Seminar general concepts of drug r&d
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Ricerca e Sviluppo dei Farmaci: Aspetti Generali
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Ricerca e Sviluppo (R&D) dei Farmaci
Attività dell’industria farmaceutica e biotecnologica L’ accademia partecipa con un ruolo significativo Processo complesso e molto costoso
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
L‘Industria Farmaceutica-Biotecnologica Settore importante dell‘economia dei paesi industrializzati Il volume d’affari supera i 250 B$ ed è distribuito solo nei paesi a tecnologia avanzata che investono nella ricerca
53 % negli USA 21 % in Europa (UE) 19 % in Giappone 7 % nel resto del mondo
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
L‘Industria Farmaceutica-Biotecnologica contribuisce al benessere comune producendo farmaci
di valore Medico, Etico, Economico e Commerciale
ossia farmaci che sono:
• Innovativi • Necessari dal punto di vista medico, • Diminuiscono i danni sociali ed economici dovuti alla malattia • Di valore commerciale
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
I farmaci innovativi sono
Nuovo Non ovvio
Basato su nuovi meccanismi d’azione Utile
Brevettabile
Lo sviluppo clinico di un farmaco è difficile se non impossibile senza l’esistenza di un brevetto valido
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Drug Development is a Risky and Costly Business
• Every 5,000 compounds tested, only 5 reach clinical trial
• Only 5-20% of the drug in clinical trial make it to market (depending on Therapeutic Area)
• The average cost of each novel medicine that reach the market range $ 800-2000 millions
• Only 3 out of 10 drugs that reach the market recover the R&D costs
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
La Farmaceutica è un Settore Industriale Atipico ● Il tempo che intercorre tra l‘identificazione di un nuovo farmaco e la sua registrazione
e commercializzazione varia tra 14 e 20 anni (per un tunnel, un ponte, una diga potrebbero essere necessari meno anni)
● Lo sviluppo, la registrazione il prezzo e la rimborsabilità dei farmaci sono controllati da Enti Governativi (FDA, EMEA) e da Comitati Etici e regolati da leggi e direttive
● I tempi dello sviluppo sono aumentati negli ultimi 50 anni (da 3 a 14 - 20 anni)
● Un farmaco può fallire dopo l’ approvazione
● I costi della ricerca e dello sviluppo costituiscono un notevole rischio finanziario (costi da 800 M$ a 2B$)
● Un farmaco rimane sul mercato più a lungo di altri prodotti (oltre 20 anni)
● Un farmaco di successo è molto remunerativo
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Regolamentazione e Sviluppo dei Farmaci
● Nel XIX secolo la medicina curava con preparazioni galeniche o prodotti naturali
● L’uso ed il prezzo dei medicamenti e’ sempre stato regolato
● 1861, negli USA nasce la Division of Chemistry
● 1891, l’ Aspirina appare sul mercato (1 anno dal banco al paziente)
● 1906, il Bureau of Chemistry nasce per controllare cibi e farmaci trasportati tra gli stati
● 1927, il Bureau of Chemistry diviene Food, Drug and Insecticide Administration e poi Food and Drug Administration (FDA)
● 1933, il Prontosil appare sul mercato (2 anni dal banco al paziente)
● 1938, muoiono 100 bambini intossicati da glicole dietilenico (solvente sulfonamide), FDA introduce l’ obbligo di studi tossicologici e del “truthful labelling”
● 1951, FDA obbliga la prescrizione medica per sulfaminici, barbiturati e anfetamine
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Regolamentazione e Sviluppo dei Farmaci (cont) ● 1960, Il caso Thalidomide
● 1962, FDA richiede ampi studi tossicologici e la dimostrazione che il nuovo farmaco e’ efficace nell’ uomo. FDA esamina i risultati preclinici e decide se iniziare gli studi clinici nell’uomo (IND o Investigational New Drug application). Alla fine degli studi clinici FDA esamina i risultati clinici e decide l’ approvazione (NDA o New Drug Application) e la registrazione (14 anni o piu’ dal banco al paziente)
● 1972, Tecnologia del cDNA, comincia l’ era delle proteine ricombinanti e dei biologicals
● 1980, l’ insulina ricombinante e’ approvata per l’uso clinico. Seguono immediatamente GH, G-CSF, Dornase, TPA, EPO, IFNα, IFNβ e gli ormoni per la fertilita’. IL-2, IFNγ e TNFα sono approvati senza successo (tossicita’ e applicazionie limitata)
● 1995, EU fonda “The European Agency for the Evaluation of Medicinal Product” nota come “European Medicine Agency” o EMA che opera con uffici decentralizzati nei vari paesi dell’ Unione. EMA esamina i risultati preclinici e decide se iniziare gli studi clinici nell’uomo (CTX o Clinical Trial Exemption). Alla fine degli studi clinici, EMA esamina i risultati e decide l’ approvazione (MAA o Marketing Authorization Application) e la registrazione
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Ricerca e Sviluppo
● La Ricerca è un processo orizzontale che consente di individuare nuove molecole e caratterizzare nuovi farmaci utilizzando svariate tecnologie, paradigmi e procedure. Spesso esige inventività e nuove tecnologie. Sempre esige conoscenza.
