Lääketieteellisen hoidon edistäminen proteiinipohjaisilla hoidoilla ja rokotteilla

Kun kuulet termin lääkkeet, saatat ajatella pillereitä, jotka sisältävät monimutkaisia kemiallisia kaavoja – kipulääkkeitä tai verenpainelääkettä, jotka löytyvät monien lääkekaappien hyllyiltä. Kemiallisia ainesosia sisältävät lääkkeet ovat edelleen yleisiä, mutta yhä useammat lääkkeet valmistetaan nykyään sokerista, proteiineista tai elävistä soluista. Näitä biologisia lääkkeitä, jotka tunnetaan myös nimellä biofarmaseuttiset lääkkeet, voidaan määrätä joihinkin sairauksiin, joihin ei ole tehokkaita hoitoja – ja usein ne aiheuttavat vähemmän sivuvaikutuksia kuin perinteiset kemialliset lääkkeet. Lue, miten Solventum auttaa saamaan nämä hoidot helpommin saataville.

Istuimme kahden biofarmaseuttisen puhdistustiimimme asiantuntijan kanssa: Jonathan Hester, Ph.D., tutkimustutkija ja sovellusinsinööri Alexei Voloshin, joilta saimme lisätietoja biofarmaseuttisista lääkkeistä, mukaan lukien proteiinipohjaisista hoidoista ja rokotteista. He selittävät, miksi valmistusprosessi on niin tärkeä (vihje: sillä on paljon tekemistä puhtauden kanssa) ja miten autamme lääkeyhtiöitä edistämään terveydenhuoltoa mullistavien uusien hoitojen avulla.

Biologiset lääkkeet selitettynä

Ihmisellä on pitkä historia hoitovaihtoehtojen etsimisestä. Jopa arseenia käytettiin aikoinaan lääketieteellisiin tarkoituksiin. Lääketieteellisen kehityksen myötä myös odotukset näiden hoitojen tehokkuudesta ja turvallisuudesta ovat kehittyneet. 

Nykyiset perinteiset hoitomuodot, kuten parasetamoli ja ibuprofeeni, ovat esimerkkejä kemiallisista lääkkeistä, joita käytetään sairauksien, kuten lihaskivun, hoitoon. Ne ovat tyypillisesti tehokkaita, mutta niillä on usein haittavaikutuksia. ”Ne eivät pysty erottamaan tarkasti sitä, miten ne vaikuttavat kehoon – ibuprofeeni voi vaikuttaa vatsan limakalvoon ja muihin kudoksiin”, Alexei sanoo. ”Kemoterapia, toinen perinteinen hoito, voi tappaa syövän, mutta se voi myös vahingoittaa muuta kehoa”, hän lisää. 

Biofarmaseuttinen teknologia käyttää kehittyneempiä molekyylejä, kuten proteiineja, nukleiinihappoja ja soluja. ”Ainutlaatuisen potentiaalin, selektiivisyyden ja turvallisuuden yhdistelmän ansiosta tämän lääkeluokan lääkkeet tarjoavat tehokkaita hoitoja vakaviin sairauksiin, kuten syöpään, niveltulehdukseen ja haavaiseen paksusuolitulehdukseen”, Alexei sanoo. ”Biofarmaseuttinen teknologia on vasta alkanut muuttaa perusteellisesti koko yhteiskunnan elämänlaatuun liittyviä odotuksia.” 

Biofarmaseuttiset lääkkeet ovat hengenvaarallisten ja elämää muuttavien sairauksien hoidon eturintamassa maksimaalisella tehollaan ja turvallisuudellaan. Ja niiden tarina on vasta alussa.

Alexei Voloshin

Yksi esimerkki, jonka todennäköisesti tunnet, ovat nykyiset COVID-19-rokotteet, jotka ovat nykyaikaisen bioteknologian tuotteita. Tämä lähestymistapa auttoi nopeuttamaan näiden rokotteiden kehitystä.

Proteiinipohjaisten hoitojen ja rokotteiden lupaus

Inaktivoituja viruksia on käytetty useita vuosia. Kun näitä heikennettyjä viruksia annetaan potilaalle, ne stimuloivat elimistön immuunivastetta suojaten sitä viruksen aiheuttamilta tulevilta infektioilta. Tätä lähestymistapaa käytetään edelleen tehokkaasti influenssaan, vesirokkoon, tuhkarokkoon ja sikotautiin, mutta se edellyttää, että tutkijat kasvattavat viruksia laboratoriossa, mikä voi kestää kuukausia.

Viime vuosina tutkijat ovat kehittäneet rokotteita, joissa käytetään puhdistettuja proteiineja, jotka on saatettu puhdistaa Solventum-teknologialla, viruksen kiinnittymisen ja ihmissoluihin pääsyn ennaltaehkäisemiseksi. Näitä rokotteita voidaan kehittää nopeammin ilman elävän viruksen käyttöön liittyviä riskejä. Proteiinipohjaisia rokotteita ovat rokotteet papilloomavirukseen, vyöruusuun, hepatiitti B:hen ja COVID-19-tautiin. 

Näitä proteiinipohjaisia biologisia lääkkeitä käytetään myös sairauden hoitoon. ”Jotkin lupaavimmista terapeuttisista lääkkeistä ovat tällä hetkellä proteiinipohjaisia lääkkeitä”, Jonathan sanoo. ”Farmaseuttiset yritykset valmistavat proteiinilääkkeitä muodostamalla solun geneettisesti – yleensä nisäkässolun – proteiinin valmistamiseksi.”

Hän selittää, että muokattuja soluja kasvatetaan viljelyssä päiviä tai pari viikkoa. Tämän jälkeen niissä on solujen valmistamaa nestettä, joka sisältää proteiinilääkettä, mutta se sisältää myös soluja, rikkoutuneiden solujen jäämiä ja kaikenlaisia muita proteiineja, joita solut ovat tuottaneet.

Kurkistus prosessiin: Näin proteiinipohjaiset biologiset lääkkeet valmistetaan

Kun biofarmaseuttinen valmistaja on kerännyt nesteen, sen on eristettävä lääkeproteiini solufragmenteista, muista solujen tuottamista proteiineista sekä DNA:sta ja muista kontaminanteista. Tämä on tyypillisesti 15–20-vaiheinen prosessi, jonka avulla lääkeaineproteiini eristetään puhtaassa muodossa.

”Biologisia lääkkeitä injektoidaan, joten niiden on oltava hyvin puhtaita”, Alexei sanoo. Ruoansulatusjärjestelmä auttaa puhdistamaan kontaminantit pillerin tai nesteen nielemisen yhteydessä. Verenkiertoon menevien lääkkeiden kanssa kyseinen este ei ole enää olemassa.

Biologiset lääkkeet ovat myös suhteellisen hauraita synteettisiin aineisiin verrattuna. ”Jos niitä manipuloidaan, niiden teho voi heikentyä ja lakata”, Alexei lisää. ”Niitä ei voi kuumentaa, hoitaa niitä korkealla pH-arvolla tai altistaa niitä stressille. Prosessi näiden lääkkeiden puhdistamiseksi vahingoittamatta niitä on siis synteettisiin lääkkeisiin verrattuna monimutkaisempi.” 

Näin ratkaisemme valmistushaasteita 

Solventum auttaa valmistajia käyttämällä älykkäitä materiaaleja, jotka vähentävät vaiheiden määrää ja tekevät puhdistusvaiheista luotettavampia. Työmme voi auttaa lääkeyhtiöitä käyttämään vähemmän aikaa puhdistusprosessin kehitystyöhön, mikä voi lopulta auttaa rokotteita pääsemään potilaskäyttöön nopeammin. 

”Jokaisella tuotteella on erityinen valmistusprosessi”, Jonathan sanoo. ”Tavoitteenamme on tiivistää asiakkaidemme prosessia – yksinkertaistaa ja vähentää vaiheiden määrää ja auttaa heitä pääsemään nopeammin kliinisten tutkimusten läpi ja viime kädessä saada aikaan taloudellisempia ja tuottavampia valmistusprosesseja, jotta nämä lääkkeet menestyvät.”

Kun vierailemme asiakkaidemme luona, saamme käsityksen siitä, miten puhdistustuotteemme ovat osa kokonaisuutta, joka auttaa parantamaan ja pelastamaan ihmishenkiä.

Jonathan Hester

Yksi teknologioistamme, 3M™ Emphaze™ AEX -hybridipuhdistin, kehitettiin korvaamaan yksinkertainen suodatin, joka poistaa solupalat ja solujäämät. Kun kehitystyö alkoi, tutkijat olettivat, että se voi poistaa liukoisia kontaminantteja ja että yksi laite voisi tehdä kaksi asiaa kerralla. Tällä puhdistimella on nyt kaksi prosessivaihetta. Perusteknologiaa on nyt laajennettu toiseen tuotteeseen, 3M™ Harvest RC:hen, joka toimii puhdistusprosessin alussa. Se poistaa samat liukoiset kontaminantit ja poistaa samalla varovasti kokonaisia soluja tarttumalla niihin sen sijaan, että se poistaisi ne tyypillisemmällä tavalla yksinkertaisesti pakottamalla nesteen soluja pienempien huokosten läpi. Soluihin kiinnittyminen vähentää tarvittavaa painetta ja minimoi solujen rikkoutumisen, joten niiden sisäisistä kontaminanteista jää enemmän sisään ja poistuu kokonaisten solujen mukana.

Näin puhdistusteknologia toimii

Kuitukangasmateriaalit – yksinkertaisesti sanottuna kuitumatto – ovat muutamien Solventum-puhdistusteknologioiden avain. Kuitukankaita muokataan puhdistustarkoitukseen siirtämällä niihin positiivisesti varautuneita polymeerejä, jotta saadaan suodatinta muistuttava materiaali, joka myös sitoo negatiivisesti varautuneita hiukkasia ja molekyylejä. Proteiinit, jotka halutaan säilyttää, ovat yleensä positiivisesti varautuneita, ja useimmat kontaminantit ovat negatiivisesti varautuneita. 

Kun proteiinituote kulkee suodattimen läpi, negatiivisesti varautuneet kontaminantit – solut, solupalat ja liukoiset kontaminantit, kuten DNA – tarttuvat siihen. Tämä auttaa tuottamaan puhtaamman tuotteen alusta alkaen ja mahdollistaa tasaisemman nesteen laadun koko prosessin ajan.

DNA:n poistaminen aikaisemmin puhdistusprosessissa tekee myös seuraavasta erotteluprosessista paljon tehokkaamman. Monille asiakkaille tämä tiivistää edelleen jatkovaiheita ja lisää myös lääketuotteen tuottoa. 

Palkitseva työ: Sellaisten ratkaisujen suunnittelu, jotka voivat auttaa parantamaan kaikkien terveyttä

Prosessivaiheiden vähentäminen ja tuoton lisääminen voivat auttaa mahdollisesti elintärkeiden hoitojen saattamisessa useimpien saataville. Lisäksi se voi vähentää kustannuksia. 

Jonathan toteaa, että COVID-19-virus antoi useammille ihmisille käsityksen siitä, mitä sairaudesta kärsivät ihmiset käyvät läpi – odottaen ja toivoen parannuskeinoa tai hoitoa. ”Tietoa siitä, että pyrimme nopeuttamaan näiden hoitojen kehittämistä, motivoi kaikkia ryhmämme jäseniä”, hän sanoo. ”Biofarmaseuttisilla asiakkaillamme on ratkottavanaan todella vaikeita ongelmia, ja ihmislähtöinen tieteemme voi muuttaa elämää parempaan suuntaan.”