การพัฒนาการรักษาทางการแพทย์ให้ก้าวหน้าด้วยยารักษาโรคและวัคซีนที่ผลิตมาจากโปรตีน

เมื่อคุณได้ยินคําว่ายา คุณอาจคิดถึงยาที่มีสูตรเคมีที่ซับซ้อน เช่น ยาบรรเทาปวดหรือยารักษาความดันโลหิตสูงที่เรียงรายกันอยู่บนตู้ยา ยาที่มีส่วนผสมของสารเคมียังคงพบได้ทั่วไป แต่ในปัจจุบันมียาที่มาจากน้ำตาล โปรตีน หรือเซลล์ที่มีชีวิตมากขึ้นเรื่อย ๆ ชีวเภสัชภัณฑ์เหล่านี้หรือที่เรียกว่าสารชีวภาพ แพทย์สามารถสั่งจ่ายได้สําหรับความเจ็บป่วยบางอย่างที่ยังไม่มีการรักษาที่มีประสิทธิภาพ และมักจะมีผลข้างเคียงน้อยกว่ายาที่เป็นสารเคมีแบบดั้งเดิม เรียนรู้ว่า Solventum ช่วยให้การรักษาเหล่านี้พร้อมใช้งานมากขึ้นได้อย่างไร

เราได้พูดคุยกับผู้เชี่ยวชาญสองคนจากทีมการทําชีวเภสัชภัณฑ์ให้บริสุทธิ์ของเรา: Jonathan Hester, Ph.D. นักวิทยาศาสตร์งานวิจัยและ Alexei Voloshin วิศวกรสนับสนุนงานขายเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชีวเภสัชภัณฑ์ รวมถึงยารักษาโรคและวัคซีนที่ผลิตมาจากโปรตีน พวกเขาอธิบายว่าเพราะเหตุใดกระบวนการผลิตจึงมีความสําคัญมาก (คําใบ้: ทุกอย่างเกี่ยวข้องกับความบริสุทธิ์) และวิธีที่เราช่วยให้บริษัทยาก้าวไปข้างหน้าในด้านการดูแลสุขภาพด้วยการรักษาทางการแพทย์ใหม่ ๆ ที่พลิกโฉมวงการ

อธิบายสารชีวภาพ

มนุษยชาติมีประวัติอันยาวนานในการค้นหาตัวเลือกยาเพื่อรักษาความเจ็บป่วยต่าง ๆ แม้แต่สารหนูก็เคยถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์ แต่เมื่อวิทยาศาสตร์การแพทย์ก้าวหน้า ความคาดหวังในเรื่องประสิทธิภาพและความปลอดภัยของการรักษาเหล่านี้ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน 

การรักษาแบบดั้งเดิมในปัจจุบัน เช่น ยาอะเซตามิโนเฟนและยาไอบูโพรเฟน เป็นตัวอย่างของยาที่เป็นสารเคมีที่นำมาใช้เพื่อรักษาภาวะต่าง ๆ เช่น อาการปวดกล้ามเนื้อ โดยทั่วไปยาเหล่านี้มีประสิทธิภาพ แต่มักมีผลข้างเคียง “พวกเขาไม่สามารถแยกแยะได้อย่างแม่นยําว่ายาดังกล่าวจะส่งผลต่อร่างกายอย่างไร ยาไอบูโพรเฟนอาจส่งผลต่อเยื่อบุกระเพาะอาหารและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ของคุณ” Alexei กล่าว เคมีบําบัดเป็นการรักษาแบบดั้งเดิมอีกวิธีหนึ่งที่อาจฆ่าโรคมะเร็งได้ แต่การรักษาดังกล่าวยังสามารถทําลายส่วนที่เหลือของร่างกายคุณได้ด้วย เขากล่าวเพิ่มเติม 

