Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΧρήστοςΠαναγιωτίδης,Ph.D.ΚαθηγητήςΚυτταρικής/ΜοριακήςΒιολογίαςΕργαστήριοΦαρμακολογίας,ΤομέαςΦαρμακογνωσίας/ΦαρμακολογίαςΤμήμαΦαρμακευτικής, ΣχολήΕπιστημώνΥγείας,ΑριστοτέλειοΠανεπιστήμιοΘεσσαλονίκης54124Θεσσαλονίκη

ΦαρμακευτικήBιοτεχνολογίαΔIAΛEΞΗ1

EIΣAΓΩΓHΣΤΟΜΑΘΗΜΑΚΑΙΣΤΟΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΤΗΣΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ

ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

Oι Διδάσκοντες

Δρ.Xρήστος ΠαναγιωτίδηςKαθηγητής Kυτταρικής &Mοριακής Bιολογίας

ΤμήμαΦαρμακευτικης Α.Π.Θ.

Επικοινωνία:καθημερινά11 π.μ.-12μ.,Γραφείο 315/ 3ος όρόφοςΦαρμακευτικήςήηλεκτρονικά(e-mail)στο:pchristo@pharm.auth.gr

ΠΛHPOΦOPIEΣσχετικά με το μάθημα,ανακοινώσεις,διαλέξεις,βαθμολογίες,κλπ.

θααναρτώνται στους πίνακες ανακοινώσεων του 3ουορόφουκαι στην ιστοσελίδα:

Xρήστος Παναγιωτίδης,καθηγητήςΛευκοθέαΠαπαδοπούλου,αναπλ.καθηγήτρια

ΘεόδωροςΣκλαβιάδης,καθηγητής

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

Διαδικασίαεξέτασηςκαιεργασίες

α)Εξετάσειςστατμήματατηςύληςτωντριώνδιδασκόντων(βαθμολογικήβαρύτηταανάλογητηςύληςτουκάθεδιδάσκοντα)

β)Υποχρεωτικήβιβλιογραφικήεργασία(σεομάδες)σεθέματαπουθαορίσουνοιδιδάσκοντες

γ)Οτελικόςβαθμόςυπολογίζεταιαπότονβαθμόπουλαμβάνεταιστηνγραπτήεξέταση(90%βαρύτητα)καιτο,βαθμότηςεργασίας(10%βαρύτητα)

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

TιείναιΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογία;

1)Οόρος“Βιοτεχνολογία” εισήχθηto1919απότονΟύγγρογεωπόνο-μηχανικόKárolyEreky.

2)Βιοτεχνολογία είναιηεπιστήμηπουχρησιμοποιείζωντανούςοργανισμούςήβιολογικάσυστήματαγιαναπαράγειήνατροποποιείπροϊόνταήδιαδικασίεςγιαεξειδικευμένεςχρήσεις.

3)ΕφαρμογέςτηςΒιοτεχνολογίας:3α)Ιατρική/Φαρμακευτική(ΚόκκινηΒιοτεχνολογίαήΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογία)3β)Γεωργία/Τρόφιμα(ΠράσινηΒιοτεχνολογία)3γ)Θαλάσσιεςεφαρμογές(ΜπλέΒιοτεχνολογία)

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΗΒιοτεχνολογίαείναιστηδιεπιφάνειαμεταξύΒιολογίας,ΧημείαςκαιΜηχανικής

Βιολογία

Βιο-μηχανική

Μηχανική

Χημικέςδιεργασίες

ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

Βιο-χημεία Χημεία

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΠόσοπρόσφατηείναιηΒιοτεχνολογία;

α)ΠρώιμεςβιοτεχνολογικέςεφαρμογέςήδηαπότουςΝεολιθικούςχρόνουςμπορούνναθεωρηθούνοιεπιλογέςτωνκαλλιεργειώνπουέδιναντιςκαλύτερεςεσοδείες.

