Samenvatting MA-201
Inhoud
Hoorcolleges PK/PD ................................................................................................................2
Hoorcollege regelgeving......................................................................................................... 13
Hoorcollege ATMP’s ............................................................................................................... 17
Hoorcollege structuur en stabiliteit van eiwitten ..................................................................... 21
Hoorcollege vaccins .............................................................................................................. 26
Hoorcollege analyse van therapeutische eiwitten ................................................................... 31
Werkcollege inleiding therapeutische eiwitten ........................................................................ 40
Werkcollege TDM................................................................................................................... 43
Werkcollege PK/PD van stollingsfactoren ............................................................................... 46
Werkcollege stabiliteit en hulpstoffen .................................................................................... 52
Werkcollege biobetters en engineering van stollingsfactoren................................................... 57
Werkcollege formulering ........................................................................................................ 61
Werkcollege analyse van therapeutische eiwitten ................................................................... 64
Practicumtechnieken ............................................................................................................ 67
,Hoorcolleges PK/PD
Biologicals, structuur en opbouw
Biologicals/biopharmaceuticals zijn medicijnen die gemaakt zijn of geëxtraheerd zijn uit
biologische bronnen. Deze medicijnen zijn anders dan volledig chemisch gesynthetiseerde
medicijnen, of ook wel de small molecules. Voorbeelden van biologicals zijn vaccins,
bloedcomponenten, gentherapie, recombinante therapeutische eiwitten en levende cellen die
gebruikt worden voor celtherapie. Ook levende cellen en weefsels vallen hier dus onder.
Eiwitten verschillen in grootte. Insuline is één van de kleinste eiwitten en heeft een
molecuulgewicht van 6 kDa. IgG daarentegen heeft een molecuulgewicht van 150 kDa. Dit is dus
duizenden keren groter dan een small molecule (die renaal geklaard kunnen worden). De
grootte van het eiwit beïnvloedt al voor een deel de kinetiek. Grotere eiwitten kunnen namelijk
niet door de glomerulus in de nieren. De grens voor renale klaring ligt tussen het Fab fragment (±
50 kDa) en albumine (67 kDa). Tot en met het molecuulgewicht van het Fab-fragment kunnen
eiwitten dus wel door de nieren heen, maar alles
groter dan dat niet.
Een antilichaam bestaat uit een light chain en
een heavy chain en kan opgedeeld worden in
een variabel fragment (Fab) en een
kristalliseerbaar fragment (Fc). Er zijn vijf types
heavy chain, namelijk:
• IgA
• IgD
• IgE
• IgG
• IgM
Antilichamen worden
gemaakt door B-cellen en
kunnen met hun variabel
fragment twee targets
binden.
Als een B-cel geactiveerd
wordt door een antigeen
gaat deze cel zichzelf
klonen. Hierdoor komen er
allemaal identieke B-cellen.
Deze kunnen zowel een
geheugen B-cel worden of
een plasmacel. De laatste die produceert de benodigde antilichamen om de antigenen te
bestrijden.
Recombinante Mab’s kunnen dierlijk of humaan zijn:
, • Muizen (0% humaan) -omab
Prefix Target substem Source substem Stem
new meaning meaning
-k(i)- interleukin -a- rat
-l(i)- immune system -e- hamster
-c(i)- circulatory system -i- primate
-s(o)- bone -o- mouse
-t(u)- tumor -u- human -mab
variable
-pab
-xi- chimeric (human/foreign)
-zu- humanized
chimeric/humanized
-xizu-*
hybrid
• Chimeer (65% humaan) -ximab
• Gehumaniseerd (>90% humaan) -zumab
• Volledig humaan (100% humaan) -umab
Zie meer over naamgeving van monoklonale antilichamen de tabel hierboven.
, Echter is er sinds 2021 een
nieuwe naamgeving voor
monoklonale antilichamen:
Fc-effectorfuncties
Het Fc-gedeelte is belangrijk voor de interactie met het immuunsysteem en
complementeiwitten. Het Fab-gedeelte grijpt aan op de target. Het Fc-gedeelte moet
geglycosyleerd zijn om werkzaam te zijn. Daarom worden deze eiwitten gemaakt in
zoogdiercellen, omdat die kunnen glycosyleren. Als het niet geglycosyleerd is kan het nog wel
aangrijpen op de target, maar heeft het geen effectorfunctie via het immuunsysteem. Elk type Ig
bindt aan een andere Fc-receptor. Deze bevinden zich op verschillende cellen (bijv. IgE aan FcεR
op mestcellen).
Er zijn vier belangrijke effectorfuncties:
• Opsonisatie → is het binden van antilichamen aan een antigeen, waardoor een
fagocyterende cel kan binden aan de antilichamen en het hele complex kan ‘opeten’.
• Neutralisatie → is het binden van antilichamen aan de target, waardoor de target niet
meer door een mucosalaag heen kan gaan. Hier gaat het dus vooral om de binding.
• Activatie van het complement systeem (CDC) → Het complement systeem is een
cascade van eiwitreacties, waardoor er membrane-attack complexen ontstaan.
Hierdoor raken cellen lek, want deze complexen zijn een soort van poriën. Hierdoor
kunnen lichaamsvreemde cellen gedood worden.
• Antibody-dependent cell mediated toxicity (ADCC) → Hierbij bindt een antilichaam
met de Fab-delen aan het antigeen en met het Fc-gedeelte aan een immuuncel
(macrofagen,
eosinofielen,
neutrofielen) die dan het
antigeen kan aanvallen
met bijboorbeeld
hydrolytische enzymen,
TNF of perforines.
