HC.1 - Van laboratoriumonderzoek naar medicijn / Evidence based medicine

Question 1

Op welke twee gebieden liggen de voorwaarden voor geneesmiddelen onderzoek?

Answer 1

1. Farmacologische eigenschappen van de betrokken stoffen
2. Organisatorisch

Question 2

Wat zijn de farmacologische voorwaarden voor geneesmiddelen onderzoek?

Answer 2

1. Werking versus bijwerking
   Bijwerking: middel werkt op receptoren die niet aangetast mogen worden
   Werking: middel werkt op receptoren betrokken bij de ziekte
   Gevoeligheid voor welke receptoren/weefsels kan verschillen
2. Toediening versus dosering

Question 3

Wat is farmacodynamiek en farmacokinetiek?

Answer 3

Farmacodynamiek = wat doet het medicijn met het lichaam = werking op bindingsplaatsen

Farmacokinetiek = wat doet het lichaam met het medicijn = verwerking

Question 4

Wat willen we eigenlijk bij het liefst in de farcacodynamiek? Wat speelt hierbij een rol?

Answer 4

Een stof ontwikkelen die genoeg specificiteit heeft voor de gewenste bindingsplaatsen
Dit is echter zeldzaam

Therapeutische bandbredte: verschil bij welke dosis het middel gaat werken en bij welke dosis het bijwerkingen geeft
–> Liefst zo breed mogelijk

Question 5

Wat zijn de vier typische/klassieke bindingsplaatsen? En wat zijn twee ongewone? Waar zijn die belangrijk bij?

Answer 5

Klassieke:
- receptoren
- enzymen
- ionkanalen
- transporter eiwitten

Ongewone:
- cytoskelet
- DNA/RNA

Beide bij kanker belangrijk

Question 6

Waar werken veel kanker medicaties op?

Answer 6

Tyrosine kinases: receptoren en enzymen
Rol bij remmen van celgroei

Cytoskelet: helpt bij deling van cellen omdat het zorgt dat het DNA gescheiden kan worden bij de celdeling

DNA/RNA: sommige stoffen kunnen aan het DNA/RNA binden om het de eiwitaanmaak en celdeling te remmen
Kunnen dit ook bij normale cellen remmen waardoor bijweringen kunnen ontstaan

Question 7

Welke twee varianten chemische identiteit zijn er?

Answer 7

1. natuurlijke middelen: variabel in grootte en soort
2. gemodificeerde middelen: antibiotica, kinine, toxol, bromocryptine

Question 8

Noem drie soorten synthetische middelen, hoe deze opgenomen worden en wat hun specificiteit is

Answer 8

1. klassiek: smal molecules
   Opname: goed (oraal)
   Specificiteit: wisselend –> hierom verbouwen
2. RNA: vaccins, ASO’s
   Opname: slecht –> IV geven
   Specificiteit: hoog
   Brengen een afweerreactie op gang waardoor erg specifiek
3. Antibodies
   Opname: matig –> IV of subcutaan geven
   Specificiteit: hoog
   Hele specifieke binding aan deel receptor of enzym waarvoor ze gemaakt/aangepast zijn

Question 9

Welke twee eigenschappen spelen een rol bij de opname van moleculen?

Answer 9

Lypofiliciteit
hydrofiliciteit
Beide nodig voor goede absorptie/opname en lang genoeg in het lichaam circuleren

Question 10

Noem vier voorbeelden van aangrijpingspunten in de oncologie

Answer 10

1. Receptoren
   a) hormonen
   b) tyrosine kinase receptor antagonisten
2. enzymen
   a) topoisomerase remmers (topotecan)
   b) BCR-ABL kinase inhibitor: imatinib (Glivec) remt ongeremde celgroei
3. Cytoskelet
   a) taxanen (paclitaxel)
4. DNA
   a) cyssplatine

Question 11

Wat zijn drie termen die belangrijk zijn bij de farmacokinetiek?

Answer 11

1. opname/absorptie = transport van een geneesmiddel van de plaats van toediening naar de algemene circulatie
2. Biologische beschikbaarheid = de fractie van de dosis van een geneeskrachtige stof die onveranderd in de algemene circulatie (voorbij het poortaderstelsel en de lever) terechtkomt ten opzichte van de intraveneuze toediening en de snelheid waarmee dit gebeurt.
3. Halfwaarde tijd = tijd waarin de helft van het medicijn uit het lichaam verdwijnt

Question 12

Op welke twee dingen is de industrie meer gericht en waarop de kliniek/academie? Wat bezitten zij hiervoor?

Answer 12

Indrustrie
- financien
- marktgericht (patent, opbrengst, marktpositie)
Bezitten: biochemische expertise (smal moleculaire library)

Academie/kliniek:
- volksgezondheid
Bezitten: klinische expertise

Question 13

Wat zijn twee belangrijke eigenschappen van smal molecules?

Answer 13

1. lange halfwaarde tijd
2. Goed in het lichaam opgenomen

Question 14

Waarop berustte in eerste instantie de speurtocht naar geneesmiddelen?

Answer 14

Op toevalsbevindingen

Question 15

Wat zijn de stappen van de pre-klinische fase?

Answer 15

1. Therapeutisch concept
2. Target selection
3. Target validation
4. lead finding
5. pre-clinical development
6. Clinical development
7. regulatory approval
   registratie
8. product

Question 16

wat bedoelen we met het therapeutisch concept?

Answer 16

Op wat voor ziekte gaan we ons richten

Industrie: ziekte moet vaak genoeg voorkomen om een afzetmarkt te vinden (anders te duur)
Zo is imatinib ontdekt

Question 17

Wat is target selection?