β)Ωςαρχαίαβιοτεχνολογικήεφαρμογήθεωρείταιεπίσηςηχρήσημυκήτωνγιαζυμώσεις,π.χ.παραγωγήμπύραςστηνΜεσοποταμία,Αίγυπτοκλπ.

ΤΙΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΕΙΤΗΝΣΥΓΧΡΟΝΗΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΑΠΟΤΙΣΠΑΡΑΠΑΝΩΠΡΩΪΜΕΣΕΦΑΡΜΟΓΕΣΤΗΣ;

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΣύγχρονηΒιοτεχνολογίακαιΓενετικήΜηχανική

α)ΗσύγχρονηΒιοτεχνολογίαξεκίνησεσχεδόνπαράλληλαμετηνανάπτυξητωντεχνολογιώνγενετικήςμηχανικήςπουεπέτρεψαντηναπομόνωση,τροποποίηση,εισαγωγήκαιέκφρασητμημάτωνγενετικούυλικού.β)Τα«εργαλεία»πουέχειαναπτύξειηγενετικήμηχανικήμαςεπιτρέπουν:•Ναταυτοποιούμετογονίδιοπουκωδικοποιείτηνπρωτεΐνητουενδιαφέροντος•ΝακόβουμετηναλληλουχίατουDNAπουπεριέχειαυτήντηναλληλουχίατουγονιδίου•Νακλωνοποιούμετογονίδιααυτόσεένανκατάλληλοφορέα,π.χ.πλασμίδιοήβακτηριοφάγο•Ναπροσδιορίζουμετηναλληλουχίατουγενετικούυλικού•Ναχρησιμοποιούμετουςφορείςαυτούςγιαναμεταφέρουμετογονίδιοτουενδιαφέροντοςσεάλλουςοργανισμούς,όπωςτοβακτήριοEscherichiacoliήκαισεκύτταραθηλαστικώνπουαναπτύσσονταισεκυτταροκαλλιέργειεςκλπ.•Ναεπάγουμε(διεγείρουμε)τακύτταρααυτάγιαναενεργοποιήσουμετηνέκφρασητουγονιδίουκαιτηνπαραγωγήτηςτηςπρωτεΐνητουενδιαφέροντος.•Ναεκχυλίσουμεκαινακαθαρίσουμετηνπρωτεΐνηγιαθεραπευτικήχρήση.

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΣταθμοίστηνΦαρμακευτικη Βιοτεχνολογία– ΓενετικήΜηχανική

1952 ΟG. GeyδημιουργείτηνκυτταρικήσειράHeLaαπότοκαρκίνωμαμήτραςτηςασθενούςHenriettaLacks (απεβίωσετο1951)

1953 ΟιWatsonκαιCrick αποκαλύπτουντηδομήτουDNA1955 Α)ΑνακαλύπτεταιηDNA πολυμεράση,Β)Ο J. Salkχρησιμοποιείγια

πρώτηφοράκυτταροκαλλιέργειες στηνανάπτυξητουεμβολίουτηςπολυομυελίτιδας

1960 ΟιJacobκαιMonodανακαλύπτουντοmRNA1961 «Σπάει»ογενετικόςκώδικας1963 ΠρώτησύνθεσηινσουλίνηςαπόερευνητικέςομάδεςστιςΗΠΑ,

ΓερμανίακαιΚίνα– ΟιS. KatzκαιJ. F.Endersαναπτύσσουντοπρώτοεμβόλιογιατηνιλαρά

1967 ΗMauriceHillemanαναπτύσσειτοεμβόλιογιατηνπαρωτίτιδα1969 Αναπτύσσεταιτοεμβόλιογιατηνερυθρά1970 Ανακαλύπτονταιοιενδονουκλεάσεςπεριορισμού(Werner&Abelson) -

