Vorlesung 2: Biologicals Flashcards
Was sind Biologicals?
Wie gewinnt man sie heute?
Was ist der Vorteil hiervon?
Größe der Moleküle?
Sind biologische Verbindungen
Genetisch hergestellt
-> Reinheit ist höher -> Geringeres allergenes Potential
Oft größer als 500Da
Beispiel für Biologicals?
Woher gewinnt man Proteine?
Wie macht man das?
Peptide und Antikörper
Nutze Bakterien wie E. coli
- Führe Plasmid für gewünschtes Protein ein und lasse es die Bakterien dann produzieren
- Bakterien geben Protein ins Nährmedium ab
- Aufreinigung des Proteins
Nachteile der Bakteriennutzung für Proteingewinnung?
Was kann man machen um bessere Chancen zu haben diese Nachteile zu umgehen?
Oft keine posttranslationalen Modifikationen
Proteinfaltung kann falsch sein (Weil Prokaryot)
Nutze anstatt Bakterien Hefe
-> Posttranslationale Modifikationen möglich weil es Eukaryoten sind
Man kann Säugerzellinien zur Proteinproduktion einsetzen
-> Beispiele für Zellen?
Vorteile?
Nachteile?
Transgene Organismen wie Tiere (z.B. Kühe) oder Pflanzen (Mais) können auch für die Proteinproduktion genutzt werden
CHO und BHK
Posttranslationale Modifikationen möglich
Teuer, langsam und Gefahr der Kontamination mit Mykoplasmen (Sehr kleine Zellwandlose Bakterien die schwer zu töten sind)
Wie gewinnt man MAK?
Was ist das Lösungsmittel?
- Mäuse mit Antigen versetzen -> Produziert B-Zellen
- B-Zellen extrahieren und mit Myelom Zellen (Krebszellen) fusionieren
Passiert in Ethylenglykol
- > Erhalte Hybridomzellen
3. Selektion der Hybridomzellen die AK gegen gewünschtes Antigen bilden können.
4. Klonieren dieser Zellen und AK Gewinnung
Wie schafft man es unfusionierte Myelomzellen aus zu sortieren?
Krebszelle hat mutiertes HPRT welches im Salvage Pathway aktiv ist und gegen Krebs wirkt.
Nutze Medium in dem Hypoxanthin enthalten ist
- > Es kann von der Krebszelle nicht genutzt werden
- > Krebszelle stirbt
Hybridomzelle hat HPRT von B-Zelle und kann es umsetzen.
Nennt man auch HAT-Selektion (H=Hypoxanthin)
Monoklonaler Antikörper
Wie heißen diese Suffixe:
Tierischer AK
Chimärer AK
Humanisierter AK
Menschlicher AK
Vorteil menschlicher AK?
- monab
- ximab
- zumab
- umab
- > Umso mehr menschliche Anteil desto geringer ist Immunreaktion
Was wandelt der Faktor Xa in der Blutgerinnung um?
Was ist die Aufgabe dieses Produktes?
-> Was macht das Endprodukt?
Prothrombin -> Thrombin in Anwesenheit von Xa
Fibrinogen -> Fibrin in Anwesenheit von Thrombin
Fibrin bildet Fibrin-Netz aus
Welches Protein ist bei Hämophilie A defekt? Folge?
Was kann man dagegen unternehmen?
Wo wird dieses Protein ebenfalls zur Behandlung eingesetzt?
Faktor VIII-Mangel -> Keine Blutgerinnung
Gewinne rekombinant den Faktor VIII aus CHO- oder BHK-Zellen
Bei HIV und Hepatitis-Infektionen
Was ist Rheuma?
Was ist Arthritis?
Was ist Arthrose?
Was ist Fibromyalgie?
Was ist Gicht?
Rheuma: Schmerzen und Funktionseinschränkungen an Bewegungsorganen
Arthritis: Wenn es mit einer Entzündung einher geht
Arthrose: Degenerative Gelenk- und Wirbelsäulenerkrankung
Fibromyalgie: Weichteilrheumatismus
Gicht: Rheuma durch Stoffwechselerkrankung
Anakinra
Gegen was eingesetzt?
Worauf wirkt es?
Was für eine Funktion hat dieses Target normalerweise?
Woraus wird das Medikament gewonnen?