● Lo Sviluppo è un processo verticale elaborato specificatamente per ogni farmaco che si avvale di tecnologie, paradigmi e procedure note. Sempre esige conoscenza (i migliori ricercatori clinici sono quelli che seguono gli sviluppi della Ricerca)
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
RICERCA La comprende attività speculative e sperimentali che convertono idee, intuizioni ed osservazioni in conoscenze obbiettive ed organizzate. Fanno parte del processo:
● L‘ottimizzazione delle tecnologie e degli strumenti di indagine ● La scoperta di nuove molecole e la loro caratterizzazione strutturale,
farmacologica e biologica ● La definizione dei processi di patogenesi, dei targets e dei meccanismi
d’azione ● La prova del concetto terapeutico in vitro ed nei modelli animali
Il processo si conclude con la selezione di “Lead Molecules” da proporre per lo sviluppo preclinico e clinico come nuovi farmaci
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
SVILUPPO
1) Caratterizza un farmaco in modelli pre-clinici e nella sperimentazione clinica: • Tossicità e tollerabilità nota • Ampio rapporto tra dose effettiva e dose tossica • Effetti collaterali il più possibile noti • Via di somministrazione definita • Dose e modalità di impiego definita • Specifica indicazione clinica • Provata efficacia nell’uomo.
2) Comprende le attività sperimentali, amministrative, regolatorie, legali e di marketing farmaceutico che per, ogni nuovo farmaco, consentono:
• La sperimentazione nell‘uomo • La produzione su scala industriale • La registrazione per una specifica indicazione terapeutica • La commercializzazione.
3) Si conclude con l‘abbandono del farmaco o con la sua approvazione e registrazione per l’uso umano
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Il Processo di Ricerca e Sviluppo
Processo lungo, dura da 10-15 anni, e’ costoso ed articolato, si conclude con l’ abbandono del farmaco o con la sua registrazione
Discovery
Pre
clin
ical
IND
Sviluppo Clinico
Ph 2 Ph 1 Ph 3
Farmacovigilanza Ph IV N
DA
App
rova
l
IND
Full Clinical
Development Marketing
ND
A
App
rova
l
Discovery Exploratory Development
Ph 2 Ph 3 Ph 1
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici 14
PRODUCT PURIFICATION Step 1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
MICROFILTRATION
DRUG SUBSTANCE
DOWNSTREAM
FILLING
LYOPHILIZATION
DRUG PRODUCT
FILL AND FINISH
Metodi analitici
Produzione del Farmaco Biologico
INOCULUM
FERMENTATION
HARVESTING
CAPTURE STEP
UPSTREAM
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Sviluppo Preclinico
● Ottimizzazione della produzione del farmaco sperimentale in condizioni GLP/GMP
● Compilazione del certificato di analisi
● Safety in modelli animali
● Farmacocinetica (PK) e Farmacodinamica (PD)
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Per ogni farmaco lo Sviluppo Preclinico prevede
● Lo studio della tossicità acuta e cronica, genotossicità e teratogenicità con composto prodotto in condizioni GLP/GMP
● l’ottimizzazione della produzione in condizioni GMP ● La compilazione del certificato di analisi ● Lo studio nell’uomo per definire
− La tollerabilità − La dose terapeutica − L’ effetto terapeutico
● La registrazione per una specifica indicazione terapeutica ● La commercializzazione
Il processo si conclude con l’ abbandono del farmaco o con la sua registrazione
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SVILUPPO PRECLINICO
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Preclinical Manufacturing The preclinical development needs a full characterization of the Lead Molecule including
