CÔNG NGHỆ SINH HỌC NHẬP MÔN CHƯƠNG 3 CNSH TRONG Y HỌC

Ứng dụng trong chăm sóc y tế 2 Điều trị (Therapeutics) • Thay đổi cách thức điều trị hiện nay  tạo nên hình thức điều trị đổi mới trong tương lai • Nhiều loại bệnh đã được điều trị bằng liệu pháp CNSH: bệnh bạch cầu (leukemia), một số bệnh ung thư, bệnh thiếu máu (anaemia), bệnh xơ nang, bệnh còi cọc (growth deficiency), bệnh viêm khớp mãn tính (rheumatoid arthritis), bệnh máu loãng khó đông (hemophilia), viêm gan (hepatitis), bệnh mụn giộp bộ phận sinh dục (genital warts) và phản ứng thải loại cấy ghép Ứng dụng trong chăm sóc y tế 3 Sử dụng sản phẩm tự nhiên Điều trị 4 Sử dụng sản phẩm tự nhiên • Byetta TM (gila, tiểu đường, 2005); PRIALT (ziconotide, giảm đau, 2008, Conus magus ) • CNSH Biển: tìm kiếm các hợp chất từ những sinh vật biển có thể làm lành vết thương, phá hủy khối u, ngăn phản ứng viêm, giảm đau, và giết vi sinh vật gây bệnh. • Các loài giáp sát dưới biển (tôm, cua) : chitin

Công nghệ Sinh học trong y học

• Tạo ra những phương pháp chẩn đoán chính xác hơn, nhanh hơn , chẩn đoán sớm

• Các liệu pháp ít tác dụng phụ hơn

• Sản xuất vaccine mới an toàn hơn

• Giảm chi phí chẩn đoán ở một số trường hợp

• Nhiều test chẩn đoán tiện dụng (portable), bác sĩ có thể thực hiện test, diễn giải kết quả và đưa ra phương thức điều trị

Ứng dụng trong chăm sóc y tế

2

Sử dụng sản phẩm tự nhiên

Điều trị

4

Sử dụng sản phẩm tự nhiên

• Byetta TM (gila, tiểu đường, 2005);

PRIALT (ziconotide, giảm đau, 2008,

Conus magus)

• CNSH Biển: tìm kiếm các hợp chất từ

những sinh vật biển có thể làm lành

vết thương, phá hủy khối u, ngăn phản

ứng viêm, giảm đau, và giết vi sinh

vật gây bệnh

• Các loài giáp sát dưới biển (tôm,

cua) : chitin  phương tiện dẫn

- Nhân tố VIII – protein làm đông máu

- Insulin – hormone điều hòa lượng đường trong máu

- Hormon tăng trưởng ở người

 -glucocerebrosidase – nếu thiếu nó sẽ gây ra bệnh Gaucher, 1

bệnh rối loạn DT hiếm gặp Tên thương mại Cerezyme

Protein tái tổ hợp

• Có tác dụng chống lại bệnh.

– Bệnh thiếu máu -> erythropoietin (Epogen  và

Procrit  ) -> kích thích tạo tế bào hồng cầu.

– Đau tim và đột quỵ -> uống thuốc chứa chất hoạt hóa plasminogen tái tổ hợp

– Ngoài trị cấp tính còn dùng để điều trị bệnh mãn tính: bệnh viêm khớp mãn tính, bệnh Crohn (viêm ruột), bệnh xơ cứng (multiple sclerosis)

Điều trị

8

Kháng thể đơn dòng

• Chuyên biệt cao cho từng loại bệnh, đặc biệt cancer

• Điều trị các rối loạn liên quan đến miễn dịch, bệnh truyền nhiễm và những bệnh khác

