris távolság függvényében Helmlinger et al. Nat. Med. 3: , 1997 KERPEL-FRONIUS S: ordner/file 20 Kritikus távolság

21 KERPEL-FRONIUS S. 21 Bevacizumab kezelés tartama Vosseler S et al. Cancer Res. 65: , 2005  A túlzott, rendezetlen kapilláris hálózat csökkentése anti-VEGF terápiával fontos bevezető lépés a kemoterápia előtt  A bevacizumab kezelést folyamatosan, a progresszió kialakulásig fenn kell tartani Kezelés előtt 3 héttel a bevacizumab kezelés befejezése után Bevacizumab 6 hetes kezelés

22 Polietilénglikol liposzomális doxorubicin Coukel et al.: Drugs, 53:520, 1997  Lipid membrán + kapcsolt polietilénglikol (PEG)  PEG csökkenti a RES-be történő liposzoma felvételt  Preferenciális felvétel elsődlegesen a fenesztrált kapilláris hálózattal rendelkező tumorokba  Kevés felvétel a szívizomba Toxicitás  Jelentősen emelkedett kardiális toxicitást okozó kumulatív DX szint ~ 900 mg/m2  Kéz és láb szindróma  Hematológiai toxicitás  Infuziós reakció: kipirulás, hidegrázás, hátfájás, hipotenzió, légzési nehézség DX oldat a liposzoma belső terében Liposzoma membrán Polietilénglikol boritás Caelyx® KERPEL-FRONIUS S. 22

23  Farmakokinetika:  50 mg/m2 Caelyx  Eloszlás 4-5 h (DX: h),  Terminális t1/2: h (Hosszú gyógyszer hatás tartam) (DX: 8.7 h)  Vs: 4.1L ( limitált az intravaszkuláris térre (DX: 250 L) Polietilénglikol liposzomális doxorubicin Caelix Documentation KERPEL-FRONIUS S. 23

24 Kerpel-Fronius S. 24 A csontvelő regenerációjára ható citokinek Mo Ba Neu Eo Vvs Thr Ős- sejt CFU- GEMM CFU- GM BFU- E CFU- MEG CFU- M CFU- G CFU- E GM-CSFG-CSF M-CSF EPO TPO; IL-11 SCF TPO SCF: stem cell factor TPO: thrombopoietin GCF: colony stimulating factor CFU: colony forming unit Klonális expanzió CFU- Eo

25 KERPEL-FRONIUS S. 25 Pegilálás klinikai farmakológiai jelentősége  Vízoldékonyság fokozódása PEG hidrofilitása következtében  Molekula nagyság következtében csökken a vese kiválasztás  Csökken a hozzáférés lehetősége proteolitikus enzimek és antitestek számára  Renális és celluláris klirensz csökkentésre heti adagolás mellett kDA molekuláris tömegű PEG a legalkalmasabb  Legjobb ha a PEG egy helyen és nem több helyen kötődik a fehérje molekulához Fehérje Polietilén glikol (PEG) PEG

26 KERPEL-FRONIUS S. 26 Pegilálatlan és pegilált fehérje

27 KERPEL-FRONIUS S. 27 IFN-α 2a és PEG-IFN-α 2a farmakokinetikai jellegzetességei Hayerris JM and Chess RB. Nat Rev DrugDiscov, 2:214, 2003  A pegilálás által meghosszabbított felezési idő tartós terápiás plazma- szintet biztosít PEG40(kDA) IFN-α 2a Hetenkénti adagolás Másodnaponkénti adagolás

28 Kerpel-Fronius S. 28 Agranulocytosis miatt szepszisveszély  A granulocita-(makrofág) kolónia-stimuláló faktorok fokozzák a granulociták regenerációját, csökkentik a 0.5 X 10 9 /μl alatti granulocitaszám idejét, megelőzik a fertőzéseket és a szepszist  A következő KT ciklust a tervezett időben vagy korábban lehet kezdeni  Magasabb KT dózisok alkalmazhatóak A gyógyszeradagolás időzítése 36 hét 100% 50% ,5 Abszolút neutrophil szám Tumor- nagyság CT G(M)-CSF x10 9 /μl

29 KERPEL-FRONIUS S: 29 Összehasonlító farmakokinetikai és farmakodinámiás vizsgálat terve Filgrastim Ratiopharm. EPAR. EMEA/H/C/824  5 és 10 μg/kg i.v., illetve s.c.  Kimosási periódus 2 hét  56 egészséges férfi önkéntes R Neupogen Ratiograstim Neupogen Biológiai hasznosíthatóság, farmakodinámiás hatások

30 KERPEL-FRONIUS S. 30 Összehasonlító biológiai hasznosíthatósági és farmakodinámiás vizsgálatok egészséges önkéntesekben E Filgrastim Ratiopharm. EPAR. EMEA/H/C/824 5 μg/kg, s.c. ng/ml ANC^109/l Idő (h) Ratiograstim vs Neupogen 5 μg/kg, s.c.