CDC en ADCC zijn altijd bij een
cel als target. Zie hiernaast de
werking van het
complementsysteem:
Inhoud
Hoorcolleges PK/PD ................................................................................................................2
Hoorcollege regelgeving......................................................................................................... 13
Hoorcollege ATMP’s ............................................................................................................... 17
Hoorcollege structuur en stabiliteit van eiwitten ..................................................................... 21
Hoorcollege vaccins .............................................................................................................. 26
Hoorcollege analyse van therapeutische eiwitten ................................................................... 31
Werkcollege inleiding therapeutische eiwitten ........................................................................ 40
Werkcollege TDM................................................................................................................... 43
Werkcollege PK/PD van stollingsfactoren ............................................................................... 46
Werkcollege stabiliteit en hulpstoffen .................................................................................... 52
Werkcollege biobetters en engineering van stollingsfactoren................................................... 57
Werkcollege formulering ........................................................................................................ 61
Werkcollege analyse van therapeutische eiwitten ................................................................... 64
Practicumtechnieken ............................................................................................................ 67
,Hoorcolleges PK/PD
Biologicals, structuur en opbouw
Biologicals/biopharmaceuticals zijn medicijnen die gemaakt zijn of geëxtraheerd zijn uit
biologische bronnen. Deze medicijnen zijn anders dan volledig chemisch gesynthetiseerde
medicijnen, of ook wel de small molecules. Voorbeelden van biologicals zijn vaccins,
bloedcomponenten, gentherapie, recombinante therapeutische eiwitten en levende cellen die
gebruikt worden voor celtherapie. Ook levende cellen en weefsels vallen hier dus onder.
Eiwitten verschillen in grootte. Insuline is één van de kleinste eiwitten en heeft een
molecuulgewicht van 6 kDa. IgG daarentegen heeft een molecuulgewicht van 150 kDa. Dit is dus
duizenden keren groter dan een small molecule (die renaal geklaard kunnen worden). De
grootte van het eiwit beïnvloedt al voor een deel de kinetiek. Grotere eiwitten kunnen namelijk
niet door de glomerulus in de nieren. De grens voor renale klaring ligt tussen het Fab fragment (±
50 kDa) en albumine (67 kDa). Tot en met het molecuulgewicht van het Fab-fragment kunnen
eiwitten dus wel door de nieren heen, maar alles
groter dan dat niet.
Een antilichaam bestaat uit een light chain en
een heavy chain en kan opgedeeld worden in
een variabel fragment (Fab) en een
kristalliseerbaar fragment (Fc). Er zijn vijf types
heavy chain, namelijk:
• IgA
• IgD
• IgE
• IgG
• IgM
Antilichamen worden
gemaakt door B-cellen en
kunnen met hun variabel
fragment twee targets
binden.
Als een B-cel geactiveerd
wordt door een antigeen
gaat deze cel zichzelf
klonen. Hierdoor komen er
allemaal identieke B-cellen.
Deze kunnen zowel een
geheugen B-cel worden of
een plasmacel. De laatste die produceert de benodigde antilichamen om de antigenen te
bestrijden.
Recombinante Mab’s kunnen dierlijk of humaan zijn:
, • Muizen (0% humaan) -omab
Prefix Target substem Source substem Stem
new meaning meaning
-k(i)- interleukin -a- rat
-l(i)- immune system -e- hamster
-c(i)- circulatory system -i- primate
-s(o)- bone -o- mouse
-t(u)- tumor -u- human -mab
variable
-pab
-xi- chimeric (human/foreign)
-zu- humanized
chimeric/humanized
-xizu-*
hybrid
• Chimeer (65% humaan) -ximab
• Gehumaniseerd (>90% humaan) -zumab
• Volledig humaan (100% humaan) -umab
Zie meer over naamgeving van monoklonale antilichamen de tabel hierboven.
, Echter is er sinds 2021 een
nieuwe naamgeving voor
monoklonale antilichamen:
Fc-effectorfuncties
Het Fc-gedeelte is belangrijk voor de interactie met het immuunsysteem en
complementeiwitten. Het Fab-gedeelte grijpt aan op de target. Het Fc-gedeelte moet
geglycosyleerd zijn om werkzaam te zijn. Daarom worden deze eiwitten gemaakt in
zoogdiercellen, omdat die kunnen glycosyleren. Als het niet geglycosyleerd is kan het nog wel
aangrijpen op de target, maar heeft het geen effectorfunctie via het immuunsysteem. Elk type Ig
bindt aan een andere Fc-receptor. Deze bevinden zich op verschillende cellen (bijv. IgE aan FcεR
op mestcellen).
Er zijn vier belangrijke effectorfuncties:
• Opsonisatie → is het binden van antilichamen aan een antigeen, waardoor een
fagocyterende cel kan binden aan de antilichamen en het hele complex kan ‘opeten’.
• Neutralisatie → is het binden van antilichamen aan de target, waardoor de target niet
meer door een mucosalaag heen kan gaan. Hier gaat het dus vooral om de binding.
• Activatie van het complement systeem (CDC) → Het complement systeem is een
cascade van eiwitreacties, waardoor er membrane-attack complexen ontstaan.
Hierdoor raken cellen lek, want deze complexen zijn een soort van poriën. Hierdoor
kunnen lichaamsvreemde cellen gedood worden.
• Antibody-dependent cell mediated toxicity (ADCC) → Hierbij bindt een antilichaam
met de Fab-delen aan het antigeen en met het Fc-gedeelte aan een immuuncel
(macrofagen,
eosinofielen,
neutrofielen) die dan het
antigeen kan aanvallen
met bijboorbeeld
hydrolytische enzymen,
TNF of perforines.
CDC en ADCC zijn altijd bij een
cel als target. Zie hiernaast de
werking van het
complementsysteem:
