Vi flyttar fram positionerna för medicinsk behandling med proteinbaserade behandlingsmetoder och vacciner

När du hör termen läkemedel tänker du kanske på tabletter med invecklade kemiska formler – de smärtstillande eller blodtryckssänkande läkemedel som belamrar hyllorna i många medicinskåp. Läkemedel med kemiska ingredienser är fortfarande vanliga, men fler och fler läkemedel kommer nu från socker, proteiner eller levande celler. Dessa biologiska läkemedel kan förskrivas för vissa sjukdomar där effektiva behandlingar saknas – och ofta med färre biverkningar än traditionella kemikaliebaserade läkemedel. Få information om hur Solventum bidrar till att göra dessa behandlingar mer lättillgängliga.

Vi satte oss ner med två experter från vårt team för biofarmaceutisk rening, forskaren Jonathan Hester, Ph.D., och programvaruteknikern Alexei Voloshin, för att lära oss mer om biofarmaceutiska läkemedel, inklusive proteinbaserade behandlingsmetoder och vacciner. De förklarar varför tillverkningsprocessen är så viktig (ledtråd: den har allt att göra med renhet) och hur vi hjälper läkemedelsföretag att föra hälso- och sjukvården framåt med banbrytande nya medicinska behandlingar.

Biologiska läkemedel - så funkar det

Mänskligheten har en lång historia av sökande efter medicinska alternativ för att behandla sjukdomar. Till och med arsenik användes en gång i tiden för medicinska ändamål. Men i takt med den medicinska vetenskapens utveckling, utvecklades också förväntningarna på dessa behandlingars effektivitet och säkerhet. 

Aktuella traditionella behandlingar som acetaminofen och ibuprofen är exempel på kemikaliebaserade läkemedel som används för att behandla tillstånd som muskelvärk. De är vanligtvis effektiva, men har ofta biverkningar. ”De klarar inte av någon exakt urskillning i fråga om hur de påverkar kroppen – ibuprofen kan påverka magslemhinnan och andra vävnader”, säger Alexei. Kemoterapi, en annan traditionell behandling, kan döda cancern, men den kan också skada resten av kroppen, tillägger han. 

Biofarmaceutisk teknik använder mer avancerade molekyler som proteiner, nukleinsyror och celler. ”Den unika kombinationen av styrka, selektivitet och säkerhet gör att den här läkemedelsklassen kan ge effektiva behandlingar för allvarliga sjukdomar som cancer, artrit och ulcerös kolit”, säger Alexei. ”Biofarmaceutisk teknik har bara tagit de allra första stegen mot en fundamental förändring av vad samhället i stort har för förväntningarna på livskvaliteten.” 

Biofarmaceutiska läkemedel ligger i framkant när det gäller behandling av livshotande och livsförändrande sjukdomstillstånd med maximal effekt och säkerhet. Och deras berättelse har precis börjat.

Alexei Voloshin

Ett exempel som du troligtvis känner till är de senaste covid‑19-vaccinerna, som är produkter av den moderna biotekniken. Detta tillvägagångssätt bidrog till att möjliggöra den snabba utvecklingen av dessa vacciner.

Löftet om proteinbaserade behandlingsmetoder och vacciner

Vacciner har i många år utvecklats med användning av inaktiverade virus. När de ges till en patient stimulerar dessa försvagade virus ett immunsvar i kroppen för att skydda mot framtida infektioner från det viruset. Denna metod används fortfarande effektivt för influensa, vattkoppor, mässling och påssjuka, men den kräver att forskare odlar virus i ett laboratorium, vilket kan ta månader.

Under senare år har forskare utvecklat vacciner med hjälp av renade proteiner, som kan ha renats med Solventum-teknik, för att förhindra att viruset fäster vid och tar sig in i mänskliga celler. Dessa vacciner kan utvecklas snabbare utan de inneboende risker som är förknippade med användningen av levande virus. Proteinbaserade vacciner inkluderar HPV, bältros, hepatit B och covid‑19. 

Dessa proteinbaserade biologiska läkemedel används också för att behandla sjukdom. ”Några av de mest lovande behandlingsmetoderna just nu är proteinbaserade läkemedel”, säger Jonathan. ”Läkemedelsföretag tillverkar proteinläkemedel genom att genetiskt konstruera en cell – vanligtvis en däggdjurscell – för att framställa proteinet.”

Han förklarar att konstruerade celler odlas i en kultur på några dagar eller ett par veckor. Efter den tiden har de en vätska som innehåller det proteinläkemedel som cellerna har framställt, men den innehåller även cellerna, rester från trasiga celler och alla möjliga andra proteiner som har producerats av cellerna.