● Chemical-physical characterisation ● Stability in different conditions ● Formulations and stability of the formulations ● Quantitative analytical methods in biological fluids ● Specification of the purified molecule (Certificate of Analysis) ● Identification and characterization of possible contaminant ● Synthesis and purification and scaling up procedures ● GLP and GMP manufacturing and related specifications
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Certificate of Analysis Certify the chemical characteristic of the Lead Molecule and the quality of the small and large scale productions (all preparations identical)
Indicates the polymorphism (color, status..), content of water and residual solvent (in case)
Each impurity is identified, described and quantified
Certify that all the preparations and procedures are according to GLP and GMP rules
Certify that the preparation is sterile or with low content of bacteria (a drug is not necessarily sterile) and endotoxin free
It is issued by a qualified expert in the field of quality assurance of the Company or CRO in charge of GLP and GMP production
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
GLP and GMP procedures guarantee
● Quality and the uniformity of the work ● Proper filing of the results ● Skill and experience of the personnel ● Possibility to retrieve protocols and results ● Reproducibility of every step of a given procedure
GLP relates to preclinical studies ● molecule production ● protocol, planning, condition of in vitro or in vivo studies ● storing and testing of the samples ● test validations ● recording and filing of the results ● quality controls on the work done
GMP relates to clinical studies ● molecule production and managing molecule stocks ● managing of human samples and testing result ● quality controls on the work produced
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Safety Studies In Preclinical Development
Acute toxicity (Maximal Tolerated Dose) Chronic toxicity (pharmacologic & non-pharmacologic tox)
Toxicokinetics using biological samples of tox studies Safety Pharmacology
Mutagenicity Teratogenicity Sensitisation
Carcinogenesis (if necessary) Effect on Fertility
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Pharmacokinetic
● What the body does to the drug ● Drug stability ● Adsorption, distribution and bioavailability ● Persistency in the blood ● Liver metabolism ● Interaction with specific receptor (Ka and Kd) ● Secretion and clearance
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Pharmacodynamic ● What the drug does to the body ● Performed using biological samples of PK studies
● Correlates the drug level in the blood with manifestation of biological effects induced by the drug
● Biological effect detected by markers that are predictive of the drug activity
● Provide important insight on the in vivo behaviour of the molecule in preclinical development
● Is complementary or substitutive with the PK studies
● Help to define the therapeutic dose of the new drug
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici 23
PK/PD relationships
HSR PK Lecture 6
PK/PD Relationships
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Safety Pharmacology
● In two mammalian species, a rodent (mouse or rat) and a non-rodent specie (dog or monkey)
● Possibly in some animals of a significant species
● Drug given daily for up to 90 days by the route planned for human studies
● In each species, a dose levels that show some subacute toxicity
● Weekly testing of cardio-circulatory, CNS, kidney and liver parameters
● Weekly hERG K channel assay
● If possible experiments in telemetry (i.e cardiac and CNS parameters)
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Results of Preclinical Development Studies
Translation to man to drive the choice of dose and dosing regimen(s) for initial human safety studies (Phase I):
ED50 in vitro, ED50 from animal model, LD50, metabolism, PK, PD.
Is the man a 80 kg rodent?