เทคโนโลยีชีวเภสัชภัณฑ์ใช้โมเลกุลที่ล้ำสมัยมากขึ้น เช่น โปรตีน กรดนิวคลีอิก และเซลล์ “การผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ระหว่างความแรง ความจําเพาะ และความปลอดภัย ทําให้ยาประเภทนี้สามารถให้การรักษาความเจ็บป่วยร้ายแรง เช่น มะเร็ง โรคข้ออักเสบ และโรคลําไส้ใหญ่อักเสบชนิดเป็นแผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ” Alexei กล่าว “โดยพื้นฐานแล้วเทคโนโลยีชีวเภสัชภัณฑ์ได้เริ่มต้นขึ้นเพื่อเปลี่ยนความคาดหวังด้านคุณภาพชีวิตของสังคมโดยรวม” 

ชีวเภสัชภัณฑ์เป็นยาที่ล้ำสมัยที่สุดในการรักษาความเจ็บป่วยที่เป็นอันตรายถึงชีวิตและเปลี่ยนแปลงชีวิตด้วยประสิทธิผลและความปลอดภัยสูงสุด และเรื่องราวของพวกเขาเพิ่งเริ่มต้น

Alexei Voloshin

ตัวอย่างหนึ่งที่คุณน่าจะคุ้นเคยคือวัคซีนป้องกันโรคโควิด-19 ที่ทันสมัยล่าสุดซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีชีวภาพสมัยใหม่ วิธีนี้ช่วยให้การพัฒนาวัคซีนเหล่านี้รวดเร็วยิ่งขึ้น

ซึ่งเป็นคำมั่นสัญญาของยารักษาโรคและวัคซีนที่ผลิตมาจากโปรตีน

เป็นเวลาหลายปีแล้วที่วัคซีนได้รับการพัฒนาโดยใช้ไวรัสชนิดเชื้อตาย ไวรัสที่ทำให้อ่อนแอเหล่านี้ เมื่อให้กับผู้ป่วย จะกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันในร่างกายเพื่อป้องกันการติดเชื้อในอนาคตจากไวรัสดังกล่าว และยังคงนำวิธีการนี้ไปใช้อย่างมีประสิทธิภาพสําหรับโรคไข้หวัดใหญ่ โรคอีสุกอีใส โรคหัดและคางทูม แต่จำเป็นต้องมีนักวิทยาศาสตร์ที่ควบคุมการเจริญเติบโตของไวรัสในห้องปฏิบัติการซึ่งอาจใช้เวลาหลายเดือน

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้พัฒนาวัคซีนโดยใช้โปรตีนบริสุทธิ์ ซึ่งอาจผ่านการทําให้บริสุทธิ์โดยใช้เทคโนโลยีของ Solventum เพื่อป้องกันไม่ให้ไวรัสเกาะติดและเข้าสู่เซลล์ของมนุษย์ วัคซีนเหล่านี้สามารถพัฒนาได้เร็วขึ้นโดยไม่มีความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการใช้ไวรัสที่มีชีวิต วัคซีนที่ผลิตมาจากโปรตีน รวมถึงเชื้อเอชพีวี โรคงูสวัด เชื้อไวรัสตับอักเสบบี และโรคโควิด-19 

สารชีวภาพที่ผลิตมาจากโปรตีนเหล่านี้ยังใช้รักษาโรคอีกด้วย “ยารักษาโรคบางอย่างที่มีความหวังสูงสุดในตอนนี้เป็นยาที่ผลิตมาจากโปรตีน” Jonathan กล่าว “บริษัทยาผลิตยาที่ทำมาจากโปรตีนโดยใช้เทคโนโลยีพันธุวิศวกรรมเซลล์ ซึ่งปกติแล้วจะเป็นเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เพื่อสร้างโปรตีน”

เขาอธิบายว่าเซลล์ที่ทำพันธุวิศวกรรมเติบโตในการเพาะเลี้ยงเป็นเวลาหลายวันหรือสองสามสัปดาห์ หลังจากนั้น เซลล์จะมีของเหลวที่ประกอบด้วยยาที่เป็นโปรตีนซึ่งเซลล์สร้างขึ้น แต่ก็ยังประกอบด้วยเซลล์ เศษซากต่าง ๆ จากเซลล์ที่แตกตัว และโปรตีนอื่น ๆ ทุกชนิดที่เซลล์ผลิตขึ้น