ΟH.G.Khorana επιτυγχάνειτηπρώτηπλήρησύνθεσηγονιδίου1971 Αναπτύσσεταιτοτριπλούνεμβόλιογιαπαρωτίτιδα,ιλαρά& ερυθρά

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΣταθμοίστηνΦαρμακευτικη Βιοτεχνολογία– ΓενετικήΜηχανική(συνέχεια)

1972 ΑνακαλύπτεταιηDNAλιγάση– ΗανάστροφημεταγραφάσηχρησιμοποιείταιγιατησύνθεσητουπρώτουcDNAαπόmRNA

1973 ΟιCohenκαι Boyer επιτυγχάνουνναεισάγουνκαιναεκφράσουνγονίδιασεβακτήρια– ΟE. SouthernαναπτύσσειτοστύπωμαSouthernγιατηνανάλυσητουDNAμέσωυβριδισμού

1974 ΤαΕθνικάΙνστιτούταΥγείας(N.I.H.)τωνΗ.Π.Α.σχηματίζουντηνπρώτηεπιτροπήγιατονέλεγχοτηςέρευναςτουανασυνδυασμένουDNA

1975 ΑνάπτυξηΜονοκλωνικώνΑντισωμάτων1976 ToN.I.H.κοινοποιείκανόνεςγιατηνέρευνατουανασυνδυασμένουDNA –

Χρήσηυβριδισμούνουκλεϊνικώνοξέωνστονπρογεννητικοέλεγχοτηςθαλασσαιμίας– Γονίδιαμυκήτωνεκφράζονταισεβακτήρια

1977 ΑνάπτυξητεχνικώνγιατηναλληλούχισημεγάλωντμημάτωνDNA– ΧΡΗΣΗΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟΥDNA ΓΙΑΠΑΡΑΓΩΓΗΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΗΣΠΡΩΤΕΪΝΗΣ:Ηαυξητικήορμόνησοματοστατίνηπαράγεταισεβακτήρια

1978 ΟHerbetBoyerκατασκευάζειμιασυνθετικήμορφήτουγονιδίουτηςινσουλίνηςκαιεκφράζειανασυνδυασμένηινσουλίνησεβακτήρια

1983 ΟLucMontagnierαπομονώνειτονHIV- OKaryMullisαναπτύσσειτηναλυσιδωτήαντίδρασηπολυμεράση(PCR) – ΤοFDAεγκρίνειδιαγνωστικήδιαδικασίαγιαχλαμύδιαπουβασίζεταισεμονοκλωνικάαντισώματα

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΕργαλείαστηνΦαρμακευτικηΒιοτεχνολογία– ΓενετικήΜηχανική

Ενδονουκλεάσεςπεριορισμού:•Αυτάταένζυμαπροέρχονταιαπόβακτήριαόπουχρησιμοποιούνταιωςμηχανισμόςάμυναςενάντιαστουςιούς(βακτηριοφάγους)πουταπροσβάλλουν,αποικοδομώνταςτοDNAτωνεισβολέων.ΥπάρχουνεκατοντάδεςτέτοιεςενδονουκλεάσεςπεριορισμούπουτιςχρησιμοποιούμεσανμοριακάψαλίδιαγιανακόψουμετοDNAσεσυγκεκριμένεςθέσειςκαινααπομονώσουμεταγονίδιαDNAλιγάση:•Τοένζυμοαυτόχρησιμοποιείταιφυσιολογικάστηναντιγραφήαλλάκαιστηνεπιδιόρθωση«σπασμένου»DNA.ΜπορείναχρησιμοποιηθείκαιγιατηνενσωμάτωσηνέωνγονιδίωνστοDNA.Πλασμίδια:•ΕίναικυκλικάDNA.ΜπορούνναδιαμορφωθούνγιαναμεταφέρουνταγονίδιατουενδιαφέροντοςήανασυνδυασμένοDNA.Βακτηριοφάγοι(ήφάγοι):•Είναιιοίπουμολύνουνταβακτήρια.ΟιβακτηριοφάγοιμπορούνναδιαμορφωθούνγιαναμεταφέρουνταγονίδιατουενδιαφέροντοςήανασυνδυασμένοDNA.

