HC.1 - Van laboratoriumonderzoek naar medicijn / Evidence based medicine Flashcards
Op welke twee gebieden liggen de voorwaarden voor geneesmiddelen onderzoek?
- Farmacologische eigenschappen van de betrokken stoffen
- Organisatorisch
Wat zijn de farmacologische voorwaarden voor geneesmiddelen onderzoek?
- 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 - Toediening versus dosering
Wat is farmacodynamiek en farmacokinetiek?
Farmacodynamiek = wat doet het medicijn met het lichaam = werking op bindingsplaatsen
Farmacokinetiek = wat doet het lichaam met het medicijn = verwerking
Wat willen we eigenlijk bij het liefst in de farcacodynamiek? Wat speelt hierbij een rol?
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
Wat zijn de vier typische/klassieke bindingsplaatsen? En wat zijn twee ongewone? Waar zijn die belangrijk bij?
Klassieke:
- receptoren
- enzymen
- ionkanalen
- transporter eiwitten
Ongewone:
- cytoskelet
- DNA/RNA
Beide bij kanker belangrijk
Waar werken veel kanker medicaties op?
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
Welke twee varianten chemische identiteit zijn er?
- natuurlijke middelen: variabel in grootte en soort
- gemodificeerde middelen: antibiotica, kinine, toxol, bromocryptine
Noem drie soorten synthetische middelen, hoe deze opgenomen worden en wat hun specificiteit is
- klassiek: smal molecules
Opname: goed (oraal)
Specificiteit: wisselend –> hierom verbouwen - RNA: vaccins, ASO’s
Opname: slecht –> IV geven
Specificiteit: hoog
Brengen een afweerreactie op gang waardoor erg specifiek - Antibodies
Opname: matig –> IV of subcutaan geven
Specificiteit: hoog
Hele specifieke binding aan deel receptor of enzym waarvoor ze gemaakt/aangepast zijn
Welke twee eigenschappen spelen een rol bij de opname van moleculen?
Lypofiliciteit
hydrofiliciteit
Beide nodig voor goede absorptie/opname en lang genoeg in het lichaam circuleren
Noem vier voorbeelden van aangrijpingspunten in de oncologie
- Receptoren
a) hormonen
b) tyrosine kinase receptor antagonisten - enzymen
a) topoisomerase remmers (topotecan)
b) BCR-ABL kinase inhibitor: imatinib (Glivec) remt ongeremde celgroei - Cytoskelet
a) taxanen (paclitaxel) - DNA
a) cyssplatine
Wat zijn drie termen die belangrijk zijn bij de farmacokinetiek?
- opname/absorptie = transport van een geneesmiddel van de plaats van toediening naar de algemene circulatie
- 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.
- Halfwaarde tijd = tijd waarin de helft van het medicijn uit het lichaam verdwijnt
Op welke twee dingen is de industrie meer gericht en waarop de kliniek/academie? Wat bezitten zij hiervoor?
Indrustrie
- financien
- marktgericht (patent, opbrengst, marktpositie)
Bezitten: biochemische expertise (smal moleculaire library)
Academie/kliniek:
- volksgezondheid
Bezitten: klinische expertise
Wat zijn twee belangrijke eigenschappen van smal molecules?
- lange halfwaarde tijd
- Goed in het lichaam opgenomen
Waarop berustte in eerste instantie de speurtocht naar geneesmiddelen?
Op toevalsbevindingen
Wat zijn de stappen van de pre-klinische fase?
- Therapeutisch concept
- Target selection
- Target validation
- lead finding
- pre-clinical development
- Clinical development
- regulatory approval
registratie - product
wat bedoelen we met het therapeutisch concept?
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
Wat is target selection?
= 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
Hoe werkt target selection?
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
Wat is target validation?
= 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
Wat is de lead finding?
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
Wat is lead optimization? Wat komt hieruit?
= stof chemisch modificeren om het specifieker/beter te maken
Effect hiervan is candidate drug
Duurt lang en is duur
Wat komt na de lead optimization? Hoe lang duurt dit?
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
Wat zijn de twee redenaties achter diermoddelen?
- 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 - 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
In hoeveel proefdier modellen moet een medicijn getest worden voordat het richting de kliniek kan gaan?
tenminste 2
Met wat voor muizen wordt gewerkt in het onderzoek?
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
Wat betekent in silico, in vitro en in vivo?
In silico: medische scheikundige proeven uitvoeren obv computer berekeningen
In vitro: in een reageerbuis
in vivo: in levens weefsel
Wat is een uitzondering op de target Selection? wat zijn drie voordelen en twee nadelen?
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
Uit welke fase bestaat de klinische fase?
I
II
III
Wat wordt gedaan in de klinische fase?
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
Hoe lang heeft de ontwikkeling van imatinib in totaal geduurd?
17-18 jaar
Opzet HTS: 4-5 jaar
lead optimalisatie: 4 jaar
cel en proefdier tests: 4-5 jaar
klinische fase: 3-4 jaar
Wat zijn de drie tyrosine kinase remmers?
- celgroei van tumorcellen remmen
- apoptose stimuleren
- 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
Wat is een nadeel van middelen die werken als anti-angiogenese?
ondermijning van bloedvaten in hun functie
Kan bijwerkingen geven van:
- hypertensie
- nierschade
- hartschade
