gyszerkutatásra sra itthon?

Elsülhet-e jól a gyógyszerkutatásra fejlesztett 14C AMS „nagyágyú” itthon? Veres Mihály1, Molnár Mihály2 Hertelendi Ede Környezetanalitikai Laboratórium (HEKAL) ISOTOPTECH Zrt.1 - MTA ATOMKI2 Innovatív gyógyszerfejlesztések Magyarországon Szimpózium 2011. november 10.

Bevezetés, kérdés felvetés - 1 Földi szén izotópok

11C

12C

13C

14C

Atommag

pppppp nnnnn mesterséges T1/2= 20 min

pppppp nnnnnn természetes stabil

pppppp nnnnnnn természetes stabil

pppppp nnnnnnnnn természetes T1/2= 5730 év

1

1 100

1

protonok neutronok

Relatív Előfordulás

csak laborban

1.000.000.000.000

Alkalmazási területek

PET orvosi diagnosztika

Az élet alapja a Földön

Biológia Geológia

Biológia Geológia Régészet Környezeti

Itthoni vonatkozás

ATOMKI PET (1995-)

ATOMKI alapítva (1954-)

ATOMKI Hertelendi E. (1976-)

ATOMKI Csongor É. (1973-)

Molnár M.

Innovatív gyógyszerfejlesztések Magyarországon, Szimpózium, 2011. november 10.

2

Bevezetés, kérdés felvetés - 2 A legmodernebb gyorsítós tömegspektrométer (AMS) 14C mérésre: MICADAS 2007

1977

2011 ISOTOPTECH-ATOMKI

Mintamennyiség: 1,0 – 0,01 mg C Mérési pontosság: 1% - 0,2 % rel. hiba Mérési kapacitás: 4.000 – 40.000 db/év Alsó méréshatár: 14C/12C ~ 3 · 10-15 MIni CArbon DAting System: (ETHZ Zürich, CH – Vitalea Science, Davis, CA, USA) Molnár M.


3

Bevezetés, kérdés felvetés - 3 Az előadásban megválaszolandó kérdések:  Miért költött a Vitalea Science gyógyszerkutató cég több millió EUR-t egy tömegspektrométerre – Mire jó a 14C AMS a gyógyszer kutatásban?  Tud-e a HEKAL AMS laboratóriuma a gyógyszerkutatáshoz megfelelő 14C méréseket biztosítani?

Nyitott kérdés: •

Tud-e a lehetőséggel élni a hazai gyógyszeripar és gyógyszerkutatás?

Molnár M.


4

AMS 14C alkalmazások – orvosi kutatás

a faévgyűrűkben is …

Testi szövetek fejlődési szakaszainak vizsgálta a 14C „bomba-csúcs” segítségével Az 1964. és 2000. Az 1945. és 1963. között közötti képződött végzett légköri nukleáris élő anyagok fegyverkísérletek által évre pontosan termelt 14C „jel” felismerhetőek 14C alapján

Az emberi agy szöveteire.

Spalding et al. 2005: Cell, Vol. 122, 133– Molnár M.

Zsírsejtekre: a számuk lesz több a kövérekben, nem az életidejük.

Spalding et al. 2008: NATURE| Vol 453|5


5

AMS 14C alkalmazások – orvosi kutatás Anyagcsere folyamatok vizsgálata a 14C „bomba-csúcs” segítségével Évjárat: 1964 14C: 1,75 fM

Alany: 5 fizikus „Dózis”: 1,5 dl Bevitt 14C: ~ 10 Bq Műszer: MICADAS Helyszín: ETH Zürich

Direkt 14C mérés gázmintából (10 perc)!

Schulze-König et al., J. Anal. At. Spectrom., 2011, 26, 287-292 Molnár M.


6

AMS 14C alkalmazások – gyógyszer kutatás „Mikro-adagolás” módszer a gyógyszer alapvető viselkedésének vizsgálatára – Fázis 0 EU kutatási példa: European Microdosing AMS Partnership Programme (EUMAPP) (FP6 project: 2 M EUR)

„Mikro-adagolás” (Microdosing) 1% hatóanyag (<100 g !)  elenyésző egésztest hatás

14C

nyomjelzés

~100 nCi (~ félévnyi étel)

könnyebb engedélyeztetés

Haszon:  kevesebb állatkísérlet  > 1 évvel rövidebb Fázis-0  csak tizedannyi ráfordítás

Nincs  sokkal hatékonyabb radiológiai  emberi szervezeteken  jobb és olcsóbb gyógyszer vonzata! már a Fázis-0 során! (1 mSv ~ 100Ci)  kevesebb előkészítés

EUMAPP teszt: Fexofenadine; Paracetamol; Phenobarbital; Sumatriptan; Propafenone; Clarithromycin; S-19812 Garner & Lappin, 2006: Br J Clin Pharmacol 61(4): 367-370 Molnár M.

http://www.eumapp.com


7

AMS 14C alkalmazások – gyógyszer kutatás „Mikro-nyomjelzés” módszer a gyógyszer anyagcsere (ADME) vizsgálatára – Fázis 1

Mennyi hatóanyag és mennyi ideig lesz jelen a vérben (AUC)? > 99% Együtt! Fázis-1

1 kisérlet, de 2 dózis < 1%

Klasszikus „kémiai” és AMS 14C mérés! F (biológiai hasznosulás) F= AUC arány (EV/IV)= ?

IV 14C jelzett

Cl (megtisztulás)= ? Cl (EV) = Cl (IV) dózis-független?

Példa: Bateman et al. 2007, Rapid Common Mass Spectrom 21(9):1485-95 Lappin & Stevens 2008: Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 4(8):1021-1033 Molnár M.


8

AMS 14C alkalmazások – gyógyszer kutatás „Mikro-nyomjelzés” módszer a gyógyszer lebomlási termékek vizsgálatára – Fázis 1 A lebontási folyamat állatkísérletekben nem feltétlenül modellezhető!

> 99% Együtt! Fázis-1

1 kisérlet, de 2 dózis < 1%

Mennyi metabolit keletkezik és milyen a hatásuk? AUCmeta/AUCható=? LC-MS kontroll teljes plazma 14C FDA ajánlás (2008) Metabolitot vizsgálni kell:

IV 14C jelzett

ha AUCmeta/AUCható>10% a steady-state állapotban.

Példa: Waldmeier & Garner. 2001: Drug Metab Rev 33(1): 121 Lappin & Stevens 2008: Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 4(8):1021-1033 Molnár M.


9

AMS 14C alkalmazások – gyógyszer kutatás „Mikro-nyomjelzés” módszer a gyógyszer lebomlási termékek vizsgálatára – Fázis 1 A lebontási folyamat állatkísérletekben nem feltétlenül modellezhető!

> 99% Együtt! Fázis-1

1 kisérlet, de 2 dózis < 1% IV 14C jelzett

Mennyi metabolit keletkezik és milyen a hatásuk? AUCmeta/AUCható=? LC-MS kontroll teljes plazma 14C FDA ajánlás (2008) Metabolitot vizsgálni kell: az ismeretlen ha AUCmeta/AUC ható>10% metabolitok aránya ! a steady-state állapotban.

Példa: Waldmeier & Garner. 2001: Drug Metab Rev 33(1): 121 Lappin & Stevens 2008: Expert Opin. Drug Metab. Toxicol. 4(8):1021-1033 Molnár M.


9

HEKAL AMS 14C laboratórium – kémiai előkészítés Minta-előkészítás 1,0 – 0,1 mg C mintákra Minta típusok: csontok vagy egyéb szerves szövetek, növényi anyagok, talaj, levegő és más gázok, víz vagy egyéb oldatok, karbonátos anyagok, stb… Tisztítás: Mechanikus, kémiai, extrakciós módszerek. Automatizált kollagén kivonó rendszer. On-line CO2 előállítás Kryogenikus gáz-szeparáló és bemérő rendszer. Oxidáció szilárd reagens/O2 gáz hozzáadásával. Lépcsőzetes kontrollált hőmérsékletű égetés. Zártcsöves égetés (gyógyszerkutatáshoz is). Saját fejlesztésű nagy teljesítményű karbonátfeltáró. Molnár M.


