ASK Ein Lehrbuch Standpunkte, Kompetenzen und Kenntnisse im Bereich der Biosimilars in der Onkologie - ASK biosimilars
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ASK
Grundeinstellung, Fähigkeiten und Kenntnisse
Standpunkte, Kompetenzen und
Kenntnisse im Bereich der Biosimilars
in der Onkologie
Ein Lehrbuch
im Bereich der Biosimilars in der Onkologie
ask-biosimilars.com
Inhalt Vorwort3 Kapitel 1: Proteinbiologie und Biologika 5 Kapitel 2: Herstellung von Biologika und Biosimilars 12 Kapitel 3: Stabilität biologischer Produkte – Hintergrundtheorie 16 Kapitel 4: Auswertung von Stabilitätsdaten 21 Kapitel 5: Hilfsstoffe 25 Kapitel 6: Zulassung eines Biosimilars 28 Kapitel 7: Immunogenität 34 Kapitel 8: Pharmakovigilanz 39 Kapitel 9: Biosimilars in der Praxis 42 Kapitel 10: Patienten und Kommunikation 46 Glossar51 Diese unabhängige Fortbildung wird mit Mitteln von Pfizer Inc. unterstützt. PCM Scientific ist ein medizinisches Bildungsunternehmen und fungiert als wissenschaftliches Sekretariat und Organisator dieses Programms. Diese Aktivität wird unabhängig vom finanziellen Unterstützer durchgeführt und alle Inhalte werden von den Lehrkräften erstellt. Kein Geldgeber hatte Einfluss auf den Inhalt der Aktivität. ©PCM Scientific 2022 2 | ASK Lehrbuch | 2021
Vorwort
Vorwort
Biologika sind ein wichtiger Bestandteil der Die Nachahmung bestehender Arzneimittel ist Wie bei allen neuen Therapien ist die behördliche
Behandlung zahlreicher schwerer chronischer kein neues Konzept. Die Entwicklung von Generika Zulassung nicht die letzte Hürde für die
Erkrankungen, insbesondere von Krebs für Produkte, deren Patentschutz abgelaufen ist, Verschreibung von Biosimilars. Auch regionale
und Autoimmunkrankheiten. Sie machen in ist üblich und führt zu einem Produkt, das mit Kostenerstattungsempfehlungen und die Aufnahme
mehreren Ländern etwa 30 % des gesamten dem Original identisch ist, denselben Wirkstoff in die Arzneimittelliste beeinflussen den Einsatz.
Arzneimittelumsatzes aus.1 Im Jahr 2020 wurde der enthält und auf genau dieselbe Weise wirkt. Apotheker spielen eine Schlüsselrolle bei der
Biologika-Markt auf ca. 302,63 Mrd. USD geschätzt Die Replikation von Biologika als Biosimilars Entwicklung solcher Ratschläge und spezifischer
und er wächst kontinuierlich weiter, mit einem unterscheidet sich davon insofern, dass es sich Vorgehensweisen, einschließlich einer Anleitung
voraussichtlichen Jahresumsatz von 509,23 Mrd. dabei im Allgemeinen um große, komplexe für die Umstellung von Original-Biologika auf
USD bis 2026.2 Das Auslaufen von Patenten und Verbindungen handelt, die mithilfe lebender Zellen Biosimilars (Kapitel 9).
Exklusivitätsfristen für Biologika hat die Entwicklung hergestellt werden. Der Replikationsprozess wird
von Biosimilars ermöglicht, von denen in den USA von verschiedenen Faktoren wie Kulturdauer, Alle Entscheidungen über eine Verschreibung
über 25 und in der EU mehr als 50 zugelassen Nährstoffkonzentration, pH-Wert, Temperatur müssen gemeinsam mit dem Patienten getroffen
sind.3 Die Einführung von Biosimilars hat vielen usw. beeinflusst, was zu einer gewissen Variabilität werden. Da die Biosimilars noch relativ neu sind,
Patienten einen besseren Zugang zu wichtigen, des Endprodukts führt. Aus diesem Grund werden ist es wahrscheinlich, dass die Patienten nur wenig
lebensverändernden Therapeutika ermöglicht. diese Moleküle als „Biosimilars“ und nicht als über sie wissen. Daher ist es von entscheidender
„Generika“ bezeichnet. Aus diesem Grund sind die Bedeutung, dass eine konsequente und wirksame
Im Laufe der Zeit hat das Vertrauen in die regulatorischen Anforderungen an Biosimilars Kommunikation zwischen Apotheker und Patienten
Verwendung von Biosimilars zugenommen. Sie sind streng, unterscheiden sich jedoch leicht von stattfindet, um diese über Biosimilars und die
jedoch nach wie vor eine relativ neue Behandlungsart. Region zu Region. Im Allgemeinen müssen solche Behandlung damit aufzuklären. Außerdem ist
Sie unterliegen komplexen Produktions- und Produkte, um eine Zulassung zu erhalten, eine es wichtig, die spezifischen Bedürfnisse jedes
Regulierungsprozessen, die nicht unbedingt leicht zu hohe Ähnlichkeit mit dem Referenzbiologikum einzelnen Patienten zu ermitteln, um allen
verstehen sind. Dieses Handbuch soll das Vertrauen in Bezug auf Herstellungsqualität, biologische maßgeschneiderte Informationen bereitzustellen,
der Verordner in Biosimilars zur Behandlung Aktivität, Sicherheit, Wirksamkeit und Risiko von die Behandlungszufriedenheit zu gewährleisten,
von soliden Tumoren stärken, indem es über die Immunreaktionen aufweisen. Um diese Ähnlichkeit die Einhaltung der Therapie zu verbessern und
Grundlagen der Proteinsynthese, die Besonderheiten nachzuweisen, sind spezifische klinische Studien optimale Ergebnisse zu erzielen (Kapitel 10).
der Biosimilar-Herstellung, die strengen erforderlich (Kapitel 6).
regulatorischen Anforderungen und die Anwendung
von Biosimilars in der klinischen Praxis informiert. Nach der Zulassung ist es wie bei jeder
pharmakologischen Behandlung wichtig,
Biologika, und damit auch Biosimilars, die zur das Potenzial unerwünschter Wirkungen zu
Behandlung von Krebs eingesetzt werden, sind verstehen. Da es sich bei Biologika um natürlich
Referenzen
Nachbildungen von natürlich vorkommenden vorkommende Substanzen handelt, muss das
1. Statistica. Biologics share of total
Proteinen und werden in vitro hergestellt. Um Immunogenitätspotenzial, das durch bestimmte pharmaceutical sales OECD countries 2018.
den Herstellungsprozess zu verstehen, muss man Patientenmerkmale beeinflusst werden kann, 2021. Available at: https://www.statista.com/
statistics/1118421/biologic-medicines-share-of-
die Grundlagen der zellulären Proteinsynthese ermittelt und überwacht werden. Immunogenität
total-pharmaceutical-sales-in-oecd-countries/
kennen und wissen, wie die die natürlichen wird definiert als die Neigung eines therapeutischen (accessed August 2021).
