Denne artikel stammer fra det trykte Computerworlds arkiv. Artiklen blev publiceret den BioTech d. 7. november 2002.
VIDENSKAB & ETIK: Et voksende pres på produktionen af proteinbaserede lægemidler har skærpet interessen for
virksomheder, der arbejder på at
udvikle alternative produktionsteknikker baseret på transgene dyr.
Traditionelt har kvæg og fjerkræ primært tjent mennesket som landbrugsdyr. Men i fremtiden vil disse dyr også spille en central rolle i udviklingen af nye lovende proteinlægemidler.
Det er holdningen hos biotekfirmaer som skotske PPL Therapeutics, franske BioProtein eller amerikanske GTC Biotherapeutics og AviGenics. Fælles for disse selskaber er, at de arbejder med alternative produktionsteknologier, der benytter husdyr, for eksempel geder, får, kvæg, kaniner eller kyllinger, som levende bioreaktorer til at frembringe terapeutiske proteiner. Processen bliver populært kaldet pharming og foregår gennem opdræt af transgene dyr, som udtrykker særlige proteiner, der kan udvindes fra deres mælk eller æg.
I biotekindustrien er der virksomheder, som kalder den produktionsmåde uhensigtsmæssig, fordi risikoen for at overføre dyrebårne vira til det endelige lægemiddel spøger i kulissen. Derfor er holdningen hos flere potentielle kunder afventende og skeptisk.
Alligevel er interessen for at bruge transgene dyr voksende. Ikke kun fordi godkendelsen af de første lægemidler produceret i transgene dyr er få år væk. Men også fordi den konventionelle måde at udvikle biologiske lægemidler på risikerer at blive plaget af markante kapacitetsproblemer i de kommende år. Det repræsenterer et alvorligt problem, fordi molekyler, der bliver produceret af organismer eller dyrkede celler, er en livsnerve i hele biotekindustrien. Her arbejder virksomheder i hundredvis på at udvikle nye proteinlægemidler, for eksempel proteinhormoner, proteinvacciner eller monoklonale antistoffer, der virker mere præcist og har færre bivirkninger end konventionelle kemiske lægemidler.
Pres på produktionen
Selskaberne bag den nye type lægemidler er afhængige af en stabil adgang til at få produceret proteinstoffer, når nye præparater skal bevise deres værd i kliniske test. Og det kan blive særdeles udfordrende ifølge brancheanalytikere som f.eks. investeringsbanken J.P. Morgan. Faktisk er J.P. Morgans forventning, at efterspørgslen på verdensplan vil blive næsten fire gange så stor som udbudet af produktionskapacitet, der er i stand til at producere de cellekulturer, hvorfra der udvindes proteinstoffer.
Investeringsbanken forudser, at situationen vil forsinke og i enkelte tilfælde definitivt stoppe udviklingen af nye lovende proteinlægemidler.
"I modsætning til konventionelle lægemidler, der typisk laves kemisk for under fem dollars pr. gram, skal proteinlægemidler produceres i celler, hvilket koster mellem 100 til 1000 dollars pr. gram. I dag er standarden i biologisk produktion at benytte sig af CHO-celler (Chinese Hamster Ovary, red.) i bioreaktorer. Minimumsprisen for et CHO-produktionsanlæg ligger imidlertid i omegnen af 300 mio. dollars. Derfor er det kun få biotekfirmaer, der har kapital eller kompetence til at bygge sådanne anlæg", siger Tom Newberry, talsmand i det amerikanske biotekfirma GTC Biotherapeutics.
Den transgene mulighed
Det er blandt andet derfor, at GTC Biotherapeutics og firmaer som PPL Therapeutics og franske BioProtein ser en fremtid i at satse på produktion af lægemidler i dyr. Både GTC Biotherapeutics og PPL Therapeutics har i dag fremskredne proteinlægemidler i deres pipeline, der udvindes fra geders og fårs mælk. F.eks. plasma-proteinet Antithrombin III i GTC Biotherapeutics og Alpha-1-antitrypsin i PPL Therapeutics.
Argumenterne for at anvende dyr er ikke kun, at det er hurtigere og billigere, men også at det muliggør tilvejebringelsen af mere komplekse proteinlægemidler.