พิจารณากระบวนการ: วิธีการผลิตสารชีวภาพที่มีโปรตีนเป็นส่วนประกอบ

เมื่อผู้ผลิตชีวเภสัชภัณฑ์เก็บของเหลวดังกล่าว พวกเขาจะต้องแยกโปรตีนยาออกจากชิ้นส่วนของเซลล์ โปรตีนอื่น ๆ ที่เซลล์ผลิตขึ้น และจากดีเอ็นเอและสิ่งปนเปื้อนอื่น ๆ โดยทั่วไปการแยกโปรตีนยาให้อยู่ในรูปแบบที่บริสุทธิ์เป็นกระบวนการ 15 ถึง 20 ขั้นตอน

“สารชีวภาพจะให้โดยการฉีด ดังนั้นจึงต้องบริสุทธิ์มาก” Alexei กล่าว เมื่อกลืนยาหรือของเหลวเข้าไป ระบบย่อยอาหารจะช่วยกําจัดสิ่งปนเปื้อน แต่สําหรับยาที่เข้าสู่กระแสเลือด อุปสรรคนั้นไม่ได้อยู่ที่นั่นอีกต่อไป

สารชีวภาพยังค่อนข้างบอบบางเมื่อเปรียบเทียบกับสารสังเคราะห์ “คุณอาจลดหรือทำให้ประสิทธิผลของสารชีวภาพหมดไป หากคุณจัดการกับมัน” Alexei กล่าวเพิ่มเติม “คุณไม่สามารถให้ความร้อนแก่สารชีวภาพ เก็บรักษาใน pH สูง หรือทําให้เกิดความเครียด ดังนั้นกระบวนการทำให้ยาเหล่านี้บริสุทธิ์โดยไม่สร้างความเสียหาย จึงมีความซับซ้อนกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับยาสังเคราะห์” 

เราแก้ไขปัญหาเพื่อตอบสนองความท้าทายด้านการผลิตอย่างไร 

Solventum ช่วยผู้ผลิตโดยใช้วัสดุอัจฉริยะเพื่อลดจํานวนขั้นตอนและสร้างขั้นตอนการทําให้บริสุทธิ์ที่เชื่อถือได้มากขึ้น งานของเราสามารถช่วยให้บริษัทยาใช้เวลาน้อยลงในงานพัฒนากระบวนการทําให้บริสุทธิ์ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยให้วัคซีนเข้าถึงผู้ป่วยได้เร็วขึ้น 

“ผลิตภัณฑ์แต่ละชนิดมีกระบวนการเฉพาะสําหรับการผลิต” Jonathan กล่าว “วัตถุประสงค์ของเราคือย่อกระบวนการสําหรับลูกค้าของเรา เพื่อทำให้ง่ายขึ้นและลดจํานวนขั้นตอน อีกทั้งยังช่วยให้พวกเขาสามารถผ่านงานวิจัยทางคลินิกได้เร็วขึ้น และท้ายที่สุดเพื่อให้มีกระบวนการผลิตที่ประหยัดและมีประสิทธิผลมากขึ้นสําหรับยาที่ประสบความสําเร็จ”

เมื่อเราไปเยี่ยมลูกค้าของเรา เรารับรู้ได้ว่าผลิตภัณฑ์ทําให้บริสุทธิ์ของเราเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่ช่วยชีวิตและทำให้ชีวิตผู้คนดีขึ้นได้อย่างไร

Jonathan Hester

3M™ Emphaze™ AEX Hybrid Purifier คือหนึ่งในเทคโนโลยีของเราที่ได้รับการพัฒนาเพื่อแทนที่ตัวกรองอย่างง่ายที่กําจัดก้อนเซลล์และเศษเซลล์ออกไป เมื่อการพัฒนาในเรื่องนี้เริ่มต้นขึ้น นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าผลิตภัณฑ์สามารถกําจัดสิ่งปนเปื้อนที่ละลายได้เช่นกัน ซึ่งทำให้อุปกรณ์หนึ่งเครื่องที่ทําสองสิ่งได้ในครั้งเดียว ปัจจุบันกระบวนการสองขั้นตอนจึงรวมอยู่ในเครื่องทำให้บริสุทธิ์เพียงเครื่องเดียว ตอนนี้เทคโนโลยีพื้นฐานได้ขยายไปสู่ผลิตภัณฑ์ที่สอง 3M™ Harvest RC ซึ่งทำงานในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการทําให้บริสุทธิ์ ผลิตภัณฑ์ช่วยขจัดสิ่งปนเปื้อนที่ละลายได้ชนิดเดียวกัน ในขณะที่ค่อย ๆ กําจัดเซลล์ทั้งเซลล์โดยการเกาะติดกับเซลล์เหล่านั้น แทนที่จะกําจัดออกด้วยวิธีการปกติโดยการบังคับของเหลวผ่านรูที่มีขนาดเล็กกว่าเซลล์ การเกาะติดกับเซลล์เหล่านี้จะช่วยลดแรงกดที่จําเป็นและลดการแตกของเซลล์ลงอย่างนุ่มนวล ดังนั้นสิ่งปนเปื้อนภายในเซลล์จึงอยู่ภายในมากขึ้นและจะถูกกําจัดออกด้วยเซลล์ทั้งเซลล์

เทคโนโลยีการทําให้บริสุทธิ์ทํางานอย่างไร

วัสดุไม่ถักทอ ในความหมายง่าย ๆ ก็คือแผ่นเส้นใย ซึ่งเป็นกุญแจสําคัญของเทคโนโลยีการทําให้บริสุทธิ์ของ Solventum ไม่กี่อย่าง แผ่นเส้นใยดังกล่าวถูกดัดแปลงสําหรับการทําให้บริสุทธิ์โดยการสร้างพอลิเมอร์ที่มีประจุบวกไปยังวัสดุที่ไม่ถักทอเพื่อทําหน้าที่เหมือนตัวกรอง แต่ยังคงจับกับอนุภาคและโมเลกุลที่มีประจุลบ โปรตีนที่คุณต้องการเก็บมักมีประจุบวกและสิ่งปนเปื้อนส่วนใหญ่มีประจุลบ 

เมื่อผลิตภัณฑ์ที่เป็นโปรตีนผ่านตัวกรอง สิ่งปนเปื้อนที่มีประจุลบ เช่น เซลล์ ก้อนเซลล์ และสิ่งปนเปื้อนที่ละลายได้ เช่น ดีเอ็นเอ จะเกาะติดกับตัวกรอง ซึ่งจะช่วยสร้างผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่บริสุทธิ์ยิ่งขึ้นและช่วยให้คุณภาพของของเหลวมีความสม่ำเสมอมากขึ้นตลอดทั้งกระบวนการ

การนําดีเอ็นเอออกก่อนหน้านี้ในกระบวนการทําให้บริสุทธิ์ยังทําให้กระบวนการแยกที่ตามมามีประสิทธิภาพมากขึ้นอีกด้วย สําหรับลูกค้าหลายราย ขั้นตอนนี้ช่วยลดระยะเวลาของขั้นตอนปลายน้ำและเพิ่มผลผลิตของผลิตภัณฑ์ยา 

งานที่คุ้มค่า: การออกแบบผลิตภัณฑ์ที่สามารถช่วยให้สุขภาพของทุกคนดีขึ้น

การลดขั้นตอนในกระบวนการและการเพิ่มผลผลิตสามารถช่วยสร้างการรักษาที่อาจช่วยชีวิตผู้คนได้มากขึ้น และยังสามารถลดต้นทุนได้อีกด้วย 

Jonathan ตั้งข้อสังเกตว่าโรคโควิด-19 ให้ข้อมูลเชิงลึกแก่ผู้คนมากขึ้นเกี่ยวกับสิ่งที่ผู้ป่วยกําลังเผชิญ นั่นคือการรอคอยและหวังว่าจะได้รับการรักษาหรือการรักษาให้หายขาด “การทราบว่าเรากําลังพยายามเร่งพัฒนาการรักษาเหล่านี้ช่วยกระตุ้นทุกคนในกลุ่มของเรา” เขากล่าว “ลูกค้าบริษัทชีวเภสัชภัณฑ์ของเรามีปัญหาที่ยากต่อการแก้ไข และวิทยาศาสตร์ที่มีผู้คนเป็นศูนย์กลางของเราสามารถเปลี่ยนแปลงชีวิตให้ดีขึ้นได้”