Một số thuốc điều trị được FDA phê duyệt

TT Các kháng thể đơn dòng Chỉ định Năm

3 Gemtuzumap Bệnh bạch cầu dòng tủy cấp (ung thư

Sử dụng gen để điều trị

• Sử dụng DNA hoặc RNA để trị bệnh

– Các bác sĩ đưa vào cơ thể bệnh nhân gen lành bệnh

để sữa chữa/thay thế cho gen khiếm khuyết và cơ thể tự nó sẽ sản xuất ra protein với gen này VD: trị các bệnh ung thư, bệnh tự MD, bệnh tim mãn tính (chronic heart failure), các rối loại trong hệ thống

TK và bệnh AIDS – Sử dụng 1 mảnh RNA nhỏ để khóa gen bị đột biến

Nuôi cấy tế bào

• Sử dụng phương pháp nuôi cấy tế bào để tăng số lượng bệnh nhân có thể tiếp nhận cấy ghép cơ quan

 bệnh xơ gan , bệnh động kinh (epilepsi)

và bệnh Parkinson

Điều trị

12

Cấy ghép cơ quan ngoại lai/dị ghép

Sử dụng biopolyme trong thiết bị y tế

• Sử dụng một số phân tử sinh học tự nhiên dùng

trong thiết bị y tế hoặc dùng để dẫn truyền thuốc

- Kích thích làm lành các vết bỏng.

- Gạc y tế được làm từ các sợi fibrinogen

- Các protein kết dính (adhesive protein): thay thế

đường khâu và kẹp để đóng vết thương.

-

Y học cá thể (personalized medicine)

• Người nào thuốc nấy

• Trong tương lai, thông tin DT của từng người

sẽ được dùng để ngăn bệnh, lựa chọn thuốc và quyết định các vấn đề khác liên quan đến sức khỏe

 Cuộc cách mạng trong chăm sóc sức khỏe,

 An toàn hơn, hiệu quả kinh tế hơn  hiệu quả

về mặt lâm sàng hơn

16

Y học cá thể

• Điều trị đích (targeted therapy), đang có ảnh

hưởng lớn đến hướng nghiên cứu và điều trị, đặc biệt là ung thư

• Thuốc điều trị bệnh ung thư vú, Herceptin

(trastuzumab)

– Được cấp phép vào năm 1998, Herceptin tìm

và tấn công thụ thể HER2, 1 loại protein bị biểu hiện quá mức ở một số trường hợp ung thư vú phát triển mạnh 1 cái test kiểm tra có thể nhận diện được bệnh nhân đang biểu hiện quá mức thụ thể này và hưởng lợi từ thuốc

Y học cá thể

18

Thuốc điều trị theo giới tính và sắc tộc

• Thuốc BiDil (hóa hợp của isosorbide và

hydralazine)-bệnh suy tim

• Cozaar (losartan): thuốc trị bệnh huyết áp,

không hiệu quả lắm khi điều trị cho người da

đen

Thuốc điều trị theo giới tính và sắc tộc

• Interferon điều trị bệnh viêm gan ở người da trắng có hiệu quả hơn so với người da đen (tỉ lệ hiệu ứng thuốc 52% so với 19%, tương ứng) (New England Journal of Medicine)

• Những bệnh nhân người Nhật bị ung thư có hiệu ứng với thuốc Iressa  gấp 3 lần, do 1 đột biến gen cho mục tiêu của thuốc là thụ thể của nhân tố tăng trưởng biểu

bì (epidermal growth factor receptor)

Y học cá thể

20

Y học tái sinh (regenerative medicine)

• Sử dụng chính khả năng tự nhiên của cơ thể

(người) để sửa chữa và duy trì nó

• Trong cơ thể: các loại protein, các loại tế bào

gốc có khả năng chữa lành bệnh, thương tổn

và đảo ngược những hao mòn do tuổi tác

CN mô (tissue engineering)

• Kết hợp nuôi cấy tế bào và khoa học vật liệu tạo các loại mô và cơ quan bán tổng hợp trong phòng thí

nghiệm

• Bao gồm: chất liệu dùng làm bệ đỡ có tính tương

thích về mặt sinh học (biocompatible) và tế bào sống

• Mục đích: tạo ra những cơ quan hoàn chỉnh gồm

nhiều loại mô khác nhau để thay thế cho những cơ quan bị tổn thương hoặc bị bệnh

Y học tái sinh

22

CN mô

Các loại vật liệu làm giá đỡ

•Biomaterial Scaffolds Materials:

– polymeric

• chitosan, alginate, etc.