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
IND or CTX Application
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If the new molecule
● is not mutagenic or genotoxic ● does not show non-pharmacological toxicity ● the ratio between toxic and therapeutic doses is large ● a therapeutic dose for men can be extrapolated from the
animal experiments, The permission to start clinical studies is requested to the regulatory authorities (IND filed to FDA or CTX filed to EMA)
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
SVILUPPO CLINICO Per ogni farmaco lo Sviluppo Clinico prevede l’identificazione dei criteri e paradigmi da seguire perché‘ il nuovo farmaco possa essere approvato per l‘uso nell’uomo
• Tossicità e tollerabilità nota • Ampio rapporto tra dose effettiva e dose tossica • Effetti collaterali il più possibile noti • Via di somministrazione definita • Dose e modalità di impiego definita • Specifica indicazione clinica • Provata efficacia nell’uomo
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Clinical Phases
Phase I First in Man • Tolerability • Maximal Tolerated Dose • PK Profile • Pharmacological activity (biomarkers)
10 to 80 healthy volunteers/patients
Phase II Best dose and therapeutic regimen to achieve • Register adverse events • Efficacy • Tolerability
100-500 patients
Phase III Confirm dose/regimen and Efficacy • Register adverse events • Efficacy and Tolerability versus placebo or standard drug • Pharmacological activity (biomarkers) 400 – 3000 patients
Phase IIIb Additional data for registration Patients > ?
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Post Approval Clinical Phases
Phase IV New clinical applications New labeling Pediatric, geriatric applications Application in pregnancy
Patients ?
Pharmacovigilance Data post-registration. Long-term evaluation of clinical benefit in a large number of patients and adverse events >3000 Patients
● After approval of clinical results, FDA or EMEA require new trial or authorize the next phase
● All plans and protocols are discussed with regulatory authorities
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Drug development
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Discovery In vitro studies
In vivo studies
Acute tox PK, PD LADME
Chronic tox Reproduction tox , Teratogenicity, Cancerogenesis
IND
Phase I: Safety, PK, PD, LADME Volunteers, Patients
Phase II: Dose, Safety, Efficacy Patients
Phase III: Efficacy, Safety on large number of patients
NDA Approval
GLP/GMP Manufacturing Development
Production Plant
Phase IV Adverse reactions New indications Patients
Preclinical Testing Clinical Testing Surveillance
Life Cycle Management
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Life-Cycle Management di un farmaco approvato
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Lo scopo è quello di sostenere la vitalità di un farmaco sul mercato tramite:
• Sviluppo di nuove indicazioni terapeutiche (Fasi IV)
• Miglioramento del comfort per il paziente (es. con formulazioni a lento rilascio, utilizzo di devices come autoiniettori, etc…)
• Creazione di un vantaggio competitivo nei confronti dei farmaci concorrenti
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Approval and Registration of the New Drug If the results of the Phase III studies are positive, a file is submitted to the regulatory authorities FDA and EMEA define this procedure NDA (New Drug Application) and MAA (Marketing Authorization Application), respectively The file submitted includes all the studies on the new drug including chemistry, synthesis, analytical details, in vitro and in vivo (in man and animals) pharmacology, toxicology, PK , PD and the results of clinical trials (Ph I, Ph II, and Ph III) If the regulatory authorities accept the data, and recognize the medical need, the new drug is approved With the registration, the regulatory authorities define indication, dosage and prize and authorized the new drug for the market