Prozesse im Labor nachgeahmt werden (Kapitel Biologikums, eine Immunreaktion auf sich selbst 2. Mordor Intelligence. Biologics Market | Growth,
1 und 2). Als organische Produkte sind Biosimilar- und auf verwandte Proteine hervorzurufen oder Trends, COVID-19 Impact, and Forecasts
(2021 – 2026). 2021. Available at: https://www.
Moleküle von Natur aus instabil, was durch immunologisch bedingte nicht-klinische Wirkungen mordorintelligence.com/industry-reports/
Umweltbedingungen noch verstärkt werden oder unerwünschte Ereignisse zu verursachen. biologics-market (accessed August 2021).
kann. Daher werden während ihrer Herstellung Als neue und wirksame therapeutische Klasse ist 3. Gherghescu, I.; Delgado-Charro, M. B. The
verschiedene Ansätze zur Stabilisierung die Einhaltung der Immunogenitätsrichtlinien und Biosimilar Landscape: An Overview of
Regulatory Approvals by the EMA and FDA.
angewendet (Kapitel 3 - 5). Pharmakovigilanzverfahren für Biosimilars weiterhin Pharmaceutics 2020, 13 (1), 48. https://doi.
von größter Bedeutung (Kapitel 7 und 8). org/10.3390/pharmaceutics13010048.
ASK Lehrbuch | 2021 | 3
Lehrkörper
Emma Foreman Glenn Myers Jatinder Harchowal MBE
Beratende Apothekerin Klinischer Apotheker Chefapotheker
Royal Marsden Hospital, Dr. Sheldon H. Rubin Onkologische Klinik, University College London Hospitals
London, Vereinigtes Königreich Moncton, New Brunswick, Kanada NHS Foundation Trust, London, Vereinigtes Königreich
María-José Tamés Marta Trojniak Philippe Arnaud
Stellvertretende Direktorin Stellvertretende Direktorin Leitender beratender Krankenhaus-Apotheker
Stiftung Onkologikoa Kinderkrankenhaus, und Leiter von Health World
San Sebastian, Spanien Triest, Italien CLOPHARM, Ajaccio, Frankreich
Sinichi Masuda Torsten Hoppe-Tichy
Onkologie-Apotheker Chefapotheker
Nationales Krebszentrum Ost-Krankenhaus, Universitätsklinikum Heidelberg,
Kishiwa, Japan Heidelberg, Deutschland
4 | ASK Lehrbuch | 2021
Kapitel 1
Kapitel 1: Proteinbiologie und Biologika
Lernziele Einführung
Nach dem Studium dieses Kapitels kann Obwohl Biologika schon seit Jahrzehnten gebräuchlich sind, handelt es sich bei Biosimilars um relativ
der Leser: neue Moleküle. Biologika sind Therapeutika, die durch natürlich vorkommende Prozesse gewonnen
werden, wobei viele von ihnen als rekombinante Proteine hergestellt werden.
• Die Grundsätze der Synthese von
Bevor wir auf die Komplexität und die Besonderheiten der Herstellung und Regulierung von
Proteinen oder biologischen Stoffen
Biosimilars (in den folgenden Kapiteln) eingehen, betrachten wir in diesem Kapitel die Grundlagen
in einer Zelle verstehen
der Proteinsynthese: ein natürlicher zellulärer Prozess, der in vitro nachgeahmt wird, um einige der
• Die Bedeutung der Proteinstruktur am häufigsten verwendeten Biologika und ihre Biosimilars herzustellen.
(primär, sekundär, tertiär und quaternär)
bei der Bestimmung der biologischen
Aktivität erläutern und erklären, wie
sie mit biologischen Arzneimitteln Proteinsynthese Die Proteinsynthese ist ein komplexer Prozess und
und Biosimilars zusammenhängt Proteine sind große, komplexe Moleküle, die wird in den Zellen genau gesteuert. Der genetische
viele wichtige Aufgaben im Körper erfüllen. Code für alle Proteine befindet sich in der DNA im
• Die Grundsätze der posttranslationalen
Sie bilden die Grundlage für die Struktur, Zellkern eines jeden Organismus. Im Zellkern wird
Modifikation und ihre Auswirkungen
Funktion und Regulierung eines jeden Organismus. der DNA-Code für ein bestimmtes Protein durch die
auf biologische Arzneimittel und
Die wichtigsten Arten von Proteinen und so genannte Transkription in eine kürzere Kette
Biosimilars beschreiben
ihre Funktion sind in Tabelle1 aufgeführt. von Boten-RNA (mRNA) umgewandelt. Die mRNA
Tabelle 1. Die wichtigsten Proteinarten und ihre Funktionen (Tabelle angepasst aus der U.S. National Library of Medicine)1
Proteintyp Funktion Beispiele
Antikörper Schutzproteine, die sich an bestimmte Fremdpartikel (sogenannte Antigene), z. B. Immunglobulin G
Viren und Bakterien, binden, um sie zur Zerstörung und Beseitigung zu markieren
Enzyme Katalysieren chemische Reaktionen, einschließlich der Bildung neuer Proteine Phenylalanin-Hydroxylase
Botenstoffe Übermitteln Signale, um biologische Prozesse zwischen verschiedenen Zellen, Erythropoietin, TNF, VEGF
Geweben und Organen zu koordinieren (z. B. Zytokine und Hormone)
Rezeptoren2 Empfangen und leiten Signale durch eine Vielzahl von Mediatoren weiter EpoR, VEGFR1
Strukturkomponenten Die Bausteine für Zellen und Strukturen in einem Organismus Aktin
Transport/Ablagerung Bindung und Transport von Atomen und kleinen Molekülen innerhalb und zwischen Zellen BCRP, Ferritin, P-gp
BCRP, Brustkrebs-Resistenzprotein; EpoR, Erythropoietin-Rezeptor; P-gp, Permeabilitäts-Glykoprotein; TNF, Tumornekrosefaktor; VEGF, vaskulärer endothelialer
Wachstumsfaktor; VEGFR1, vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor-Rezeptor 1.
wird über das Zytoplasma aus dem Zellkern Ribosom transportieren sollen. Die Aminosäuren Genexpression bezeichnet (Abbildung 1). Die so
heraus zum Ribosom transportiert. Am Ribosom werden am Ribosom durch Peptidbindungen genannten Genregulation ist für das Aktivierung
wird der mRNA-Code übersetzt. Die mRNA wird verbunden (und bilden eine Polypeptidkette) und und Deaktivierung der Genexpression in einer Zelle
dazu abgelesen und damit bestimmt, welche so entsteht schließlich ein Protein. Transkription verantwortlich.3
Aminosäuren die Transfer-RNA-Moleküle zum und Translation werden gemeinsam als
ASK Lehrbuch | 2021 | 5
Kapitel 1
Zellkern
DNA
Zytoplasma
Transkription
mRNA
Transport ins Zytoplasma
Protein tRNA
Ribosom
Translation
Abbildung 1. Vereinfachte Darstellung der Proteinsynthese durch Genexpression (mRNA, Boten-RNA; tRNA, Transport-RNA; übernommen aus der US National
Library of Medicine 2021).3
Modifizierung der Genexpression werden, um verschiedene Proteine erzeugen zu unterschiedlich. Der Genexpressionsprozess kann
Das menschliche Genom enthält etwa 21.000 Gene. können. Modifikationen verändern bestimmte Teile während mehrerer Phasen modifiziert werden,
Das menschliche Proteom umfasst jedoch zwischen des mRNA-Transkripts oder des Proteins, wodurch um ein bestimmtes Protein zu erzeugen, wie in
1 und 2 Millionen Proteine.4 Die DNA-Sequenz muss sich die Proteinstruktur und -funktion verändert. Abbildung 2 dargestellt.
also unterschiedlich transkribiert und übersetzt Diese Modifikationsarten sind je nach Organismus
ZELLKERN ZYTOPLASMA
5’ 5’
5’-Cap angefügt cap Posttranslationale cap
Modifikationen
Pab1
mRNA
mRNA
Splicing
Polyadenylierung
AAAAA AAAAA
AAAA
AAAA
Pab1
AAAAAA A A AAAAAA A A
A AA A
A AA A
Pab1
A AAAA ‘3 A AAAA ‘3
Abbildung 2. Modifizierungsprozesse und -stellen der Genexpression (mRNA, Boten-RNA; angepasst von Stewart 2019).5
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Proteinbiologie und Biologika
Posttranskriptionelle (oder cotranskriptionelle) progression häufig dereguliert.7 In Krebszellen sekretorische Vesikel.8 Fast alle bekannten Proteine
Modifikationen an einem mRNA-Transkript wurden Spleißveränderungen festgestellt, die die durchlaufen irgendeine Form der posttranslationalen
erfolgen vor der Translation. Es finden zwei Wirksamkeit von Krebsbehandlungen beeinflussen. Modifikation,9, aber nicht alle Organismen führen
wesentliche posttranskriptionelle Modifikationen Die Auswirkungen dieser Veränderungen auf alle posttranslationalen Modifikationen durch. Ist
statt: das Anfügen einer „Kappe“ an ein Ende des die Krebsbehandlung sind die Eliminierung von z.B. die Glykosylierung bei Bakterien selten.10 Neben
mRNA-Transkripts, die für die Bindung an das Domänen oder enzymatischen Aktivitäten, funktionellen Unterschieden können posttranslationale
Ribosom wichtig ist,6 und die „Polyadenylierung“ das Erscheinen von Funktionen, die bestimmte Modifikationen auch pathologische Veränderungen
des gegenüberliegenden Endes, wodurch ein Wirkungsweisen umgehen, und die Unterbrechung bewirken, die eine Immunreaktion hervorrufen
„Poly-A-Schwanz“ gebildet wird. Dieser Schwanz von gezielten Signalwegen.7 und bei Autoimmunkrankheiten eine Rolle spielen;
ist entscheidend für die Stabilität und den so werden z. B. Citrullinierung (Deiminierung),
Kernexport von mRNA-Transkripten.5 Modifikationen können auch während oder nach der Carbamylierung und Oxidation mit rheumatoider
Translation erfolgen. Cotranslationale Modifikationen Arthritis in Verbindung gebracht.11 Es gibt viele Arten
Abgesehen von diesen wesentlichen Modifikationen sind strukturelle Veränderungen, die während von posttranslationalen Modifikationen, von denen
wird das mRNA-Transkript auch dem „Spleißen“ der Translation vorgenommen werden, wenn die einige Beispiele in Tabelle 2 zu finden sind.
unterzogen, bei dem die mRNA auf unterschiedliche Polypeptidkette aus dem Ribosomentunnel extrudiert
Weise „geschnitten“ wird, um „Spleißvarianten“ wird.4,8 Posttranslationale Modifikationen sind Modifikationen des mRNA-Transkripts, der
zu erzeugen, die verschiedene Proteine kodieren. eine häufige Form der strukturellen Veränderung Polypeptidkette oder des daraus resultierenden
Die meisten Gene produzieren gleichzeitig und treten nach Abschluss der Translation auf.8,9 Proteins können auch nach einer Interaktion mit
mehrere Spleißvarianten, obwohl in der Regel Posttranslationale Modifikationen können in Fremdstoffen (z. B. Infektionen) oder Umweltschäden
eine Isoform vorherrscht.7 Dieses Spleißen ist verschiedenen Organellen stattfinden, darunter (z. B. Exposition gegenüber UV-Strahlung oder
wichtig, um die Vielfalt des Proteoms zu erhöhen, das raue endoplasmatische Retikulum, der chemischen Schadstoffen) auftreten.11
ist aber während der Krebsentwicklung und - Golgi-Apparat, Endosomen, Lysosomen und
Tabelle 2. Zusammenfassung der Modifikationen und Eigenschaften der Genexpression.
Modifikation Eigenschaften
• Umkehrbar
Acetylierung12, 13
• Häufig
• Reguliert viele verschiedene Funktionen, darunter die DNA-Erkennung, Protein-Protein-Interaktion und Proteinstabilität
Carbamylierung11, 14 • Nicht-enzymatisch
• Nicht umkehrbar
• Verantwortlich für die Veränderung der strukturellen und funktionellen Proteineigenschaften, die an der molekularen Alterung
beteiligt sind
Citrullinierung/ • Enzymatisch
Deiminierung11, 15 • Wandelt die Aminosäure Arginin nach ihrer Translation in die atypische Aminosäure Citrullin um
• Erkennung der Beteiligung an immer mehr physiologischen Prozessen (angeborene und adaptive Immunität, Genregulation,
Embryonalentwicklung usw.) und an mehreren menschlichen Krankheiten (Krebs, rheumatoide Arthritis, neurodegenerative
Erkrankungen, weibliche Unfruchtbarkeit usw.)