10

HEKAL AMS 14C laboratórium – direkt gázmérés Előkészítás és mérés egyben: 0,1- 0,01 mg C ETHZ-ATOMKI AMS Gas Interface Fejlesztés: 2009-2011 Első szériaérett példány: a HEKAL-ban Egy analízis előkészítéssel együtt: <10 perc! Minta típusok: Előkezelt CO2 gáz leforrasztott üvegcsőben. Elemanalizátorral oxidálható minták. Automata karbonát-feltáró (ETHZ-ATOMKI).

Molnár M.


11

HEKAL AMS 14C laboratórium – emberek, kapcsolatok Az ATOMKI/HEKAL-nak több évtizednyi tapasztalata van: - gyorsítók üzemeltetésében, - tömegspektrometriában, - a C-14 módszer alkalmazásában és módszerfejlesztésekben, - velünk elkerülhető, hogy egy újabb „szellem AMS labor” jöjjön létre, ahol megfelelő tapasztalatok és szakemberek nélkül pusztán anyagi eszközökkel létesítettek azóta is működésképtelen rendszereket.

Jelenleg a HEKAL 14C AMS csapatban a kémia/biológia: 1 tudományos főmunkatárs (kémia-fizika szak, környezetfizika PhD) 1 tudományos munkatárs (fizikus, biofizika PhD) 3 PhD hallgató (fizika mellett mindegyiknek kémiai specializáció) 1 vegyész, 1 biológus, 2 vegyésztechnikus Molnár M.


12

HEKAL AMS 14C laboratórium – emberek, kapcsolatok Folyamatos fejlesztések immár 10 éve az HEKAL-ban az AMS módszer bevezetésére:  UK, Oxford, ORAU C-14 AMS labor (2000-2002) Előkészítés és grafitizálás témában.  Olaszország, Lecce, CEDAD C-14 AMS laborral (2003-2005) Előkészítés és grafitizálás témában.  USA, AZ Tucson, NSF C-14 AMS laborral (2008 óta folyamatosan) Előkészítés és grafitizálás témában. Fulbright-ösztöndíjas professzort várunk 2012-ben!  UK, Glasgow, SUERC C-14 laborral (2008-ban). Előkészítés és grafitizálás témában.  Svájc, Zürich ETHZ AMS fejlesztő kutatóintézettel (2009-óta). Sajátfejlesztésű, dedikált C-14 AMS közös fejlesztése. Speciális gáz-ionforrás fejlesztése.

Molnár M.


13

Összefoglalás, válaszok és a nyitott kérdés Az előadásban megvitatott kérdések:  Miért költött a Vitalea Science gyógyszerkutató cég több millió EUR-t egy tömegspektrométerre – Mire jó a 14C AMS a gyógyszer kutatásban? Mert rendkívül sokrétűen, igen nagy haszonnal használható a 14C AMS a gyógyszerkutatásban. A Fázis-0-tól egészen a gyógyszer lebomlási termékei mellékhatásainak és anyagcseréjének beható kutatásáig.  Tud-e a HEKAL AMS laboratóriuma a gyógyszerkutatáshoz megfelelő 14C méréseket biztosítani? Adott a világszínvonalú infrastrukturális és szakember háttér, továbbá a tudományos kapcsolati tőke. Még nyitott kérdés: •

Tud-e a lehetőséggel élni a hazai gyógyszeripar és gyógyszerkutatás?

??? Molnár M.


14

Köszönjük a figyelmet! E-mail: [email protected] www.atomki.hu/hekal

Köszönet a HEKAL minden munkatársának és a támogatóknak: Új Magyarország Fejlesztési Terv (GOP-2.1.1-09/A-2009-2008) Új Magyarország Fejlesztési Terv (GOP-1.3.1-09/A-2009-0032) Magyar Tudományos Akadémia Központi Támogatás Országos Tudományos Kutatási Alap (OTKA MB08-A 81515)

gyszerkutatásra sra itthon?

Recommend Documents