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
A) Farmaci il cui principio attivo e’ una molecola di derivazione biologica ottenuta con l’applicazione delle biotecnologie
B) Farmaci il cui principio attivo e’ una piccola
molecola ottenuta utilizzando prodotti biotecnologici od applicando biotecnologie
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I Farmaci Biologici
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici 34
I Farmaci Biologici Includono:
Peptidi Ormoni timici Neuropeptidi Dendrimeri
Proteine terapeutiche Ormoni Citochine Fattori di crescita
Binding proteins Recettori solubili Proteine chimeriche Anticorpi Scaffolds
Murini Chimerici Umanizzati Umani
Nucleotidi e derivati Naked DNA o RNA Vettori Aptameri
Bioconiugati
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Not Considered As Biopharmaceuticals
● Peptide mimetics ● Oligonucleotyde based medicines
– Antisense compounds – Silencing RNAs (RNAi and/or SiRNA) – Aptamers
● Antibiotics ● Allergene extracts ● Vitamins ● Viral vaccines ● Natural extracts
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Problems with biologic drugs • Processes of manufacturing (Expression,
fermentation, purification, formulation) • Post-transcriptional modifications • Specie specificity, active in humans only • Immunogenicity in man • Patient selection • Need of markers • Overall costs
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Preclinical Development of specie specific biologic drugs
A specie specific drug is active in man only
No significant specie (primates are not options) and no animal models
Pre-clinical proof of concept not possible
Pre-clinical safety assessment not possible (no acute and chronic toxicity, no toxicokinetics, no safety pharmacology, limited PK, no LADME, no PD)
Mutagenicity (minimal impact with biologics)
Safety assessed by in vitro toxicology (i.e. mAb): crossreactivity, citotoxicity, stimulation of cytokine release and ADCC
Safety, immunogenicity and proof of concept assessment in men during clinical phases
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Immunogenicita’ dei farmaci biologici
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● L’immunogenicità è la capacità di una sostanza, definita antigene, di provocare una risposta immunitaria mediata da cellule e da anticorpi
● L’immunogenicità è una caratteristica dei farmaci biotecnologici e ne può influenzare lo sviluppo sia in termini di tempo che di costi. Per questo motivo un assessment è necessario prima che il farmaco entri nelle fasi di sviluppo clinico ed è richiesto in studi preclinici
● Esistono diversi saggi per determinare la presenza di anticorpi indotti contro un farmaco e generalmente sono saggi immunologici
● Saggi specifici sono richiesti per caratterizzarne il potere neutralizzante degli anticorpi
● I saggi di immunogenicità specialmente se di supporto a studi clinici richiedono un processo di sviluppo e validazione simile a quello applicato agli studi di farmacocinetica
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Possibili conseguenze dell’Immunogenicità di un Farmaco Biologico
● Nessun impatto dal punto di vista clinico
● Causa effetti avversi se gli anticorpi o l’ immunita’ contro il farmaco producono ipersensibilita’
● Diminuisce l’effetto del farmaco neutralizzando l’attivita’ del farmaco stesso
● Produce tossicita’ neutralizzando l‘attivita’ della versione endogena della proteina iniettata
● Complica lo sviluppo di un farmaco in termini di rischio, tempo e costi con implicazioni commerciali per le industrie.
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Marketed Biopharmaceutical
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Approval Biologic Trade Name ®
1982 Insulin Humulin
1985 GH Protropin
1986 IFN-α Mouse mAb to CD3
Roferon A, Intron A OKT3
1987 tPA Activase
1989 Erithropoietin-α Epogen
1990 IFN-γ Actimmune
1991 G-CSF GM-CSF
Neupogen Leukine
1992 IL-2 Factor VIII Antihemophilic
Proleukin Recombinate