Glykosylierung11, 12 • Umfangreiche kovalente Modifikation
• Umkehrbar
• Spielt eine Schlüsselrolle bei der Immunregulierung (z. B. bei der Entwicklung, dem Überleben und der Reaktivität von T-Zellen)
• Rolle bei der Zell-Zell-Interaktion und der Regulierung von Proteinen
• Häufig
Methylierung12, 13
• Rolle bei der Genregulation und Proteinstabilität
Nitrierung11 - 13 • Eine Folge von oxidativen Schäden während einer Entzündung
• Bricht Kollagenstrukturen
• Verursacht durch reaktive oxidative Spezies
Oxidation11, 12
• Schädigt Zellmembrane, Lipide, Nukleinsäuren, Proteine und Bestandteile der extrazellulären Matrix wie Proteoglykane und Kollagene
• Cysteinoxidation (einschließlich Disulfidbildung und Glutathionylierung) ist reversibel
Phosphorylierung12, 13 • Umkehrbar
• Rolle bei der Regulierung der Proteinaktivität und der Signalübertragung
• Umkehrbar
Ubiquitinierung12, 13
• Häufig
• Signalisierung, Abbau
ASK Lehrbuch | 2021 | 7
Kapitel 1
Proteinstruktur • Tertiärstruktur: eine Ansicht der gesamten • Hydrophobe Wechselwirkungen:
Proteine enthalten im Allgemeinen zwischen 50 und dreidimensionalen Struktur, z. B. kugelförmig Die Faltungsmuster werden stark
1000 Aminosäurereste pro Polypeptidkette und oder faserartig, einschließlich der räumlichen von den Wechselwirkungen zwischen
können aus einer oder mehreren Polypeptidketten Anordnung verschiedener Segmente. hydrophoben Seitenketten an verschiedenen
bestehen.16 Komplexe, die zwei oder drei identische • Quartäre Struktur: Proteine mit nur einer Teilen des Polypeptids beeinflusst.
Polypeptide enthalten, werden als Homodimere Polypeptidkette haben Primär-, Sekundär- und • Van-der-Waals-Wechselwirkungen:
bzw. Homotrimere bezeichnet. Entsprechend Tertiärstrukturen, während Proteine mit zwei oder schwache elektrostatische Wechselwirkungen
werden Komplexe, die unterschiedliche Polypeptide mehr Polypeptidketten auch quartäre Strukturen (und Abstoßungen) zwischen polarisierten/
enthalten, als Heterodimere, Heterotrimere usw. aufweisen, z. B. Hämoglobin. Die quartäre Struktur nicht-polarisierten Gruppen.
bezeichnet. bezieht sich auf die Art und Weise, wie die Ketten
zueinander angeordnet sind. Die biologische Aktivität eines Proteins hängt mit
Aufgrund ihrer flexiblen Beschaffenheit können seiner dreidimensionalen Struktur zusammen, die
sich Polypeptidketten in unterschiedliche Diese Wechselwirkungen sind zwar schwach, durch die spezifischen genetischen Veränderungen,
dreidimensionale Strukturen falten. Dies ist nötig, reichen aber aus, um die Struktur eines Proteins die es erfahren hat, sowie durch die Umgebung, in
damit sie funktionell werden. Die dreidimensionalen zu stabilisieren. Sie können ^leicht aufgebrochen der es sich befindet, gebildet wird. Jede Veränderung
Formationen werden durch die Sequenz der werden, damit das Protein die verschiedenen dieser Faktoren wirkt sich wahrscheinlich auf die
Aminosäuren innerhalb der Polypeptidkette(n)3 Konformationen annehmen kann, die für seine biologische Aktivität des Proteins aus.
bestimmt. Sie haben einzigartige Eigenschaften biologische Funktion erforderlich sind.17
und Bindungsmöglichkeiten.17
Die Sekundär-, Tertiär- und Quartärstrukturen werden
Die Struktur eines Proteins wird anhand von durch schwache, nicht kovalente Wechselwirkungen
vier Domänen beschrieben (siehe Abbildung 3).17 zwischen den Regionen aufrecht erhalten.17
• Primärstruktur: die Aminosäuresequenz in • Wasserstoffbrücken: Wechselwirkung
einer Polypeptidkette. zwischen einem elektronegativen Atom und
• Sekundärstruktur: die Faltung eines Segments einer einem Wasserstoffatom, das an ein zweites
Polypeptidkette. Es gibt zwar zahlreiche mögliche elektronegatives Atom gebunden ist.
Sekundärstrukturen, aber die β-Faltblatt-, α-Helix- • Ionische Bindungen: Anziehung zwischen positiv
und Drehkonfigurationen sind die häufigsten. und negativ geladenen ionischen Gruppen.
A C
H H R H H H R H H H H
Polypep-
H3N+ C C N C C N C C N C C N C C N C C
tidkette
R O H O R O H O R O R O
B ß Faltblatt, α-Helix und Random Coil
Wasserstoff-
C C brücke H
C
C O H N
C N
H N C O
H C R H C R R H OH C R
H
O C N H C N C H
N C H
N H O C C H O C
R C H R C H H C R
HOH
O C O N
R C O
D
C O H N H H
C N C H
N C R
H N C O
O RC N N
H C R H C R C C
R HO H C R R
O C N H H O
C N C R
N H O C N CH
R C H R C H H C R
O Random Coil
C O H N O
H
H N C
R H C O N
C C O
H R
ß Faltblatt α-Helix
Zwei oder mehr gefaltete Peptide
Abbildung 3. Die vier Bereiche der Proteinstruktur: a) primär; b) sekundär; c) tertiär; d) quaternär (nach Tropp 2012).17
8 | ASK Lehrbuch | 2021
Proteinbiologie und Biologika
Proteine als Arzneimittel: Medizin an Emil von Behring für die Entdeckung ermöglichte, darunter als Erstes Insulin und Proteine,
„Biologika“ und Entwicklung einer Serumtherapie gegen die die natürliche Immunantwort nachahmen
In Anbetracht der weitreichenden Funktion von Diphtherie.18 Kurz darauf, im Jahr 1922, wurde Insulin (monoklonale Antikörper, mAbs).18
Proteinen (z. B. bei der Zellsignalisierung und der aus tierischen Bauchspeicheldrüsen gewonnen
Aktivierung von Immunreaktionen) liegt es nahe, und gereinigt und an Patienten mit Diabetes Diese bedeutenden technologischen Fortschritte
dass ihre Aktivität für therapeutische Zwecke genutzt mellitus verabreicht.18 Technologische Fortschritte führten zu erheblichen Investitionen in die
werden kann. Die Erforschung von Proteinen als führten in den 1970er Jahren zum nächsten Produktion von therapeutischen Proteinen, die
Heilmittel reicht bis in die 1800er Jahre zurück und Durchbruch, der die Herstellung „menschlicher“ in biologischen Quellen hergestellt, aus ihnen
gipfelte 1901 in der Verleihung des Nobelpreises für Proteine mittels rekombinanter DNA-Technologie extrahiert oder halbsynthetisiert werden und
Tabelle 3. Beispiele verfügbarer Biologika
Biologikum Typ Wirkmechanismus Bedingungen
Abatacept19 Rekombinantes Fusionsprotein T-Zellen-Deaktivierung Arthritis
Bevacizumab20 Rekombinantes humanisiertes mAb Hemmung von VEGF Metastasierendes Karzinom des Kolons oder Rektums
und Tumorwachstum
Epoetin alpha21 Rekombinantes Protein Anregung der Produktion Anämie
roter Blutkörperchen
Filgrastim22 Rekombinantes Protein Regt die Produktion weißer Neutropenie (einschließlich Chemotherapie-induzierte
Blutkörperchen an febrile Neutropenie)
Pegfilgrastim23 PEGyliertes rekombinantes Protein
Rituximab24 Chimärische mAb Bindung an CD20-Antigen auf prä-B- und Non-Hodgkin-Lymphom, chronische lymphatische
reifen B-Lymphozyten, um die Lyse von Leukämie, rheumatoide Arthritis
B-Zellen zu bewirken
Trastuzumab25 Humanisiertes mAb Hemmung der HER2-Signalübertragung Brustkrebs, Magenkrebs
und der Proliferation von Tumorzellen
HER2, humaner epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor 2; mAb, monoklonaler Antikörper; VEGF, vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor.