"Når det gælder vores Antithrombin III-præparat, der afhjælper problemer med blodkoagulering, er der flere af vores konkurrenter, for eksempel Bayer og Aventis, der udvikler lignende produkter fra humant plasma. Grunden er, at blodproteiner typisk er svære at producere i bioreaktorer, fordi der er tale om komplekse strukturer. Hvis du dyrker det i E.coli (bakterier) eller CHO-celler, kan du simpelthen ikke få materiale nok til, at det giver mening kommercielt. Her har vi bevist, at man kan få tilstrækkelige mængder ved at bruge geder. Det samme gælder for andre præparater, for eksempel vores MSP-1 antigen-protein, der er en malariavaccine under udvikling", siger Tom Newberry, talsmand i GTC Biotherapeutics.
Præcedens og accept
I det konkurrerende selskab PPL Therapeutics, der blev verdensberømt på det klonede får Dolly, forventer Martyn Breeze, Product Director, at accepten af transgene dyr som produktionsplatform vil vokse i de kommende år.
"På nuværende tidspunkt er der endnu ingen godkendte lægemidler på markedet, der produceres i transgene dyr. Men der er flere præparater på vej. F.eks. vores Alpha-1-antitrypsin, et præparat mod luftvejssygdomme, der ventes på markedet inden 2007. Men faktisk regner vi allerede med, at det første præparat, GTC Biotherapeutics Antithrombin III, vil opnå godkendelse i 2005. Hvis det blåstemples, vil det være en milepæl for industrien, der vil skabe større accept og præcedens, siger han.
Han regner dog ikke med, at produktion baseret på transgene pattedyr kommer til at erstatte konventionel bakteriel E.Coli fermentering eller CHO-cellekultur-systemer. Men i takt med at transgene dyrebaserede produktionssystemer vinder indpas, vil de blive et vigtigt supplement. Ikke mindst når det gælder monoklonale antistoffer.
"Der er i øjeblikket kun 11 godkendte monoklonale antistoffer på markedet, og de optager stort set hele klodens produktionskapacitet. Problemet er, at mere end 500 nye monoklonale antistoffer er i pipelinen. Når disse præparater skal i kliniske test, vil det lægge et pres på produktionen. Ikke mindst fordi monoklonale antistoffer ofte gives i større doser end kemiske lægemidler. Her kan transgene dyr blive redningen, fordi de tillader produktionen af store mængder komplekse proteiner billigt, ligesom volumen kan skaleres hurtigt ved at justere antallet af dyr", siger Martyn Breeze.
Teknologiens barrierer
Trods de mange løfter bag transgene produktionssystemer baseret på dyr er der stadig betydelige barrierer, som skal overvindes.
"De lovgivningsmæssige rammer for produktionssystemer baseret på transgene dyr er stadig på fosterstadiet. Dertil kommer, at der stadig er en risiko for at overføre sygdomme fra dyr til mennesker. Dyrs arvemasse kan jo - akkurat som menneskers - indeholde vira, som ikke fremkalder sygdom hos dyret selv, men derimod gør det i mennesker. Endelig har fremstillingen af medicin i dyr ofte en stor indflydelse på dyrenes velfærd. Dyrene bliver typisk udsat for sygdomme med bivirkninger. Det er ikke altid, at bivirkningerne skader dyrevelfærden, fordi teknikken kan gøres skånsom. Men det er alligevel en problemstilling, der uundgåeligt vil dukke op", siger Torben Greve, professor på Landbohøjskolen.
Ifølge Cristina Glad, Executive Vice President i svenske BioInvent, er en anden af de primære ulemper ved transgene dyr den turn around-tid, der knytter sig til opdrættet af dyr.
"Hvis vi taler om større dyr, f.eks. får eller geder, skal du først indsætte et gen fra en fremmed organisme, f.eks. et menneskeligt sygdomsgen. Det gen videregiver dyret ved naturlig forplantning. Men fremavlingen af en hel besætning dyr, der udtrykker det protein, du ønsker, tager tid. For geder er den typiske turn around-tid f.eks. mere end 18 måneder. Dertil kommer, at du skal udvikle en ofte kompleks proces for, hvordan du isolerer proteinet i mælken. Det er faktisk halvdelen af arbejdet", siger hun.