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΗσημασίατηςτεχνολογίαςτουανασυνδυσμένουDNAστηΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογία

1973: Oι StanleyCohenκαιHerbertBoyerανακαλύπτουντημέθοδογιατημεταφοράτηςγενετικήςπληροφορίαςμεταξύοργανισμών

1976: ΟHerbertBoyerιδρύει,μαζίμεάλλους,τηνGenentechτηνπρώτηεταιρείαστιςΗ.Π.Α.πουχρησιμοποιείτεχνολογίατουανασυνδυασμένου DNA

1978: Ησωματοστατίνη,μίαορμόνη-ρυθμιστήςτηςανθρώπινηςαυξητικήςορμόνης,παράγεταιμεχρήσητηςτεχνολογίαςτουανασυνδυασμένου DNA

1980:ΟHerbertBoyer κλωνοποιεί τογονίδιοτηςανθρώπινηςινσουλίνηςκαιχρησιμοποιείτοβακτήριοEcoliγιατηνπαραγωγήανασυνδυασμένης ινσουλίνης•14Οκτωβρίου1980:ΗμετοχήτηςGenentechυπερδιπλασιάζεται($35->$89)

1977-1980:ΟιWigler,Axel&Silvestein, στοπανεπιστήμιοColumbia,αναπτύσσουντηντεχνολογίατηςεισαγωγήςκαιέκφρασηςξένωνγονιδίωνσεκύτταραθηλαστικών1980-1983:ΚατοχύρωσητωνδικαιωμάτωντηςπαραπάνωτεχνολογίαςμεπατέντεςαπότιςοποίεςτοπανεπιστήμιοColumbia είχεέσοδα100εκατομυρίων τοχρόνο(σύνολοσχεδόν1δις) [πηγή:Colaianni,A;Cook-Deegan,R(2009).

].

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΠόσοανεπτυγμένηείναιηΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογία - 1;

1985:Περισσότερεςαπό 400εταιρείεςβιοτεχνολογίαςμεονόματαπουπεριείχαντηλέξη“γονίδιο” (gene),π.χ.:Biogen,Amgen,Calgene, Engenics,Genex,andCangene.

Παρόν:>1300εταιρείεςβιοτεχνολογίαςστιςΗ.Π.Α.και>2500σεόλοτοκόσμο

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΠόσοανεπτυγμένηείναιηΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογία - 2;

ΕταιρείεςΒιοτεχνολογίας Κέρδη(εκατομύρια)Amgen $14.268Genentech(τώραανήκειστηνRoche)

$11.724

Genzyme $3.187UCB $3.169Gilead $3.026ΦαρμακευτικέςεταιρείεςJohnson&Johnson $61.897Pfizer $50.009Roche $49.051GlaxoSmithKline $45.830Novartis $44.267

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΕπιστημονικέςπεριοχέςπουσυνεισφέρουνστηνΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογίακαιστην

Βιοτεχνολογίαγενικότερα

ΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογία

ΜΟΡΙΑΚΗΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ

ΑΝΟΣΟΛΟΓΙΑΓΕΝΕΤΙΚΗΧΗΜΙΚΗ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

ΦΑΡΜΑΚΑ

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΒΙΟΛΟΓΙΑ

ΕΜΒΟΛΙΑ

ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΑ

ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ

ΖΩΙΚΟΚΕΦΑΛΑΙΟ

ΒΙΟΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΕφαρμογέςΦαρμακευτικήςΒιοτεχνολογίαςΕισαγωγή νέων γονιδίων σε ζωικούς οργανισµούς Καλλιέργεια