• foams, fibres, thin films

– permanent versus resorbable

• degradation typically by hydrolysis

• must match degradation rate with tissue growth

CN mô

24

• Various classifications of cells used in tissue engineering

applications:

– primary cells

• differentiated cells harvested from the patient (tissue biopsy)

• low cellular yield

• potential age-related problems

– passaged cells

• serial expansion of primary cells (can increase population by 100-1000X)

• tendency to either lose potency or de-differentiate with too many passages

CN mô

26

• Các loại mô đơn giản như da và sụn, được

thực hiện thành công đầu tiên

• Thận lai sinh học (biohydrid kidney) (thiết bị

hỗ trợ thận hay RAD – renal assist device) hỗ trợ bệnh nhân bị suy thận cấp tính cho đến khi thận bị thương tổn tự chữa lành

=> 50% bệnh nhân không bị chết

CN mô

Vaccine CNSH

• Hầu hết vaccine loại mới chỉ chứa kháng

nguyên: chèn gen mã hóa cho kháng nguyên

đó vào trong tế bào biểu hiện (nấm men)

– Vaccine phòng bệnh viêm gan B và viêm màng não

• Vaccine DNA

Hệ thống dẫn truyền vaccine

• Tạo ra những công nghệ

dẫn truyền vaccine mới

nhằm đơn giản hóa quá

Vaccine “ăn được”

• Biến đổi TV sản xuất: các protein trị liệu

• Bao gồm: kháng thể, kháng nguyên, các nhân tố tăng trưởng, hormone, enzyme, protein máu và collagen

• TV sử dụng:

Dược phẩm được sản xuất trong TV

32

Tổng quan về nghiên cứu trị liệu

• Ở Mỹ, cục quản lý dược phẩm và thực phẩm quy định về nghiên cứu phát triển

(development), sản xuất và quảng bá hầu hết các phương pháp trị liệu dựa vào CNSH trong chăm sóc sức khỏe

Phát triển sản phẩm

• Để phát triển 1 sản phẩm mới, tiêu biểu mất

khoảng 10 – 15 năm và trung bình hơn 800

triệu USD (kể cả chi phí thất bại)

• Quy trình nghiêm ngặt, nhiều giai đoạn: kiểm tra trên ĐV ở phòng thí nghiệm  thử nghiệm lâm sàng ở người  phê duyệt  nghiên cứu quảng bá  giám sát cẩn thận

Tổng quan về phát triển phương pháp trị liệu

34

Thử nghiệm trên ĐV (animal test)

• Sau khi đã có thuốc, tiến hành thử nghiệm trên ĐV

• Sử dụng 2 loài ĐV hoặc hơn

• Các thử nghiệm kiểm tra: sự hấp thụ, sự phân bổ, chuyển hóa, sự bài tiết và độc tính

• Ghi nhận

Thử nghiệm lâm sàng

• Thuốc khi thử nghiệm trên ĐV cho KQ an toàn có thể đệ trình lên

FDA đơn xin kiểm tra thuốc mới (investigational new drug product - IND) Cơ quan FDA sẽ cấp phép cho thử lâm sàng trong vòng 30 ngày

kể từ khi nhận được IND

• Gồm nhiều giai đoạn

- GĐ 1: thử nghiệm với những nhóm nhỏ bệnh nhân

- GĐ 2: nhóm lớn hơn, kiểm tra tính an toàn và hiệu lực sơ bộ

- GĐ 3: giai đoạn trước khi quảng bá và đưa sản xuất ra thị trường,

nhằm thu thập dữ liệu về tính hiệu quả (đáng tin cậy) trong nhóm bệnh nhân đặc biệt mà nhà phát triển thuốc hy vọng thuốc có tác dụng