Was für negative Nebenwirkungen hat es?
Gegen Rheuma
Interleukin-1 Antagonist
Interleukin-1 Rezeptor hat normalerweise proinflammatorische Eigenschaften
Wird aus E. Coli gewonnen
Infektionsrisiko steigt weil Immunsystem behindert wird (IL-1)
Welche Bedeutung hat TNF-alpha bei der Behandlung von Rheuma?
Was kann man zur Behandlung deshalb unternehmen?
TNF-alpha bewirkt Freisetzung von IL-1 -> Entzündung
Gabe von AK um an TNF-alpha zu binden.
Etanercept wirkt gegen TNF-alpha
-> Wie macht es das?
Ist ein Decoy-Receptor mit einer hohen Affinität und Spezifität für TNF-alpha
-> TNF-alpha bindet bevorzugt daran und nicht mehr an Zelle -> Keine Entzündung
Adalimumab und Infliximab werden beide gegen TNF-alpha eingesetzt
Wie wirken sie?
Adalimumab: Humanisierter Anti TNF-alpha Antikörper
Infliximab: Chimärer AK
Was ist GvHD und HvGD bei einer Abstoßungsreaktion?
-> Lösung für dieses Problem?
GvHD: Graft versus host disease, transplantierte Zellen greifen Gewebe und Organe an
HvGD: Host versus graft disease, körpereigene Zellen greifen das transplantierte Organ an
Lösung: Immunsuppressive Medikamente geben
Basilixmiab und Daclizumab werden bei der Prophylaxe von Nierentransplantat-Abstoßung eingesetzt
Was ist das Target? Wie wirkt das?
CD25 CTCR (cytotoxische T-Zell Rezeptor)
AK bindet an CD25 -> Keine T-Zell Aktivierung
Muromonab-CD3
Gegen was wirkt dieser AK?
Wie wirkt es?
Gegen T3-Antigen welches Bestandteil von CD4 und CD8 T-Zellen ist
- AK bindet und Aktiviert CD3-positive T-Zelle
- > Freisetzung von Zytokin - ABER kein zweites Signal für T-Zelle weil AK verhindert das MHC erkannt werden kann
- > Apoptose der T-Zelle
- > T-Zellzahl sinkt
Interleukin 2
Wie wird es noch genannt?
Was bewirkt es? (Beispiel)
Aldesleukin
Produktion von T-Helferzellen und zytotoxischen T-Zellen angeregt
Proliferation von B-Zellen angeregt
Makrophagenaktivität gesteigert
Toxizität natürlicher Killerzellen gesteigert
Denileukin diftitox
Woraus besteht es und gegen was wird es eingesetzt?
Wie wirkt es?
Fusionsprotein aus IL-2 und Diphterietoxin
- > Gegen T-Zell-Lymphome eingesetzt die CD25 Überexprimiert haben
1. Dockt an IL-2 Rezeptor an
2. Rezeptor vermittelte Endozytose
3. Zerstört Zelle von innen
Wieso ist der Einsatz von Asparaginase bei Leukämien und Lymphomen nützlich?
Bei Leukämien und Lymphomes wird nicht genügend Asparagin gebildet
- > Asparaginase verhindert Asparagin-Nachschub aus dem Blut indem es Asparagin in Asparaginsäure + Ammoniak spaltet
- > Gesunde Zellen können ihr Asparagin immernoch selbst bilden, aber die Tumorzellen nicht
Krebstherapie (Non-Hodgkin-Lymphom) mit Rituximab
Was ist das Target?
Warum ist es für die Zelle wichtig?
Was bewirkt der Arzneistoff?
Target: CD20 welches auf B-Zellen lokalisiert ist
Wird von Prä-B-Zellen gebildet und ist für die B-Zellreifung notwendig
Wirkung: Zellvermittelte Zytotoxizität und komplementabhängige Zytolyse
Cetuximab wird gegen Darmkrebs eingesetzt
Was ist das Target?
Was ist die physiologische Funktion dieses Targets?
Target: EGFR
EGFR steuert Wachstum und ist bei vielen Tumoren überexprimiert
-> AK blockiert den EGFR-Rezeptor
Trastuzumab wird gegen Mammakarzinom eingesetzt
Was ist das Target?
Was ist die physiologische Funktion dieses Targets?
Target: HER2
HER2 ist TyrosinKinase Rezeptor
Ist wichtig für die induzierte zellvermittelte Immunantwort
Bevacizumab wird gegen Darmkrebs eingesetzt
Was ist das Target?
Was ist die physiologische Funktion dieses Targets?
Wie wirkt das eingesetzte Medikament?
Target: VEGF (vascular endothelial growth factor)
VEGF bindet an VEGFR1 und VEGFR2 von Endothelzellen
-> Bewirkt Angiogenese (Wachstum von Blutgefäßen, durch Sprossungs- oder Spaltungsvorgänge aus bereits vorgebildeten Blutgefäßen)
VEGF in Tumoren überexprimiert -> AK bindet an VEGF -> Angiogenese unterdrückt
Bei der Krebstherapie wird die VEGF-Trap eingesetzt
-> Was ist die Idee dabei?
VEGF-Trap: Ist ein Fusionsprotein aus Rezeptordomänen von VEGFR1 und VEGFR2, sowie IgG-Fc-Fragment
-> Fungiert als falscher Rezeptor für VEGF
Was ist Zell Therapie?
Verabreichen von Zellen die falsch oder nicht funktionierende Zellen des Körpers ersetzen können.
Was sind autologous cells?
Was sind allogeneic cells?
Vorteil/Nachteil?
Zellen die den Zellen des Patienten entsprechen
-> Vermeide Immunreaktion, aber teuer und braucht Zeit
Zellen aus der selben Spezies
-> Kann aber zu Immunreaktionen führen, kann aber leichter hergestellt werden
Hemacord
Es wird UCB (Umbilical cord blood) verwendet.
Wie werden hier die Stammzellen eingesetzt?
- Gewinne Blut aus Nabelschnur/Plazenta eines Neugeborenen
- > Aufreinigen, konzentrieren und einfrieren - Radiotherapie verwenden um Knochenmark, von dort befindlichen defekten Stammzellen eines Patienten, zu räumen
- Transplantiere die gewonnen Stam/Vorläuferzellen in einen Patienten
- > Diese wandern in das leere Knochenmark - Neue Stammzellen beginnen mit Hämatopoese
Für welche Patienten bietet sich eine Behandlung mit Hemacord, UCB (Umbilical cord blood) an?
Für Patienten die vererbte Krankheiten der Hämatopoese (Blutneubildung) haben oder Leukämie, Lymphome etc.
Was sind somatische Zellen?
Worauf ist somatische Zell Therapie derzeit fokusiert?
Alle Zellen die keine Stammzellen sind
Ist auf die Behandlung von Haut oder Knorpel fokusiert
Laviv (Azficel-T)
Wird gegen Falten eingesetzt
Wie wird das durchgeführt?
- Aus Haut Fibrioblasten gewinnen
- Diese im optimalen Medium für 90 Tage kultivieren
- Werden dann intra dermal (ID) injiziert
Apligraf wird zur Behandlung von Wunden (besonders bei chronischen) eingesetzt
Beispiele sind Venous leg ulcers (VLU) und diabetic foot ulcers (DFU)
Wie ist dafür Apligraf aufgebaut?
Bilayer Struktur:
Äußere Schicht besitzt Keratinocyten (Hornbildende Zellen)
Innere Schicht besitzt Fibrioblasten
- > Die Aufgabe der Zellen ist die Bereitstellung von Proteinen und Kollagen
- > Dient der Heilung der Wunde
Gen Therapie Produkte
Was wird hierbei eingesetzt und wie geht man vor?
Genetisches Material wird in lebende Zellen eingeführt und sollen abnormale Gene kompensieren, indem sie nützliche Proteine bilden.
Chimeric antigen receptor T-cells (CAR-T) wird gegen Krebsarten eingesetzt,die die Hämatopoese betreffen.
Wie wird das gemacht?
- Entnehme T-Zellen vom Patienten
- Genetisches Engineering um anti-CD19 chimäre antigen Rezeptoren auf T-Zellen zu erhalten
- Verabreiche diese CAR-T Zellen wieder
- Lymphome produzieren viel CD19 auf der Oberfläche
- > CAR-T Zellen können diese Zellen identifizieren und aktiviert werden
- > Töten diese Tumorzellen ab