häufig als „Biologika“ bezeichnet werden. Biologika Indikationen die wichtigeste Behandlungsmethode Verabreichungsweg haben. Unterschiede in der
haben bei der Behandlung zahlreicher Krankheiten darstellend, einschränkte einschränkte. Der Ablauf von Formulierung, der Darreichungsform und der
große Fortschritte bewirkt, insbesondere bei Patenten oder der Datenexklusivität für biologische Verabreichungsvorrichtung sind jedoch zulässig,
Immunerkrankungen und Krebs. Mehr als 100 „Originalpräparate“ hat jedoch die Entwicklung von wenn sie keine Auswirkungen auf die Wirksamkeit
Biologika sind in der Europäischen Union und den „Biosimilars“ ermöglicht.26 und Sicherheit des Produkts haben.27
USA für den klinischen Einsatz zugelassen. 18
Biosimilars werden von der Europäischen Das erste Biosimilar wurde 2006 in der EU
Aufgrund der Komplexität der Proteine ist der Arzneimittelagentur als biologische Arzneimittel zugelassen (das Wachstumshormon Somatropin).
Herstellungsprozess für jedes Biologikum hoch definiert, die einem anderen bereits Seither wurden weltweit zahlreiche Biosimilars von
spezialisiert. Da die Funktionalität der Proteine von zugelassenen biologischen Arzneimittel (dem Originalpräparaten zugelassen.27 Zum Beispiel
ihrer Struktur abhängt, muss bei der Herstellung „Referenzarzneimittel“ oder Originalpräparat) sehr sind derzeit sechs verschiedene Biosimilars von
von Biologika sichergestellt werden, dass alle vier ähnlich sind. Biosimilars werden nach denselben Trastuzumab (Originalpräparat Herceptin®) in der
Strukturdomänen repliziert werden (dies wird in pharmazeutische Qualitäts-, Sicherheits- und Europäischen Union,28 vier in Kanada29 und drei
Kapitel 2 ausführlich erläutert). Wirksamkeitsstandards zugelassen, die für alle in Japan zugelassen.30
biologischen Arzneimittel gelten. Ein zugelassenes
Einige Beispiele für zugelassene Biologika, Biosimilar wird auf der Grundlage eines Vergleichs Es ist wichtig zu beachten, dass Biosimilars nicht als
einschließlich ihres Wirkmechanismus und der der pharmakokinetischen, pharmakodynamischen, Generika des biologischen Originalpräparats gelten,
mit ihnen behandelten Krankheiten, sind in Unbedenklichkeits- und Wirksamkeitsdaten nach da sie zwar in Bezug auf Struktur und Funktion sehr
Tabelle 3 aufgeführt. spezifischen Leitlinien als hochgradig ähnlich ähnlich sein müssen, die natürliche Variabilität und
eingestuft (d. h., dass es keine klinisch bedeutsamen die In-vitro-Herstellungsverfahren jedoch keine
Biologische Arzneimittel waren in der Vergangenheit Unterschiede zum biologischen Referenzarzneimittel exakte Nachbildung ermöglichen.26 Die wichtigsten
mit hohen Kosten verbunden, was ihre Verfügbarkeit aufweist).26 Biosimilar und Referenzarzneimittel Unterschiede zwischen einem Biosimilar und einem
für viele Patienten, obwohl wirksam und für bestimmte müssen dieselbe Dosierung und denselben Generikum sind in Tabelle 4 aufgeführt.
ASK Lehrbuch | 2021 | 9
Kapitel 1
Tabelle 4. Vergleich der Eigenschaften von biologischen Arzneimitteln und Generika27
Biosimilar Generikum
Aus einer biologischen Quelle gewonnen Gewöhnlich durch chemische Synthese hergestellt
Möglichkeit, das Molekül mit einem hohen Grad an Ähnlichkeit zu reproduzieren Im Allgemeinen ist es möglich, das Molekül identisch zu reproduzieren
Im Allgemeinen größere, strukturell komplexere Moleküle, für deren Meistens kleinere, leicht zu charakterisierende Moleküle
Charakterisierung mehrere Technologien erforderlich sind
Umfassende Datenanforderungen für den pharmazeutischen Qualitätsnachweis Umfassende Datenanforderungen für den pharmazeutischen
sowie zusätzliche Qualitätsstudien zum Vergleich der Struktur und biologischen Qualitätsnachweis
Aktivität des Biosimilars mit dem Referenzarzneimittel
Entwicklung auf der Grundlage des Nachweises der Biosimilarität anhand Entwicklung auf der Grundlage des Nachweises der Bioäquivalenz (d. h.,
von Vergleichbarkeitsstudien (umfassender direkter Vergleich des Biosimilars dass das Generikum und Referenzarzneimittel den Wirkstoff unter ähnlichen
mit dem Referenzarzneimittel zum Nachweis einer hohen Ähnlichkeit Bedingungen in gleichem Maße und mit gleicher Geschwindigkeit in den
von chemischer Struktur, biologischer Funktion, Wirksamkeit, Sicherheit Körper abgeben)
und Immunogenität)
Neben vergleichenden pharmakokinetischen und pharmakodynamischen Die erforderlichen klinischen Daten sind hauptsächlich pharmakokinetische
Studien können Daten zur Sicherheit und Wirksamkeit erforderlich sein, Bioäquivalenzstudien
insbesondere bei komplexeren biologischen Arzneimitteln
Wirksamkeit und Sicherheit müssen für jede Indikation nachgewiesen werden. Alle für das Referenzarzneimittel zugelassenen Indikationen können
Allerdings sind bestätigende klinische Studien mit dem Biosimilar in der Regel auf der Grundlage der nachgewiesenen Bioäquivalenz erteilt werden,
nicht für jede Indikation erforderlich, für die das Referenzarzneimittel zugelassen ohne dass weitere klinische Daten erforderlich sind
wurde. Nach dem Nachweis der Biosimilarität ist eine Extrapolation der Daten
auf andere Indikationen möglich, wenn die verfügbaren wissenschaftlichen
Erkenntnisse alle spezifischen Aspekte dieser Indikationen abdecken
Schlussfolgerung
Die Fortschritte in der Biotechnologie haben in den letzten Jahrzehnten dazu geführt, dass natürlich
vorkommende Prozesse nachgebildet und organische Moleküle zu therapeutischen Zwecken künstlich
synthetisiert werden können. Das sind die so genannten „Biologika“. Biologika haben die Behandlung
bestimmter Krankheiten, insbesondere von Krebs und Immunerkrankungen, revolutioniert, waren
aber in der Vergangenheit sehr teuer. Der Ablauf von Patenten auf Original-Biologika hat die
Herstellung von „sehr ähnlichen“ Produkten, den so genannten Biosimilars, ermöglicht. Biosimilars
sind mit komplexen Herstellungs- und Zulassungsverfahren verbunden, die in den folgenden
Kapiteln behandelt werden.