Tổng quan về phát triển phương pháp trị liệu

36

Thử nghiệm lâm sàng

• Có 2 kiểu thử nghiệm

- A single-blind trial: nhà cung cấp thuốc biết bệnh

nhân nhận thuốc gì, bệnh nhân thì không

- A double-blind trial: cả nhà cung cấp thuốc và

người bệnh đều không biết ai nhận thuốc gì (drug or placebo)

Đối với thử nghiệm hiệu lực của thuốc, kiểu blind và lựa chọn ngẫu nhiên được xem là tiêu chuẩn

double-Thử nghiệm lâm sàng

Tổng quan về phát triển phương pháp trị liệu

38

Giai đoạn 0

• Giai đoạn vi lượng

• Tiết kiệm thời gian và chi phí khởi đầu

• Mang tính chất thăm dò

• Ít hơn 10 bệnh nhân tham gia

• Liều lượng sử dụng: nhỏ hơn 1% liều lượng

chuẩn của thuốc

• Tìm hiểu đặc điểm chuyển hóa và tính độc của

Giai đoạn II

• 100 – 300 người bệnh tham gia

• Thu thập thêm số liệu về tính an toàn cùng với những bằng chứng về tính hiệu quả của thuốc

• Có thể thực hiện trong nhiều điều kiện khác

nhau

Giai đoạn III

• Thường có 1000 – 5000 bệnh nhân tham gia

• Kiểm tra tính hiệu quả và giám sát tác dụng

phụ của thuốc

• Có thể được thực hiện với 1 hoặc nhiều chỉ

dẫn khác nhau cho 1 loại thuốc

Tổng quan về phát triển phương pháp trị liệu

42

Quá trình cấp phép

• Trình đơn xin cấp phép: đơn xin ứng dụng thuốc mới (new drug application -

NDA) và giấy môn bài sinh học (biologics license application)

• Giấy phép: liệt kê chi tiết về cấu trúc của thuốc, quy trình sản xuất, kiểm tra phòng thí nghiệm và thử nghiệm lâm sàng.

• Các ủy ban đánh giá được thành lập độc lập

• Mỗi ủy ban gồm 10- 15 thành viên (chuyên gia và người đại diện của công chúng)

• Các ủy ban tổ chức nhiều hội thảo, thu hút giới truyền thông đưa tin về điểm mạnh

và yếu của sản phẩm với những câu hỏi được đưa ra và tranh luận  quyết định cấp phép hay không

• Ý kiến của các ủy ban cố vấn không được gộp lại mà quyết định cuối cùng thuộc

về cơ quan quản lý

Hậu cấp phép

• Dán nhãn mác chính thức với nội dung

đã được FDA thông qua  công ty sản xuất sẽ quảng bá sản phẩm

– Nội dung trên nhãn mác bao gồm: các chỉ định đã, bảng miêu tả về thuốc, tác dụng phụ, những tóm tắt về thử nghiệm lâm sàng

và những thông tin hữu ích khác dành cho bác sĩ

Tổng quan về phát triển phương pháp trị liệu

44

Hậu cấp phép

• Giám sát tiếp tục khi thuốc đã được đưa ra thị

trường, nhà sản xuất thuốc phải báo cáo những trường hợp nghiêm trọng, cả bệnh nhân và bác sĩ, thông qua

• Sử dụng cả số liệu từ nhà bảo hiểm và trung tâm y

tế mà người bệnh tham gia để phân tích và giám sát

• Thử nghiệm phase IV có thể được thực hiện để