31 Pegfilgrastim (Neulasta®) hatása a granulocita számra EMA: EPAR 2004 KERPEL-FRONIUS S: ordner/file 31 Pegfilgrastim: Granulocita kolónia stimuláló faktor hoz (r-met-HuG-CSF, filgrastim) kovalens kötéssel kapcsolt singuláris 20 kDa PEG. Filgrastim termelés rekombináns DNS technológia használatával E. coli –ban 6 mg sc Doxorubicin+docetaxel therapy

32 Pegfilgrastim farmakokinetikai tulajdonságai EMA: EPAR 2004  A klirensz nem lineáris a dózissal. Emelkedő dózisok adásakor szaturálódik a neutrofil granulocita és neutrofil prekurzor sejteken található receptorokhoz történő kötődés, a következményes intracelluláris felvétel és lebontás  Kiválasztás a vesén keresztül nem jelentős, szemben a nem pegilált filgrastimmal  Felezési idő:  Pegfilgrastim óra  Filgrastim 3,5 óra, jelentős kiválasztás vesén keresztül  Direkt összefüggés észlelhető a pegfilgrastim és szérum koncentráció, ANC csúcs szint, az ANC csúcs szint eléréséhez szükséges idő, illetve az ANC emelkedés hossza között. KERPEL-FRONIUS S. 32

33 Erythropoetin szerkezete KERPEL-FRONIUS S. 33

34 KERPEL-FRONIUS S. 34 Erythropoesist stimuláló EPO származékok Egrie JC és Browne JK, Nephrol Dial Transplant, 16 (Suppl 3) 3-13, 2001 rHuEPO 3-N kapcsolt szénhidrát lánc 4-N kapcsolt szénhidrát lánc Darbepoietin 5-N kapcsolt szénhidrát lánc Mikro heterogenitás, izoformák: sziálsav gyök: 9-14 ~ 30,4 kDa, ~40% szh Sziálsav gyök: 18 33,8 kDa, ~46%szh Sziálsav gyök: 22 37,1 kDa, ~51% szh N-kapcsolt gyökök O-kapcsolt gyökök Biológiai aktivitás T 1/2 Receptor kötődés + + +

35 MIRCERA EMA: EPAR 2007  Metoxi polietilénglikol-epoetin beta  Kémiai kötés PEG 60 kDa és 165 aminosavat tartalmazó rekombináns DNS technológiával előállított epoietin béta között  S.c. adagolás után  tmax: óra  T1/2: óra  Nem-lineáris farmakokinetika, dózis emeléssel az AUC a dózis arányosnál nagyobb értéket mutat KERPEL-FRONIUS S. 35

36 Mircera EMA: EPAR 2007 KERPEL-FRONIUS S: ordner/file 36 A = 3,2 µg/kg mircera i.v.; B = placebo; N= 39 egészséges önkéntes

37 EPO származékok adagolása 1-3 alkalommal hetente 1-2 hetente, 1 alkalommal 2-4 hetente, 1 alkalommal 1-3 alkalommal hetente A felezési idők jelentős szórást mutatnak az irodalomban *CERA: continuous erythropoietin receptor activator (Mircera®) KERPEL-FRONIUS S. 37

38 KERPEL-FRONIUS S: biolggklinfarm/előadás08 38 Immunogenitás klinikai farmakológiai következményei Antitest termelés Nincs hatás Biológiai gyógyszer (fehérje) Farmakokinetikai eltérések A bioekvivalencia vizsgálatok kérdésesek Natív fehérjék közömbösítése Funkcionális károsodás Neutralizáló antitestek Klinikai hatás- csökkenés

39 KERPEL-FRONIUS S. 39 Neutralizáló antitestek által kiváltott thrombocytopenia Chun JL et al. Blood, 98:  Pegilált-rekombináns-humán-megakaryocyta-growth and development factor PEG-rHuMGDF kezelés Thrombocytaszám TPO ellenes antitest koncentráció


Letölteni ppt "Nanokinetika Dr. Kerpel-Fronius Sándor Egyetemi tanár Farmakológiai és Farmakoterápiás Tanszék Semmelweis Egyetem Budapest"

Hasonló előadás


Google Hirdetések