10 | ASK Lehrbuch | 2021Proteinbiologie und Biologika
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ASK Lehrbuch | 2021 | 11Kapitel 2
Kapitel 2: Herstellung von Biologika
und Biosimilars
Lernziele Einführung
Nach dem Studium dieses Kapitels kann Biologika unterscheiden sich von kleinen Peptiden/Oligonukleotiden und anderen synthetischen
der Leser: pharmakologischen Behandlungen. Ihre Herstellung erfordert die präzise Replikation komplexer,
natürlich vorkommender Prozesse innerhalb einer lebenden Zelle, um große, hochspezifische
• Die Phasen des Herstellungsprozesses Moleküle zu produzieren. Dies hat sowohl zu den hohen Kosten dieser Behandlungskategorie als
biologischer Arzneimittel und auch zu den strengen Zulassungsanforderungen für Biosimilars beigetragen (siehe Kapitel 6).1
Biosimilars wiedergeben
Die bei der Herstellung von Biologika und Biosimilars nachgebildeten zellulären Prozesse müssen
• Die Ursachen für Variationen zwischen den in einem geeigneten Zelltyp unter spezifischen Bedingungen erfolgen. Das Ergebnis ist ein
Chargen von Biologika und das Ausmaß der Molekül, das funktionell mit dem natürlich vorkommenden Protein identisch ist. Da die In-vitro-
Heterogenität zwischen Biosimilars und dem Proteinsynthese jedoch nur schwer genau zu kontrollieren und zu reproduzieren ist und von
Referenzbiologikum benennen externen Faktoren beeinflusst wird, können kleine Unterschiede zwischen den Molekülen auftreten.
Der Herstellungsprozess und das Endprodukt unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle, die
• Die Grundsätze des Qualitätsmanagements
während des gesamten Herstellungsprozesses anhand einer Vielzahl von Faktoren bewertet wird.
bei der Herstellung von Biologika und
Biosimilars erläutern
Entwicklung und Herstellung des genetischen Materials, das zur Vervielfältigung
von Biologika oder Biosimilars des Proteins benötigt wird. Informationen über
1 Identifizierung des Zielmoleküls Die Entwicklung und Herstellung von Biologika und Aminosäuresequenzen sind in der Regel ebenfalls
Biosimilars erfolgt in mehreren Schritten (Abbildung 1). verfügbar, sollten aber überprüft werden, da sie
irreführend oder unvollständig sein können.8
Definition der Struktur 1. Identifizierung des Zielmoleküls
2 des Zielmoleküls
Der erste Schritt bei der Entwicklung eines 4. Insertion des genetischen Materials in einen
Biologikums ist die Identifizierung eines Zielproteins, Expressionsvektor
Bestimmung der Nukleotidsequenz das einen therapeutischen Nutzen haben kann. Das genetische Material wird dann in einen
3 des Zielmoleküls Ein Beispiel hierfür ist ein Antikörper, der auf Expressionsvektor gespleißt. Es handelt sich
ein Antigen abzielt, von dem bekannt ist, dass dabei um ein kleines DNA-Molekül aus einem
es in bestimmten Krebszellen überexprimiert Organismus wie einem Bakterium oder Virus, das
Insertion des genetischen Materials
4 in einen Expressionsvektor wird. Der Antikörper kann so die Vermehrung die notwendige genetische Kodierung enthält, um
dieser Zellen stoppen oder sie zur Zerstörung die Proteinsynthese in einer Wirtszelle zu initiieren.
markieren.7 Das Zielmolekül für Biosimilars ist
Auswahl einer geeigneten
5 Wirtszelllinie das biologische Referenzpräparat.8 5. Auswahl einer geeigneten Wirtszelllinie
Die Wirtszelllinie wird in erster Linie aufgrund ihrer
2. Definition der Struktur des Zielmoleküls Eigenschaften in Bezug auf Zellwachstum und
Insertion des Expressionsvektors Sobald ein Zielmolekül ausgewählt wurde, muss Proteinexpression ausgewählt. Die Genexpression
6 in eine Wirtszelle
seine dreidimensionale Struktur charakterisiert ist in einer Vielzahl von Zellsystemen möglich,
werden. Da diese Struktur für die Funktionalität unter anderem in Bakterien, Hefen und Tieren,
verantwortlich ist, muss sie im Biosimilar so sowie in transgenen Tieren und Pflanzen.9
7 Zellkultur
genau wie möglich nachgebildet werden.
Es gibt Datenbanken mit Proteinstrukturen, Bakterienzellen (z. B. Escherichia coli) werden
Isolierung und Aufreinigung des die zu diesem Zweck genutzt werden können. aufgrund ihrer schnellen Wachstumsrate, hohen
8 biologischen Moleküls Produktausbeute, Kosteneffizienz und einfachen
3. Bestimmung der Nukleotidsequenz des Skalierbarkeit des Prozesses häufig zur Herstellung
Zielmoleküls nicht-glykosylierter Biopharmazeutika10 verwendet.