I biotekselskaber som Symphogen og NatImmune er holdningen over for transgene dyr i overvejende grad skeptisk.
"Man skal spise brød til spådommene om, at biotekindustrien går en fremtid i møde, hvor der bliver graverende mangel på CHO-produktionskapacitet. Især hvis de kommer fra virksomheder, der arbejder med alternative produktionsteknologier. Vi har for eksempel netop været i dialog med en af verdens største kontraktproducenter, der ikke mener, at problemet får det omfang, mange lægger op til", siger John Haurum, Chief Scientific Officer i Symphogen.
Også i selskabet NatImmune, der arbejder på at bringe et proteinlægemiddel på markedet, der kan reducere infektionsrisikoen for cancerpatienter i kemoterapi, forholder man sig skeptisk.
"Medicinalindustrien har i mange år - ikke mindst pga. problemer med prionsygdomme - arbejdet intenst på at fjerne animalske råstoffer fra produktionssystemer baseret på celler fra pattedyr. Det har man gjort ved at gå fra dyrkningsmedier, hvor man tilsatte animalsk serum til fuldstændigt definerede dyrkningsmedier, hvor ingen komponenter har dyrisk oprindelse. Nu går man den stik modsatte retning igen. Nu er det paradoksalt nok pludselig ok at producere lægemidler i transgene dyr, selvom det ikke er ok at producere i medier, der indeholder komponenter fra dyr", siger Leif Kongerslev, teknisk direktør i NatImmune.
Han anser i øjeblikket ikke transgene dyr for en farbar vej, når det gælder produktion af klinisk materiale i NatImmunne:
"Det præparat, vi arbejder på, er et "lav volumen-høj pris"-produkt. Her ville risikoen ikke være udbyttet værd. Der er stadig ingen, der har overbevist os om, at det er sikkert at producere i dyr. Derudover mener vi, at man ville påtage sig en større dokumentationsbyrde, fordi dem, der går forrest på det her område, får ekstra meget at bevise". Disse anstrengelser er besværet værd, mener den franske kontraktproducent BioProtein, der udelukkende opdrætter transgene kaniner. For ifølge BioProtein er det helt op til 50 procent billigere at fremstille proteiner ved hjælp af kaniner frem for CHO-celler.
"Kaniner er ideelle bioreaktorer til at producere fra et gram helt op til kilo af komplekse glykoside proteiner. Og det på en måde der er hurtig, sikker og billigere end lignende bioreaktorer. Kaniner formerer sig hurtigere end for eksempel geder, får eller kvæg. Derfor mener vi, at de er det bedste valg. Ikke mindst fordi der ikke findes nogen kendte prionsygdomme i kaniner, hvilket har en række vigtige lovgivningsmæssige konsekvenser", siger Alexander Fouassier, Business Development Manager i BioProtein.
Han siger også, at BioProtein har indgået et partnerskab med selskabet Eurogentech om oprensning af proteiner fra kaninernes mælk.
"Vi har udviklet en teknologiplatform, hvor vi i tråd med gældende GMP-krav
(Good Manufacturing Practises) kan udskille og oprense det relevante protein. Samtlige af vore oprensningsprocesser lever op til FDA- og EMEA-lovgivning", lyder det fra Alexander Fouassier.
Indtil videre er antallet af biotekfirmaer, der har sagt ja tak til at lade BioProtein stå for produktionen af klinisk materiale, begrænset. BioProtein udfører i dag produktion af klinisk materiale for tre franske biotekselskaber; MAT, Targa Therapies samt OBE Therapy. Selskabet er også i dialog med flere firmaer i Skandinavien. Men hvem der konkret er tale om, ønsker selskabet dog ikke at oplyse.
I den hollandske virksomhed Pharming Group, der har et proteinlægemiddel kaldet Recombinant human C1 i fase II kliniske forsøg, er holdningen ikke, at større pattedyr, for eksempel kvæg, er kaniner underlegne.
"Vi bruger kaniner til vores Recombinant human C1. Men principielt set mener jeg ikke, at det giver mening at sammenligne kvæg, geder, får og kaniner. Hvert enkelt dyr har sine fordele. Valget afhænger af det konkrete protein, man ønsker at frembringe, og i hvor store mængder det skal produceres. I nogle tilfælde vil CHO-celler og ikke-transgene dyr stadig være at foretrække", siger Rein Strijker, talsmand for Pharming Group.