Answer 17

= mechanisme ontdekken (wat zijn de veroorzakers van de ziekte)
Een ziekte komt uit een reeks van processen/mechanismen (soms zijn er zelfs meerdere targets nodig hierin)
Verzamelen onder de naam: -omics

• mechanisme al kennen voor het onderzoeken
• stof kennen waarvan al bekend is het dat het werkt (uit de natuur bvb)
  Bindingsplaatsen identificeren

Hoe: celweken of tumorcel isolatie

Question 18

Hoe werkt target selection?

Answer 18

Genen en eiwitten uit kankercellen worden geanalyseerd met:
1. genomics: gen expressie arrays (> 1000 genen)
2. Proteomics: kinase arrays (tot 1500 eiwitten)
Verschillen zoeken tussen gezond en tumorweefsel –> hierna NGS voor therapeutische targets ontdekken

Gebruiken van bio-informatica: gecomputeriseerde analyse die belangrijke producten identificeert

Question 19

Wat is target validation?

Answer 19

= veroorzaakt het target (gen) de ziekte/verandering
(als target dus geïdentificeerd is)

Hoe:
Target tot over of onderexpressie in dier of gekweekte cellen = transgene of knock out cellen/muizen
Als eerst in cellen dan daarna nog in dieren doen voor validatie

Tijd: duurt Jean voordat gedaan en bewezen
A

Question 20

Wat is de lead finding?

Answer 20

Kijken in smal molecule Library (miljoenen) of er compounds zijn die aan target binden
via: HTS = high troughput screening met een robot

Wat: hij kijkt welke van alle stofjes effect hebben op de celgroei bvb –> duurt 3-5 jaar (kan niet in academie)
Testen: op functie en of niet te veel aspecifieke bindingsplaatsen
1. compound profiling: in silico selectie obv theoretische FD en FK eigenschappen
2. Automatische compound store
3. Gerobotiseerde en geautomatiseerde in vitro-tests (chemisch)
- in vitro bindingsstudies met enzym activiteit assays
- celkweek model die celfunctie of fenotype meet

Doel: van miljoenen naar 1-3 optimale kandidaten

Question 21

Wat is lead optimization? Wat komt hieruit?

Answer 21

= stof chemisch modificeren om het specifieker/beter te maken

Effect hiervan is candidate drug

Duurt lang en is duur

Question 22

Wat komt na de lead optimization? Hoe lang duurt dit?

Answer 22

Pre-klinische fase duurt 4-5 jaar
= farmacologische karakterisatie van effectiviteit en toxiciteit onderzoeken
Hierin kijken of drug in vivo werkzaam is

Therapeutische bandbreedte vaststellen zodat dosis voor klinische tests

Question 23

Wat zijn de twee redenaties achter diermoddelen?

Answer 23

1. Farmacokinetische factoren zijn niet te overzien in silicon of in vitro: dit is belangrijkste reden voor uitval van de candidate drugs in deze fase
   Omdat het interacties heeft met lichaamseigenstoffen en geneesmiddelen
2. Effectiviteit en toxiciteit zijn moeilijk te voorspellen in silico of in vitro
   Proefdier onderzoek lost dit maar gedeeltelijk op waardoor alsnog uitval kan komen in klinische fase

Question 24

In hoeveel proefdier modellen moet een medicijn getest worden voordat het richting de kliniek kan gaan?

Answer 24

tenminste 2

Question 25

Met wat voor muizen wordt gewerkt in het onderzoek?

Answer 25

SCID-muis
Mutatie in PRKDC (eiwitkinase DNA geactiveerde katalyserende polypeptide) is een DNA-reparatiesysteem enzym
Het humorale en cellulaire afweersysteem werkt niet goed omdat B en T-cellen niet meer goed rijpen

Humanaire tumor wordt geaccepteerd in kunnen verder groeien in muizen

Question 26

Wat betekent in silico, in vitro en in vivo?

Answer 26

In silico: medische scheikundige proeven uitvoeren obv computer berekeningen

In vitro: in een reageerbuis

in vivo: in levens weefsel

Question 27

Wat is een uitzondering op de target Selection? wat zijn drie voordelen en twee nadelen?

Answer 27

Antibodies en siRNA’s
Hierbij kan in lab ontwikkelen

Voordelen:
1. zeer specifiek
2. Minder kans op bijwerkingen
3. sterk groeiende mogelijkheden

Nadelen:
- oraal slecht of niet beschikbaar
- sommige antibodes: immuunreactie dempt efficiëntie

Question 28

Uit welke fase bestaat de klinische fase?

Answer 28

I
II
III

Question 29

Wat wordt gedaan in de klinische fase?

Answer 29

mogelijke andere toepassingen en bijwerkingen voor optimalisatie van de behandeling
bvb imatinib heeft ook buiten leukemie andere indicaties
Als ontdekt wordt dan weer terug naar pre-klinische fase om dit te onderzoeken

Bij bijwerkingen ook weer terug naar pre-klinische fase

Question 30

Hoe lang heeft de ontwikkeling van imatinib in totaal geduurd?

Answer 30

17-18 jaar

Opzet HTS: 4-5 jaar
lead optimalisatie: 4 jaar
cel en proefdier tests: 4-5 jaar
klinische fase: 3-4 jaar

Question 31

Wat zijn de drie tyrosine kinase remmers?

Answer 31

1. celgroei van tumorcellen remmen
2. apoptose stimuleren
3. Anti-angiogenese: om de groei te beperken
   Tumor maakt VEGF zodat bloedvat expressie toeneemt en het naar de tumor kan bewegen waardoor hoge zuurstof voorraad

Question 32

Wat is een nadeel van middelen die werken als anti-angiogenese?

Answer 32

ondermijning van bloedvaten in hun functie
Kan bijwerkingen geven van:
- hypertensie
- nierschade
- hartschade