9 Stabilisierung des biologischen Moleküls Die gefaltete Form des Proteins hängt direkt Die Glykosylierung ist für die Funktion vieler Proteine
von seiner linearen Aminosäuresequenz ab.2 unerlässlich, weshalb für die Herstellung von Biologika
Die Bestimmung der Aminosäuresequenz und Biosimilars Säugetierzellen bevorzugt werden.10
Abbildung 1. Die wichtigsten Schritte bei der ermöglicht die Charakterisierung und Replikation
Entwicklung und Herstellung von Biologika und
Biosimilars.2 – 6
12 | ASK Lehrbuch | 2021Herstellung von Biologika und Biosimilars
Die Hybridomtechnik ist eine bewährte Methode 7. Zellkultur muss das Produkt gereinigt werden, um
zur Entwicklung von Wirtszelllinien aus Säugetieren. Die transfizierten Zellen werden in einem Verunreinigungen zu entfernen, die durch die Zellen
Das erfolgt durch die Fusion von B-Zellen und Nährmedium expandiert, das wichtige Nährstoffe (z. B. andere Proteine und Nukleinsäuren), den Prozess
Myelomzellen, z. B. Melanomzellen der Maus. für das Zellwachstum enthält. Zellen, die eine (z. B. Puffer und Liganden) und das Produkt (z. B.
Hybridomazelllinien produzieren hochwertige stabile, hohe Expression des gewünschten Proteins Aggregate und Fragmente) eingebracht wurden.13
monoklonale Antikörper und werden für die aufweisen, werden ausgewählt und geklont, um Diese Reinigung erfolgt durch Ausfällung und/oder
Herstellung mehrerer zugelassener Biologika die genetische Einheitlichkeit zu gewährleisten. Chromatographie.13 Die Chromatographie ist im
verwendet. Einige Glykoproteine haben sich jedoch Diese geklonten Zellen bilden die Grundlage der Allgemeinen die bevorzugte Reinigungstechnik, da sie
als potenziell immunogen erweisen, was ihre Masterzellbank: ein kryokonservierter Vorrat trotz der hohen Kosten sehr effektiv ist und ein breites
Verwendung für die Produktion therapeutischer an Zellen, die das kodierende Gen für das Anwendungsspektrum hat.13 Chromatografische
Antikörper wahrscheinlich eingeschränkt hat. 3
gewünschte Protein enthalten, und die Quelle Methoden können in fünf Klassen eingeteilt werden:
aller Zellen, die zur Herstellung des Arzneimittels (i) Affinität, (ii) Ionenaustausch, (iii) hydrophobe
Fast alle rekombinanten monoklonalen Antikörper, verwendet werden. Aus kommerziellen Gründen Wechselwirkungen, (iv) Größenausschluss und (v)
einschließlich Trastuzumab,7 Bevacizumab4 und werden Masterzellbanken für jedes Biologikum multimodale Chromatographie.13
Rituximab5 werden mithilfe von Ovarialzellen des und Biosimilar angelegt und unterscheiden sich
chinesischen Zwerghamsters (CHO) hergestellt. daher von Produkt zu Produkt. 9. Stabilisierung des biologischen Moleküls
CHO-Zellen werden aufgrund ihrer hohen Produktivität Da es sich um Nachbildungen eines natürlich
bevorzugt.9 Sie eignen sich zudem für die Kultivierung Bei Bedarf werden Phiolen mit Zellen aus der vorkommenden Produkts handelt, können
in großem Maßstab, weisen gleichbleibend gute Masterzellbank in Bioreaktoren expandiert, um die Biologika und Biosimilars biologisch abgebaut
Wachstumsphänotypen auf, können leicht an Arbeitszellbank zu bilden.9 Temperatur, pH-Wert, werden. Ihre Haltbarkeit muss daher so lange
Kulturmedien angepasst werden und sind weniger Sauerstoffzufuhr und Rühren sollten gut kontrolliert wie möglich verlängert und ihre Stabilität bis zur
anfällig für Infektionen durch menschliche Viren.6 werden, um das Zellwachstum zu optimieren.12, Verwendung gewährleistet werden. Dafür müssen
Wichtig ist auch, dass CHO-Zellen in der Lage 13
Alle Abfallprodukte, die sich negativ auf die die Lagerungsbedingungen optimiert werden.
sind, die Glykosylierung auf eine menschlichen Kulturleistung auswirken könnten, werden entfernt.12, 13 Es kommen aber auch andere Techniken zum Einsatz
Zellen ähnliche Weise durchzuführen6, 9, 11 und dabei wie z. B. der Zusatz von speziell ausgewählten
Glykoformen produzieren, die im Allgemeinen nicht 8. Isolierung und Aufreinigung des Hilfsstoffen, die die Funktion des Proteins schützen
immunogen sind. biologischen Moleküls und nicht beeinflussen. Dieses Themawird in Kapiteln
Nach der Kultivierung der Zellen unter optimalen 3 - 5 ausführlicher behandelt.
6. Insertion des Expressionsvektors in eine Wirtszelle Bedingungen für einen bestimmten Zeitraum muss
Nach der Auswahl einer Wirtszelllinie wird der das Zielprotein aus dem Medium isoliert werden.13
Expressionsvektor in die Wirtszelle eingeführt – Dies geschieht durch Filtration, Sedimentation,
die sogenannte Transfektion. Flotation und/oder Zentrifugation.13 Anschließend
Klonierung und Proteinexpression
Quell-DNA
Insertion der Insertion des
Ziel-DNA in den Vektors in eine
Expressionsvektor Wirtszelle
Ziel-DNA
Proteinherstellung, -reinigung und -validierung
Zellkultur Rückgewinnung durch Aufreinigung durch Charakterisierung
Filtrieren oder Chromatographie und Stabilisierung
Zentrifugieren
Abbildung 2. Herstellungsverfahren für Biologika und Biosimilars (angepasst von Raffals LE, et al. 2018).14
ASK Lehrbuch | 2021 | 13Kapitel 2
Kritische Qualitätsmerkmale Herstellungsverfahren für das Referenzprodukt Die Zellkulturbedingungen und die Isolierungs- bzw.