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Marketed Biopharmaceutical
41
Approval Biologic Trade Name ®
1993 IFN-β Dornase-α
Betaseron Pulmozyne
1994 Imiglucerase mAb to GPIIb/IIIa
Cerezyme ReoPro
1997
mAb to CD20 mAb to CD25
IL-11 PDGF gel
Rituxan Zenpax
Neumega Regranex
1998
mAb to Her2neu mAb to TNFα mAb to CD25 mAb to RSV TNFRp75-Fc
Herceptin Remicade Simulect Synagis Embrel
2000 tPA TNKase
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Marketed Biopharmaceutical
42
Approval Biologic Trade Name ®
2001
PegG-CSF Erithropoietin-α mAb to CD52
rh Activated Protein C PegIFN-α2b
Neulasta Aranesp (device)
Campath Xigris
PegIntron
2002
IFN-β 1-a mAb to CD20 c Yt * or In*
PegIFN-α2a hmAb to TNFα
Rebif Zevalin
Pegasys Humira
2003
LF3-Fc mAb to CD20 c I*
mAb to CD11a mAb to IgE
Amevive Bexxar Raptiva Xolair
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Marketed Biopharmaceutical
43
Approval Biologic Trade Name ®
2004 mAb to α4 Integrin
KGF Mouse mAb to CD15 c Tc*
Tysabi Kepivance
NeutroSpec
2005 CTL4-Fc Orencia
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Antibody Products (I) Company Product Target Indications Approval Ab Ortho Biotech Orthoclone CD3 Transplant Rejection 1986 M J&J/Eli Lilly ReoPro glIIb/IIa Acute Cardiac Conditions 1994 C Biogen/Genent/Roche Rituxan CD20 NHL 1997 C Roche Zenapax IL2Rα Acute Transplant Rejection 1997 H Medlmmune/Abbott Synagis RSV Viral Respiratory Disease 1998 H Genentech Herceptin Her2 Breast Cancer 1998 H J&J Remicade TNFα Crohn's, RA 1998 C Novartis Simulect IL2R (CD25) Acute Transplant Rejection 1998 C Wyeth Mylotarg CD33 AML 2000 H Schering/ILEX Campath CD52 CLL 2001 H Biogen Zevalin CD20 NHL 2002 M-In* Abbott/CAT Humira TNFα RA 2002 PD Genent/Novartis/Tanox Xolair IgE Asthma 2003 H Corixa/GSK Bexxar CD20 Follicular NHL 2003 M-I* Genentech/Serono Raptiva CD11a Psoriasis 2003 H Genentech//Roche Avastin VEGF-A Colorectal Cancer 2004 H Imclone/B-M Squibb Erbitux EGFR Colorectal Cancer 2004 C Tysabri Biogen/Idec VLA4 MS 2004 H
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Antibody Products (II)
Company Product Target Indications Approval Ab Roche/Chugai Actemra IL-6R Juvenile RA 2005 H Genentech/Novartis Lucentis VEGF-A Diabetic Retinopathy 2006 FH Fab UCB Vectibix EGFR Colorectal Cancer 2006 FH Alexion Soliris C5a PNH 2007 H UCB Cimzia TNFα RA & Chron 2007 FH HGS AbThrax Antrax Antrax infection 2009 FH J&J Stelara p40 IL12/IL23 Psoriasis 2009 H J&J/Merck Simponi TNFα Arthritis & A. Spondylitis 2009 FH GSK/Genmab Arzerra CD20 CLL, NHL 2009 FH FRES Removab EcCAM & CD3 Malignant Ascitis 2009 M Novartis Ilaris IL1β Cold Autoimmunity 2010 FH Amgen Prolia RANKL Osteoporosis, RA 2010 FH HGS Benlysta Blys LES 2011 H BMS Yervoy CTLA-4 Melanoma 2011 FH Seattle Genetics Adcetris CD30 HL, ALCL 2011 H-dc
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Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici 46
Fase Sviluppo % Costo Anni
Discovery 9 4.5
Preclinica 10 2
Clinica Fase 1 15 1.5
Clinica Fase 2 22 2
Clinica Fase 3 41 2.5
Registrazione 3 1.5
Totale 100 14
Costi Percentuali e Tempi Medi delle Fasi di Sviluppo
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Attrition Rate In Development
Phase I
Phase II
Phase III
Preclinical
Development Candidates
NDA
100
40
30
14
9
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Cause di Fallimento Durante Lo Sviluppo
Cause of Failure % of Failure
1990 2000 Clinical Safety 10 13 Efficacy 30 27 Formulation - 4 PK/Bioavailabilty 40 9 Toxicology 12 20 Commercial 5 20 Cost of goods - 9 Other 4 6
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Attrition Rate of the Discovery
• Non esistono dati certi sulla nascita e la morte dei progetti nella fase di “Discovery”
• Nella grossa industria farmaceutica un progetto diventa ufficiale quando viene selezionato per lo sviluppo preclinico
• Spesso non esiste attivita’ di “Discovery” nell’ industria farmaceutica
• Si valuta che nella ‘Discovery” il 62% dei progetti muore per una ragione qualsiasi)