Kyllinger: Svære, men lovende
I en stribe amerikanske selskaber, f.eks. AviGenics, Origen Therapeutics, TranXenoGen, Viragen, Geneworks samt det franske firma Vivalis, har man helt fravalgt de større pattedyr til fordel for kyllinger.
Fra disse selskaber lyder det, at transgene kyllinger er de ypperste dyr at anvende til produktion af rekombinante proteiner, fordi de fra naturens hånd er de ubestridt mest effektive bioreaktorer. I gennemsnit lægger en høne cirka 250 æg om året, og i hvert æg findes der cirka fire gram protein i æggehviden. Hvis blot ti milligram af det, svarende til cirka 0,25 procent, er rekombinant menneskeligt protein, vil det være tilstrækkeligt til en effektiv produktion. Dertil kommer, at fjerkræproduktion er en disciplin, der igennem flere årtier er blevet udviklet og forfinet af fjerkræindustrien.
"Kyllinger har den fordel, at de sammenlignet med f.eks. geder, får eller kvæg tager kortere tid at opdrætte, kræver mindre plads, ligesom produktionen lynhurtigt kan skaleres. På papiret ser transgene kyllinger således endnu mere lovende ud end pattedyr. Men problemet er blot, at det stadig er på papiret. For teknologien er flere år bagefter de større pattedyr", siger Bertrand Pain, forskningschef i franske Vivalis, et af de få firmaer, der arbejder med transgene fjerkræ uden for USA.
Ifølge ham hænger det sammen med, at det er særdeles komplekst at få transgene kyllinger til at udtrykke proteiner i deres æg.
"I øjeblikket er der kun otte selskaber, hvoraf de syv er amerikanske, der arbejder med forskellige tilgange til at bruge kyllinger som produktionsplatform til proteiner. Konkurrencen er benhård, og i løbet af de sidste tre år er der sket væsentlige forskningsmæssige resultater. Men der har endnu ikke været tale om et decideret gennembrud. Når og hvis det sker, er markedspotentialet dog enormt", siger Bertrand Pain.
Læs også artiklen
"Proteinknaphed lurer", som blev bragt i BiotechDenmark nr. 1 fra september2002
De arbejder med transgene dyr
Mælk fra transgene pattedyr
GTC Biotherapeutics
Avigenics
PPL Therapeutics
BioProtein Technologies
Æg fra transgene høns
Origen
Therapeutics
TranXenoGen
Viragen
Geneworks
Vivalis
Advanced Cell Technology
MAXMILING FOTO
Boks:
Præparater i pipeline
Protein Kilde Applikation Firma
Alpha-1-antitrypsin Får Cystofibrose, Emfysem PPL Therapeutics
Antithrombin III (a plasma protein) Ged Antithrombin III mangel GTC Biotherapeutics
Human alpha- glucosidase (an enzyme) Kanin Pompe's sygdom Pharming Group
PRO 542 (a fusion protein) Ged HIV GTC Biotherapeutics
Remicade (a monolonal antibody) Ged Grohn's disease, Reumatoid arthritis GTC Biotherapeutics
Boks:
Får eller omvandrende medicinfabrik? Transgene dyr, der udtrykker særlige proteiner i deres mælk, kan blive fremtidens medicinfabrikker. Maxmiling Foto.
Boks:
Vi har talt med
¥ Martyn Breeze, Product Development
Director, PPL Therapeutics (Skotland).
¥ Torben Greve, professor på KVL, klinisk
institut, afd. for reproduktion.
¥ Cristina Glad, Executive Vice President,
BioInvent International (Sverige).
¥ Tom Newberry, talsmand GTC
Biotherapeutics (USA).
¥ Rein Strijker, talsmand for Pharming Group (Holland)
¥ Bertrand Pain, forskningschef, Vivalis (Frankrig)
¥ John Haurum, Chief Scientific Officer,
Symphogen (Danmark)
¥ Leif Kongerslev, Director of Technical
Development, NatImmune (Danmark)
¥ Alexander Fouassier, Business Development Manager, BioProtein (Frankrig).