En titt in i processen Hur proteinbaserade biologiska läkemedel tillverkas

När den biofarmaceutiska tillverkaren skördar vätskan måste läkemedelsproteinet isoleras från cellfragment, från andra proteiner som cellerna har framställt och även från DNA och andra förorenande ämnen. Det brukar vara en process i 15‑20 steg för att isolera läkemedelsproteinet i ren form.

”Biologiska läkemedel injiceras, så de måste vara mycket rena”, säger Alexei. När man sväljer tabletter eller en vätska hjälper matsmältningssystemet till att rensa bort föroreningar. Med läkemedel som går in i blodomloppet finns den barriären inte längre där.

Biologiska läkemedel är också relativt sköra jämfört med syntetiska ämnen. ”Du kan minska eller döda deras effektivitet om du manipulerar dem”, tillägger Alexei. ”Du kan inte värma upp dem, behandla dem med högt pH eller utsätta dem för ren stress. Så processen att rena dessa läkemedel utan att skada dem är mer komplex jämfört med syntetiska läkemedel.” 

Hur vi tar fram lösningar för att anta tillverkningsutmaningar 

Solventum hjälper tillverkare genom att använda smarta material för att minska antalet steg och ta fram reningssteg som är mer tillförlitliga. Vårt arbete kan hjälpa läkemedelsföretag att lägga mindre tid på arbetet med att utveckla reningsprocessen, vilket i slutänden kan bidra till snabbare tillgång till vacciner för patienterna. 

”Varje produkt har en specifik tillverkningsprocess”, säger Jonathan. ”Vårt mål är att sammanfatta processen för våra kunder – att förenkla och minska antalet steg och hjälpa dem att ta sig snabbare igenom kliniska prövningar och, slutligen, ha mer ekonomiska och produktiva tillverkningsprocesser för de framgångsrika läkemedlen.”

När vi besöker våra kunder får vi en känsla för hur våra reningsprodukter är en del av något som bidrar till att förbättra och rädda liv.

Jonathan Hester

En av våra tekniklösningar, 3M™ Emphaze™ AEX Hybrid Purifier, utvecklades för att ersätta ett enkelt filter som tar ut stora bitar av celler och cellrester. När utvecklingsarbetet med den här produkten påbörjades utgick forskarna ifrån att den även skulle kunna avlägsna lösliga föroreningar, och alltså bli en enhet som gör två saker samtidigt. Två processteg har nu i och med denna renare blivit ett. Grundtekniken har nu utvidgats till en andra produkt, 3M™ Harvest RC, som är avsedd att användas i början av reningsprocessen. Den här produkt avlägsnar samma lösliga föroreningar samtidigt som den försiktigt avlägsnar hela celler genom att adsorbera dem, i stället för att på ett mer typiskt sätt ta bort dem genom att bara tvinga vätskan genom porer som är mindre än cellerna. Att den försiktigt adsorberar dem minskar det tryck som krävs och minimerar cellbrott, så att mer av cellernas inre föroreningar stannar kvar inuti och avlägsnas med de hela cellerna.

Hur reningstekniken fungerar

Nonwovenmaterial – enkelt uttryckt, en fibermatta – är nyckeln till några av Solventums reningstekniker. De modifieras för rening genom att positivt laddade polymerer överförs till ett nonwovenmaterial för att framställa ett material som fungerar som ett filter men som också binder negativt laddade partiklar och molekyler. De proteiner man vill behålla är vanligtvis positivt laddade och de flesta föroreningar är negativt laddade. 

När proteinprodukten går igenom det fastnar de negativt laddade föroreningarna – celler, cellbitar och upplösta föroreningar som DNA – på filtret. Detta hjälper till att generera en renare slutprodukt och möjliggör en jämnare vätskekvalitet under hela processen.

Att ta bort DNA tidigare i reningsprocessen gör också en efterföljande separationsprocess mycket mer effektiv. För många kunder förkortar detta ytterligare steg nedströms och ger även ökad avkastning av läkemedelsprodukten. 

Tacksamt arbete: Utforma lösningar som kan hjälpa till att förbättra hälsan för alla

Minskade processteg och ökad avkastning kan bidra till att göra potentiellt livräddande behandlingar mer tillgängliga. Dessutom kan det minska kostnaderna. 

Jonathan noterar att covid‑19 gav fler människor en inblick i vad människor med sjukdom går igenom – att vänta och hoppas på ett botemedel eller en behandling. ”Att veta att vi arbetar med att påskynda utvecklingen av dessa behandlingar motiverar alla i vår grupp”, säger han. ”Våra biofarmaceutiska kunder har mycket svåra problem att lösa och vår människocentrerade forskning kan förändra liv till det bättre.”