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Biotech Products Launched 1982-1999
0
10
20
30
40
50
60
1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999
Year of first marketing
Num
ber o
f NM
Es
0
5
10
15
20
25
30
% N
ME
s w
hich
are
bi
otec
h pr
oduc
ts
Other NMEs (n=735)
Biotech products (n=77)
Percentage of NMEs which are biotech products
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Ciclo Economico Del Settore Farmaceutico
Investimenti
Ricerca
Sviluppo
Farmaco
Mercato
Redditivita’
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
R&
D S
pend
ing
% o
f Sal
es
Costi dell R&D
6.0%
8.0%
10.0%
12.0%
14.0%
16.0%
18.0%
20.0%
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
Cos
to d
ella
Ric
erca
e S
vilu
ppo
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
• Costs of development are increasing
• Easy targets are disappearing
• Me-too drugs don’t pay back
• Competition is high
• Cycle times are long (nearly 10-14 years)
• Risk of failure is high
NMEs are diminishing while their cost is increasing
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
The success of Pharma Business requires
• Invest in Discovery
• Increase supply of high-value NMEs
• Reduced failures
• Reduced R&D costs
• Reduced R&D cycle time
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
● Grande attenzione alla ricerca “in house” evitando il complesso “NIH” (Not Invented in House)
● Capacità di riconoscere e catturare l’innovazione che avviene nel mondo
● Attenzione all’Accademia e capacità di comunicare e interagire con essa
● Attenzione alle Biotech e capacità di comunicare e interagire con esse
● Integrazione delle nuove conoscenze scientifiche nel processo di “Drug Discovery”
● Risorse
Gestione Della Ricerca e Dell‘Innovazione
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Collaborazioni nella Ricerca
L’ Industria Farmaceutica considera le collaborazioni come una parte integrante della ricerca (“Discovery Strategy”)
La ricerca universitaria produce innovazione tecnologica, nuove molecole e nuove idee per applicazioni cliniche
Le “Biotech Companies” (spesso “Spin-off Universitarie”) producono innovazione tecnologica, nuove molecole ed integrano le nuove scoperte nel processo di ricerca e sviluppo
L’Universita’ le “Biotech Companies” costituiscono spesso la divisione di ricerca dell’ Industria Farmaceutica
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Sources Outside Top 50 Pharma’s Are Increasingly Contributing to NME Development
010002000300040005000600070008000
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999NCEs from outside Top 50*
NCEs in Top 50 Pharmacompanies
Tota
l No.
NC
Es i
n pi
pelin
e
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Trend Evolutivo Nella Gestione della Ricerca
Academia
1980 2000 2020
Res
B B
Mkt. Dev.
Res.
B
Mkt. Dev.
Res.
Res
Mkt. Dev.
Res.
B
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Pharma VS Biotech
● Merk Sharp and Dome − Capitalizzazione 127 B$ − Addetti R&D 60’000 − Progetti nello sviluppo clinico 60
● 2000 Biotech USA − Capitalizzazione 83 B$ − Addetti R&D 60’000 − Progetti nello sviluppo clinico 700
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Partnerships & Collaborations of Serono
Zymogenetics
Vertex
Genentech
Signal Celgene
Shearwater Axonyx Spherics
Bioject
Evotec OAI Inpharmatica Novalon Celera
Amrad
Alkermes
Discovery
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Active Partnerships on a Specific Technology
Sviluppo e caratterizzazione dei farmaci biotecnologici
Fatturato dei 200 Farmaci più Venduti L’insieme di questo fatturato costituisce i 2/3 del totale
(dati in M$)
Malattie cardiovascolari 40’334 Metabolismo osseo 3’873 Sistema nervoso 27’304 Disordini urinari 2’901 Antiinfettivi 18’587 Ormoni 2’828 Sistema respiratorio 15’480 Immunosoppressivi 2’447 Sistema gastrointesinale 15’129 Sclerosi multipla 2’325 Tumori 10’456 Disfunzioni sessuali 1’518 Artrite 9’651 Infertilità 706 Disordini sangue 8’157 Obesità 570 Diabete 6’951 Contraccettivi 283