Ein kritisches Qualitätsmerkmal (CQA) ist eine nicht allgemein verfügbar sind und ein eigenes Reinigungsmethoden beeinflussen das produzierte
physikalische, chemische, biologische oder Verfahren entwickelt werden muss. Es ist daher Protein. Daraus resultiert eine starke Abhängigkeit
mikrobiologische Eigenschaft oder ein Merkmal, davon auszugehen, dass es geringfügige von prozessbegleitenden Probenahmen und Tests.9
das innerhalb eines geeigneten Grenzwerts, Unterschiede zwischen einem Biosimilar und dem Die hochauflösende Massenspektrometrie wird
Bereichs oder einer Verteilung liegen muss, um dazugehörigen Biologikum geben wir. Für die beispielsweise eingesetzt, um funktionell relevante
die gewünschte Qualität eines Biosimilars zu Zulassung des Biosimilars gelten jedoch strenge Glykane, geringfügige strukturelle Abweichungen
gewährleisten.15 Die CQAs dienen als Richtschnur Anforderungen, darunter der Nachweis, dass das (z. B. Sequenzvarianten, Trunkierungen und
für die anfängliche Entwicklung des Biosimilar- Biosimilar dem Referenzprodukt sehr ähnlich ist fehlerhafte Disulfidbrücken) und Verunreinigungen
Kandidatenmoleküls. Es kann eine große (siehe Kapitel 6). Mit empfindlichen Bioassays wird (z. B. Wirtszellproteine) zu erkennen.20 Da alle
Herausforderung sein, die Stabilität dieser sichergestellt, dass die biologischen Eigenschaften Onkologieprodukte als injizierbare Lösungen
Eigenschaften zu gewährleisten (siehe Kapitel 3). der Produkte vergleichbar sind. bereitgestellt und parenteral verabreicht werden,
Bei der Entwicklung eines neuen Arzneimittels muss sorgfältig auf die dauerhafte Sterilität des
müssen die Hersteller die CQAs des Wirkstoffs und Qualitätsmanagement Endprodukts geachtet werden.9
die Gründe für die Benennung dieser Eigenschaften Biosimilars und Referenzbiologika werden in
oder Merkmale als CQAs auflisten.15 Die den einzelnen Ländern nach unterschiedlichen Jede Abweichung im Herstellungsprozess hat
Bestimmung von CQAs, die sich auf die Sicherheit regulatorischen Rahmenbedingungen Auswirkungen auf das Endprodukt. Es ist von
und Wirksamkeit eines Produkts auswirken zugelassen (siehe Kapitel 6), müssen aber die entscheidender Bedeutung, dass die eingeführte
könnten, ist wichtig für die Bewertung von gleichen Qualitätsstandards erfüllen.20 Das Variabilität minimal ist, und die Hersteller
Biosimilars und die Akzeptanz einer Extrapolation Qualitätsmanagement ist umfassend und müssen nachweisen, dass sich Änderungen
von Indikationen.16 Die Veröffentlichung von gewährleistet, dass die Patienten ein „sicheres, an einem Prozess nicht negativ auf die Qualität
Biosimilaritätsbewertungen von CQAs in der reines, wirksames und stabiles Produkt“ erhalten.9 des Produkts auswirken.18
wissenschaftlichen Literatur ist eine von vielen
Strategien zur Verbesserung der Kenntnis und des Der Internationale Rat für die Harmonisierung der Für Biosimilars gelten dieselben Qualitätsstandards
Verständnisses der Entwicklung von Biosimilars.17 technischen Anforderungen an Humanarzneimittel wie für das Referenzbiologikum, jedoch
wurde gegründet, um regulatorische Leitlinien müssen zusätzliche Tests durchgeführt werden,
Inhärente Variabilität für die Entwicklung und Herstellung von um nachzuweisen, dass das Produkt dem
Laut internationalen Leitlinien müssen genau Arzneimitteln in der Europäischen Union, Referenzbiologikum sehr ähnlich ist (siehe Kapitel 6).
definierte Herstellungsprozesse sicherstellen, den USA und Japan zu erarbeiten und zu
dass das Produkt mit gleich bleibenden harmonisieren.21 Er hat umfangreiche Leitlinien Künftige Entwicklungen
Eigenschaften produziert wird.18 Dies ist eine große speziell für die Herstellung und Qualitätsbewertung Es ist davon auszugehen, dass die nächste
Herausforderung für die Hersteller von Biologika biotechnologischer Produkte erstellt.22 Auch die Generation von Biopharmazeutika die Biologika
und Biosimilars, da die Herstellung in lebenden Weltgesundheitsorganisation hat Leitlinien für von rekombinanten Versionen natürlicher Produkte
Systemen erfolgt. Im Gegensatz zu chemisch nationale Behörden zur Qualitätssicherung zu komplexeren gentechnisch hergestellten oder
synthetisierten Produkten weisen Biologika biologischer Produkte erstellt, um die Einhaltung angepassten Proteinkonstrukten weiterentwickelt,
und Biosimilars ein gewisses Maß natürlicher globaler Standards zu gewährleisten.23 die eine verbesserte Verabreichung, erhöhte
Variabilität auf, die durch Prozesse wie die katalytische Aktivität und Stabilität, bessere
posttranslationale Modifikation (siehe Kapitel 1) Das Qualitätsmanagement von Biologika umfasst Verträglichkeit und geringere Immunogenität
hervorgerufen wird. Daher sind Abweichungen von die Bewertung einer Reihe von Eigenschaften bieten. So können beispielsweise durch Techniken
Charge zu Charge 9 sowohl bei der Herstellung der des gesamten Herstellungsprozesses und des wie die ortsgerichtete Mutagenese neue Stellen
Referenzbiologika als auch bei der der einzelnen daraus resultierenden Produkts.9, 10 Gemäß dem für posttranslationale Veränderungen (z. B.
Biosimilars unvermeidlich. Die Glykosylierung Internationalen Rat für die Harmonisierung der Glykosylierung) eingefügt und die Eigenschaften
ist die Hauptursache für die Heterogenität der technischen Anforderungen an Humanarzneimittel von Proteinen weiter verändert werden.13 Die
therapeutischen Proteine. 10
Q6B fallen diese in drei große Kategorien: 24
Erforschung und Entwicklung dieser Medikamente
• Charakterisierung des biologischen Produkts: der nächsten Generation wird wahrscheinlich
Die Produktheterogenität wird durch jegliche ‒ Physiochemische Eigenschaften höhere Kosten verursachen.13
Abweichung im Herstellungsprozess beeinflusst. ‒ Biologische Aktivität
So können beispielsweise die Dauer der Kultur, ‒ Immunochemische Eigenschaften
die Nährstoffkonzentration, das Zellwachstum, ‒ Reinheit, Verunreinigungen und
der pH-Wert, die Temperatur und der Gehalt an Kontaminanten
gelösten Gasen die Glykosylierung beeinflussen.9 ‒ Menge.
Auch die Eigenschaften der Produkte können • Analytische Faktoren:
im Laufe der Zeit leicht variieren (bekannt als ‒ Referenzstandards und Referenzmaterialien
Produktdrift19), weil die Hersteller versuchen, die ‒ Validierung der analytischen Verfahren.
Produktionsmethoden zu optimieren.10 Die Hersteller • Prozesskontrollen:
müssen sich jedoch vergewissern, dass etwaige ‒ Prozessbezogene Faktoren
Änderungen zumindest eine ähnliche oder sogar ‒ Prozessbegleitende Zulassungskriterien und
noch effektivere Kontrolle der Produktqualität Eingriffsgrenzen
gewährleisten als das ursprüngliche Verfahren.18 ‒ Spezifikationen von Roh- und Hilfsstoffen
(siehe Kapitel 5).
Dies ist bei der Herstellung von Biosimilars
noch komplizierter, da Informationen über das
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