φυτών από ένα µόνο κύτταρο

Διαγνωστική

Αντικαρκινικά φάρµακα

Καλλιέργειεςκυττάρων

Μοριακή Βιολογία

Μονοκλωνικάαντισώµατα

Εγκληµατολογία

Τεχνολογία DNA

Γενετική Μηχανική

Ιχνοθέτες

Τράπεζες DNA,RNA και πρωτεϊνών

Πλήρηςχαρτογράφησηανθρώπινουγονιδιώµατος

Σύνθεσησυγκεκριµένωνανιχνευτών DNA

Εντοπισµόςγενετικώνδιαταραχών

Κλωνοποίηση

Γονιδιακήθεραπεία

Σύνθεσηνέων πρωτεϊνών

Νέοι τύποιφυτών και ζώωνΝέα είδητροφίµων Νέα

αντιβιοτικά

Μαζική παραγωγήανθρώπινωνπρωτεϊνώνΤράπεζασπάνιωνανθρώπινωνχηµικών

Εισαγωγήνέωνγονιδίωνσεζωικούςοργανισμούς Καλλιέργειαφυτών

απόέναμόνοκύτταρο

Διαγνωστική

Αντικαρκινικάφάρμακα

Εγκληματολογία

ΤεχνολογίαDNA Γενετική Μηχανική

Ιχνηλάτες

Τράπεζες DNA,RNAκαιΠρωτεϊνών

Πλήρηςχαρτογράφησηανθρώπινουγονιδιώματος

ΣύνθεσησυγκεκριμένωνανιχνευτώνDNA

Εντοπισμόςγενετικώνδιαταραχών

Κλωνοποίηση

Γονιδιακήθεραπεία

Σύνθεσηνέωνπρωτεϊνών

Νέοιτύποιφυτώνκαιζώων

Νέαείδητροφίμων

Νέααντιβιοτικά

ΜαζικήΠαραγωγήανθρώπινωνπρωτεϊνών

Τράπεζα σπανίωνχημικώνανθρώπου

Μονοκλωνικάαντισώματα

Καλλιέργειεςκυττάρων

ΜοριακήΒιολογία

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογία:Πόσοσυνεισφέρειστηνανάπτυξηκαι

παραγωγήνέωνφαρμάκων;

• Το25%τωνφαρμάκωνείναιπροϊόνταΦαρμακευτικήςΒιοτεχνολογίας

• Περίπου140τέτοιαπροϊόνταέχουνλάβειέγκρισηγιαεμπορικήπροώθησηκαιmarketing

Πηγή:Walsh,G.andMuller,R,(2007)Pharmacy Education 7(1): 27–33

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

ΟιστόχοιτουμαθήματοςτηςΦαρμακευτικήςΒιοτεχνολογίας

1) ΚατανόησητωντεχνολογιώνγενετικήςμηχανικήςπουχρησιμοποιούνταιστηΦαρμακευτικήΒιοτεχνολογία

2) Κατανόησητωνκυτταρικώνεργοστασίων,δηλ.πωςβακτηριακάκύτταρακαικύτταραμυκήτων,θηλαστικώνήφυτώνχρησιμοποιούνταισανεργοστάσιαγιατηνπαραγωγήβιοφαρμακευτικών ουσιών

3) Κατανόησητωνιδιοτήτωντωνθεραπευτικώνπρωτεϊνώναλλάκαιτωνπροβλημάτωνσχετικάμετονκαθαρισμότους,τηδιατήρησητηςενεργότητας τους,αλλάτωνφαρμακοκινητικώντουςιδιοτήτων

4) Κατανόησητηςσημασίαςτηςμορφοποίησηςτωνθεραπευτικώνπρωτεϊνώνκαιτωντροποποιήσεων,καιάλλωνπαραγόντων,πουπιθανώςεπηρεάζουντιςφαρμακοδυναμικέςτουςκαιφαρμακοκινητικές τουςιδιότητες

Δρ.ΧρήστοςΠαναγιωτίδης– ΤμήμαΦαρμακευτικής,Α.Π.Θ.

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας