FEJEZETEK A MODERN BIOFARMÁCIÁBÓL - Debreceni Egyetem

FEJEZETEK A MODERN BIOFARMÁCIÁBÓL0

TARTALOMJEGYZÉKELŐSZÓ ............................................................................................................................................... 4AJÁNLÁS ............................................................................................................................................. 6I. A BIOFARMÁCIA SZEMLÉLETE ÉS FARMAKOKINETIKAI ALAPJAI (HALMOS G.) ........ 8II. TERHESSÉG ÉS SZOPTATÁS ALATTI GYÓGYSZERELÉS ÉS ANNAK BIOFARMÁCIAI-FARMAKOKINETIKAI VONATKOZÁSAI (HEITZ A.) ................................................................ 37III. A GYERMEKGYÓGYÁSZAT ÉS A GYERMEKEK GYÓGYSZERTERÁPIÁJÁNAKBIOFARMÁCIAI-FARMAKOKINETIKAI VONATKOZÁSAI (HALMOS G., JUHÁSZ É.) ........ 77IV. AZ IDŐSEK GYÓGYSZERELÉSE ÉS ANNAK BIOFARMÁCIAI-FARMAKOKINETIKAIVONATKOZÁSAI (HALMOS G.) ..................................................................................................... 98V. GYÓGYSZER-BIOTECHNOLÓGIA, BIOLÓGIAI GYÓGYSZEREK (TRESZL A.) ............. 117VI. BIOTECHNOLÓGIAI MÓDSZEREKKEL ELŐÁLLÍTOTT GYÓGYSZEREK (HALMOS G.,TRESZL A.)....................................................................................................................................... 127VII. ŐSSEJTTERÁPIA (TRESZL A.) .............................................................................................. 177VIII. BIOLÓGIAI GYÓGYSZEREK ELŐÁLLÍTÁSA (CSIHA S.) .............................................. 188IX. NANOPARTIKULUMOK A MODERN GYÓGYÁSZATBAN (BUGLYÓ Á.) ........................ 205X. SZEMÉSZETI GYÓGYSZERHORDOZÓ RENDSZEREK (STEIBER Z.) .............................. 2233

ELŐSZÓKedves hallgató, kedves olvasó.Néhány gondolat jegyzetünk megírásának háttereként illetve a könnyebb áttekintésvégett.Koncepciónk szerint a most közreadott jegyzet többségében önálló fejezetrészekbőlépül fel, melyek olyan területeket ismertetnek és tárgyalnak, melyekre véleményünkszerint szerettünk volna nagyobb hangsúlyt fektetni és nálunk, a Debreceni EgyetemGyógyszerésztudományi Karán folyó gyógyszerész képzés kurrikulumán belül éstantárgyainak sorában más tantárgyak keretében nem kerülnek ismertetésre vagy nemilyen mélységben és biofarmáciai szemlélet szerint. Ahol indokoltnak láttuk,igyekeztünk az élettani, patofiziológiai alapokat is érinteni vagy ismertetni a könnyebbmegértés végett. Hangsúlyozzuk, hogy jegyzetünk nem törekedhetett és terjedelmi okokmiatt nem is törekedett a minden részében részletekre is kiterjedő szakmai ismertetésre,de bízunk benne, hogy az oktatott tárgyakkal és az előadásokon, szemináriumokonhallottakkal egységben és összhangban új és korszerű plusz ismereteket és szemléletettud átadni a hallgatóknak, olyan területeket is felölelve, melyek a modern biofarmácialegkorszerűbb témakörébe tartoznak napjainkban. Itt kell megemlítenünk , hogy a tárgyoktatásához már rendelkezésre áll egy, a közelmúltban megjelent nagyszerű biofarmáciakönyv (Dévai A, Antal I: A gyógyszeres terápia biofarmáciai alapjai, Medicina 2009),melyet mindenképpen ajánlunk hallgatóink figyelmébe.Mindezek alapján néhány általános terület bevezető ismertetése során jegyzetünkbenfoglalkozunk a farmakokinetikai és biofarmáciai alapok és fogalmak mellett, speciálisterületekkel is illetve a legújabb, napjainkban egyre nagyobb hangsúlyt kapó témákkalis mint amilyen a biotechnológia, a biológiai gyógyszerek és azok előállítása vagypéldáúl a célzott terápiák megvalósítási lehetőségeinek ismeretei. Reményeink szerintnem csak a gyógyszerész hallgatók, de a biotechnológia és azon belül is a gyógyszerbiotechnológiaszakirányú képzésben résztvevő hallgatók is hasznosan forgathatjákmajd munkánkat. Részben önkényesen válogattunk a fejezetek témaköreit illetően,részben más tantárgyak oktatási tematikájához is igyekeztünk alkalmazkodni, hogytúlzott átfedés ne legyen az ismeretekkel kapcsolatosan, ugyanakkor minél több ésszélesebb, újabb területet átfedjenek. Természetesen az elkövetkezendő években4

frissítjük, kiegészítjük és bővítjük jegyzetünk szakanyagát. Ahol szükségét éreztük,természetesen kitérünk, élettani, patofiziológiai, gyógyszertani, gyógyszerhatástani,gyógyszerkémiai, gyógyszertechnológiai, gyermekgyógyászati, szemet érintő, geriátriai,nőgyógyászati, onkológiai, biotechnológiai, biológiai, molekuláris biológiai vagy éppengenetikai, genomikai ismeretekre is.Őszinte köszönettel tartozom közvetlen munkatársaimnak, így Dr. Treszl Andreának,Dr. Buglyó Árminnak, Dr. Heitz Anikónak, Csiha Sárának, valamint Dr. Steiber Zitának(Debreceni Egyetem OEC Szemklinika), Dr. Gesztelyi Rudolfnak (Debreceni EgyetemOEC Gyógyszerhatástan Tanszék), Dr. Juhász Évának (Debreceni Egyetem OECGyermekklinika), Dr. Samu Antalnak és Dr. Jakab Mihálynak önzetlen és sokoldalúmunkájukért, amellyel a segítségemre siettek az egyes fejezetek megírásában, szakmaiátnézésében, irodalmi adatok és források felkeresésében. A kézirat végső rendezésében,szakmai, formai ellenőrzésében és számos ábra összeállításában nyújtott nagyonhasznos segítségéért köszönetet mondok Dr. Szabó Zsuzsanna közvetlenmunkatársamnak is.Nagy hálával tartozunk jegyzetünk lektorának, Dr. Antal István egyetemi docensnek(Semmelweis Egyetem, Gyógyszerésztudományi Kar, Gyógyszerészeti Intézet), akineklektori véleménye nagy segítségünkre szolgált. Szíves segítőkészségéért, nagytapasztalatokra támaszkodó kritikai megjegyzéseiért ezen a helyen is őszinte köszönetetmondunk.Debrecen, 2011.október 31.Prof. Dr. Halmos Gábor5

AJÁNLÁSProf. Halmos Gábor tanszékvezető„Fejezetek a modern biofarmáciából” című egyetemi jegyzetének kéziratáhozA kézirat megírása illetve egyetemi jegyzetként megjelenése hiányt pótol agyógyszertudományok területén, ugyanis szemléletével és ismeretanyagával új értéketad a biofarmácia tananyagának fejlesztéséhez. Napjainkig magyar nyelven főként olyanművek jelentek meg (pl. Minker E.: Az alkalmazott biofarmácia alapjai, 1998; Rácz I.:Gyógyszerformulálás, 1984; Dévay A., Antal I.: A gyógyszeres terápia biofarmáciaialapjai, 2009), amelyek a szakterület alapvető elveit, összefüggéseit illetve ismereteittekintették át.A szerző, Halmos Gábor professzor- az előzmények és terjedelmi okok miatt - nemtörekedett a biofarmácia minden részére és részletére kiterjedő szakmai ismertetésre,ugyanakkor új és korszerű szemlélettel irányozta meg a modern biofarmácialegkorszerűbb témaköreit. A vállalkozás kiemelkedő eredménnyel zárult, mert abiofarmácia területét összekapcsolta a klinikai farmakokinetika, élettan,gyógyszerbiotechnológiai és molekuláris biológia fontos ismereteivel. Munkájábanbemutatja a gyógyszerelés és gyógyszeres interakciók, megváltozott fiziológiás állapotés a gyógyszer szervezetbeni sorsának összefüggéseit, amelyet a klinikai gyógyszerészigyakorlatban, a gyógyszerkészítmény (pl. hatóanyag és adagolási formája), valamint adózis kiválasztásában is figyelembe kell venni.Rendkívül értékes részletes tartalommal találkozhatunk az alábbi fejezetekben:• A biofarmácia szemlélete és a biofarmácia farmakokinetikai alapja• Terhesség és szoptatás alatti gyógyszerelés és annak biofarmáciai vonatkozásai• A gyermekgyógyászat és a gyermekek gyógyszerterápiájának biofarmáciaivonatkozásai• Az idősek gyógyszerelése és annak biofarmáciai vonatkozásai• Gyógyszer biotechnológia, biotechnológiai gyógyszerek illetve vonatkozásai• Nanopartikulumok a modern gyógyászatban• Szemészeti gyógyszerhordozó rendszerek6

I. A biofarmácia szemlélete és farmakokinetikai alapjaiA biofarmácia helye a gyógyszerészeti tudományokon belülA medicina (orvostudomány) művelése elképzelhetetlen farmakonok, vagyis azélő szervezet működését már kis koncentrációban is számottevően befolyásolómolekulák alkalmazása nélkül (Az orvoslásban használt farmakonok többségegyógyszer). A farmakon szélesebb értelemben – Platón első használatában – mindenbioaktív ágens, szűkebb értelemben terápiásan alkalmazott hatóanyag. A gyakorlatbansokszor szinonimaként használt két kifejezés megkülönböztetését az indokolja, hogy afarmakon tisztán tudományos fogalom, míg a gyógyszer egyben jogi kategória is.) Afarmakonok tulajdonságait, hatásmechanizmusát, használatuk általános szempontjait afarmakológia (gyógyszertan) írja le, amely két fő részre bontható: az élő szervezetnek afarmakonra kifejtett hatásával foglalkozó farmakokinetikára, és a farmakonnak az élőszervezetre kifejtett hatását tárgyaló farmakodinámiára (gyógyszerhatástan). Agyógyszertechnológia ismerteti azokat az előállítási módokat, segédanyagokat és máskiegészítőket, melyek révén a farmakonból konkrét helyen és céllal alkalmazhatógyógyszerforma, illetve gyógyszerleadó rendszer lesz. A biofarmácia viszonylag újtudomány (magát a fogalmat Levy és Wagner alkotta meg 1961-ben), amely az egyrebonyolultabb gyógyszerformáknak és gyógyszerleadó rendszereknek az élőszervezetben való viselkedésével foglalkozik.Noha a biofarmácia szoros kapcsolatban áll a gyógyszertechnológiával ésgyógyszerhatástannal is, egy gyógyszerkészítmény (illetve adagolási protokoll) terápiásértékét a hatóanyag (ok) szervezeten belüli eloszlása illetve a koncentrációk időbelialakulása határozza meg, melyek vizsgálata a farmakokinetika tárgykörébe tartozik.Először tehát a legfontosabb farmakokinetikai elveket érdemes áttekinteni.Kvalitatív farmakokinetikaA farmakokinetikát didaktikai megfontolásból kvalitatív és kvantitatív részreoszthatjuk. A kvalitatív farmakokinetika az élő szervezet azon működéseivelfoglalkozik, amelyek meghatározzák a szervezetbe került farmakon sorsát. A farmakontérintő főbb eseményeket általában az ún. ADME felosztás keretében tárgyalják, amely8

az adott szer útját a felszívódástól (abszorpció) a megoszláson (disztribúció) és ametabolizmuson át a kiválasztásig (exkréció) követi. Ha a szer sorsát agyógyszerformából való felszabadulástól (liberáció) vizsgáljuk, a LADME rövidítésthasználjuk. Időnként a LADMER kifejezéssel is találkozhatunk, amely a farmakonraadott választ (response) is tartalmazza, ez utóbbival természetesen már túllépve afarmakokinetika kereteit. A metabolizmus és az exkréció összefoglaló elnevezése azelimináció, egy adott molekula ugyanis vagy átalakul, vagy változatlan formában ürül (ametabolit ürülése tehát nem újabb eliminációs lépés, hanem a már eliminálódottfarmakon származékának távozása a szervezetből). Fontos leszögezni, hogy afarmakokinetikai értelemben vett elimináció nem okozza szükségszerűen a hatáslecsengését, aktív metabolitok vagy a farmakon által okozott tartós változások (pl.enzim vagy receptor irreverzibilis gátlása, a DNS módosítása) prolongálhatják a hatást.A disztribúció és az elimináció összefoglaló elnevezése a diszpozíció. Kvalitatívfarmakokinetikával részletesebben a jegyzet más részei foglalkoznak.Lássuk ezeket a szakmai fogalmakat és területeket kicsit részletesebben is:Megoszlás (disztribúció)Hatékony gyógyszerek előállításához tudni kell, hogy az illető hatóanyag hogyanviselkedik az élő szervezetben, milyen a megoszlása. Ismerni kell például azt afolyamatot, ahogyan a hatóanyag eljut a támadáspontig, vagy hogy mennyi idő alattfejlődik ki és meddig tart a beadott dózis hatása. Az erre adott válaszok alapján lehet agyógyszerformát és a beadási utat, valamint a szükséges dózist megválasztani.A gyógyszerek többsége vízoldékony, és a vérkeringés útján jut el a támadáspontjáig.A gyógyszermolekulák a vérben lévő plazmafehérjékhez kötődhetnek, amelynekmértéke befolyásolja a biológiai membránokon való áthatolásuknak és az extracelluláristérben való megjelenésüknek a sebességét. A gyógyszerek megoszlásánakmeghatározásában fontos szerepet játszik még a helyi pH viszonyoktól függő ionizáció,és a vízben vagy zsírban való relatív oldhatóság is.A gyógyszerek megoszlása az emberi test víztereiben történik. A teljes víztér atesttömeg kb. 60%-a, más számítással kb. 0,6 l/kg, ami egy 70 kg súlyú ember esetében40-45 l. A teljes víztér intracelluláris (a testtömeg 40%-a; 25-35 l) és extracelluláris(a testtömeg 20%-a; 10-20 l) vízterekből áll. Az extracelluláris víztér része a9

plazmavíztér (a testtömeg 4%-a; 2-3 l) és a szövetközti vagy intersticiális víztér (atesttömeg 16%-a; 10-12 l). A gyógyszer megoszlása a gyógyszerhatás szempontjábóligen lényeges folyamat, mely a megoszlási térfogattal (V D ; volume of distribution) ésa megoszlási hányadossal jellemezhető. A megoszlási térfogat egy virtuális víztér,amely ahhoz kellene, hogy a beadott gyógyszer teljes mennyisége olyankoncentrációban legyen benne jelen, mint amennyi a beadást követően a plazmábanmért koncentráció. Számítása az alábbi képlettel történik:V D = a beadott dózis / plazma koncentrációMinél nagyobb a megoszlási térfogat, annál valószínűbb, hogy a szer az extracelluláristérben halmozódik fel. Például: a szalicilát V D értéke 12 l/70kg, míg a klorokviné 13000l/70 kg. Az utóbbi nagy érték arra utal, hogy a klorokvin igen magas koncentrációbanvan jelen a szövetekben, amit a tapasztalat is igazol. Ebből az is következik, hogy aklorokvin esetében igen nagy kezdeti dózisra (telítő dózis) van szükség, hogy a vérbenkellő koncentráció jöjjön létre. A gyógyszer ugyanis gyorsan kijut az érpályából, és aszövetekben halmozódik fel, ahonnan csak lassan kerül vissza a keringésbe. A terápiáshatáshoz ugyanakkor elengedhetetlen a megfelelő plazmakoncentráció.A megoszlási együttható megmutatja, hogy az illető gyógyszer milyen mértékben oszlikmeg két különböző típusú kompartment közt, amelyből a szer szervezeten belülieloszlására is lehet következtetni. Az erősen lipofil tulajdonságú általános érzéstelenítőkpéldául hamar a zsírszövetbe jutnak, így a vízterekben relatíve alacsonykoncentrációban vannak jelen, ahogy azt ilyen vegyületek V D értéke is mutatja.Fehérjéhez kötődésSzámos gyógyszer a vérben reverzibilis módon fehérjékhez (albumin, globulinok,lipoproteinek, glikoproteinek, transzferrin) kötődik. A vérben szabadon lévő és afehérjékhez kötött frakciók egymással dinamikus egyensúlyban vannak, de abiológiai hatás kialakításában csak a szabad, így a membránokon átjutni képesmolekulák vesznek részt. A dinamikus egyensúly fenntartása érdekében az érpályábólkilépő molekulák folyamatosan pótlódnak úgy, hogy a fehérjékről újabb molekulákdisszociálnak le és válnak szabaddá. Ebből a szempontból a fehérjéhez kötött frakcióegy keringő depónak tekinthető, ami képes a gyógyszer hatását elhúzódóvá tenni. Akülönböző gyógyszermolekulák eltérő affinitással képesek a plazmafehérjékhez10

kötődni, így köztük versengés alakulhat ki, és ez a gyógyszerek köztikölcsönhatásokhoz, gyógyszeres interakciókhoz vezethet. Azon szerek esetében, ahol aszabad frakció relatíve kicsi (

következményekkel járhat pl. az antiepileptikumok, orális antikoagulánsok esetében.Hasonlóan, az enziminduktor szerek hirtelen elhagyásakor a párhuzamosan szedettgyógyszerek vérszintje váratlanul megnő. Ilyen esetekben a gyógyszerhatást ésgyógyszerek vérszintjét rendszeresen ellenőrizni kell.Ismerünk olyan gyógyszereket is, melyek gátolják a mikroszómális enzimek aktivitását,ezeket enzimgátlóknak nevezzük. Ilyen pl. a cimetidin, ketokonazol, eritromicin. Azenzimgátlók nagy affinitással kötődnek a CYP enzimekhez, így azokhoz másgyógyszerek nem férnek hozzá és emiatt metabolizmusuk gátlódik.A metabolizmus történhet nem mikroszómális oxidáló enzimek által is, ilyenek azalkohol-dehidrogenáz (nulladrendű enzimkinetika!, pl. etil-alkohol, metil-alkohol),aromatáz, aldehid-oxidáz, amin-oxidáz. Kisebb jelentőségű a redukció, így azoredukció(pl. szulfaszalazin), nitroredukció (kloramfenikol, metronidazol), ketoredukció vagyepoxiredukció. Egyes vegyületek hidrolízissel alakulnak át, mely lehet észterhidrolízis(pl. prokain, acetilkolin), amidhidrolízis (lidokain), azidhidrolízis (izonikotinsavhidrazid),gyűrűnyitás (kumarinok).A II. fázisú reakciók célja a konjugátum képzés, melynek során a polárosvegyületeket konjugáló enzimek kapcsolják glükuronsavhoz (pl. digoxin), glutationhoz(paracetamol), glicinhez (szalicilsav), acetil-koenzim A-hoz (klonazepam) vagy vízhez(karbamazepin-epoxid). A konjugált metabolitok többnyire inaktívak és könnyenkiválaszthatók. A konjugáció is hordozhat veszélyeket: ha enzimhiány, vagy túl sokszubsztrát miatt csökken a mértéke, akkor potenciálisan toxikus metabolitok iskeletkezhetnek. Ilyen következménye lehet a paracetamol túladagolásnak is. Ahatóanyag normálisan 95%-ban glükuronsavval és szulfáttal, valamint 5%-banglutationnal konjugálódik, de túl magas dózis esetén a glutation út hamar kimerül, éshiányában májkárosító naftokinon termék keletkezik. Az antidótum maga a glutationvagy szulhidril-csoporttal rendelkező vegyületek (pl. acetil-cisztein) lehetnek.Amennyiben a glükuronid képzés genetikai vagy szerzett okból (Crigler-Najjarszindróma II. típusa, Gilbert-kór, hepatocelluláris károsodás) csökkent, úgy nagyobb atoxikus termék képződésének valószínűsége, ilyenkor a paracetamol szedését kerülnikell.A metabolizmus alapkoncepciójának, vagyis a kevésbé hatásos, kevésbé toxikus éskönnyen eltávolítható származék képzésének ellentmondanak a prodrugok, más néven12

soft drugok. Ezek biológiailag hatástalanok, amíg a szervezet át nem alakítja őkethatásos vegyületté. A prodrug formában való bejuttatást indokolhatja az aktív vegyületalacsony stabilitása, mely megnehezítené a formulálást (pl. nitrogén-monoxid donorvegyületek, levodopa), kedvezőtlen felszívódási jellemzők (ACE inhibítorok), vagy akizárólag a célszervben létrehozandó, szelektív hatás (aciklovir, dipivefrin). A prodrugalkalmazásának indoka lehet a hosszabb felezési idő is, mintegy depóként működve.Sok gyógyszerre igaz, hogy a metabolizmusa során az eredetinél kevésbé hatásos, demég mindig jelentős biológiai aktivitással bíró, aktív metabolitok is keletkeznek,melyek elnyújtottá teszik a gyógyszer hatását.A gyógyszermetabolizmus főleg a májban történik, de jelentős enzimtevékenység folyika tüdőben, béltraktusban, vesében, bőrben is. A szájon át bekerülő gyógyszerek abéltraktusból felszívódva a mezenteriális vénákba kerülnek, melyek a portális erekbenszedődnek össze és a májba jutnak. A májon való első áthaladáskor sok gyógyszerjelentősen metabolizálódik, így csökken a támadásponthoz eljutó mennyisége. Ezt azúgynevezett „firstpass” effect-et is figyelembe kell venni a gyógyszerek dozírozásakor,illetve a beadási módjuk megválasztásakor.A metabolizmust sok tényező befolyásolja, ilyenek a kor, a nem, a szervezet fiziológiaiállapota, máj- és vesefunkció, dohányzás, genetikai eltérések és az együttesen szedettgyógyszerek. A citokróm enzimeket kódoló gének autoszómális recesszív módonöröklődő eltérései jelentősen módosíthatják a várt gyógyszerhatást.Kiválasztás (exkréció)A szervezet a gyógyszereket kiválaszthatja a vizelettel, széklettel, verejtékkel,anyatejjel, vagy nyállal. A legtöbb gyógyszer a vizelettel távozik el; miután ametabolizmus során vízoldékonnyá alakult. Néhány gyógyszer változatlan formábanürül ki a szervezetből (pl. digoxin, cefalosporinok, aminoglikozidok, gabapentin). Azelimináció, amely együttesen magában foglalja a metabolizmus és a kiválasztásfolyamatait, döntő jelentőségű a gyógyszer adagolása szempontjából. Csökkentmájfunkció esetén kerülni kell a májban metabolizálódó vegyületeket, károsodottvesefunkciójú betegeknek nem javasolt vesén keresztül ürülő készítmények adása.Amennyiben nincs terápiás alternatíva, a gyógyszer dózisát egyénre kell szabni, agyógyszer vérszintjét és hatását pedig rendszeresen kell ellenőrizni.13

A kiválasztás sebességét a gyógyszer és a szervezet tulajdonságai egyarántbefolyásolják. A gyenge savak és bázisok kiürülési sebessége függ a vizelet pH-jától, amolekulaméret limitálja a filtrációt. Ha a molekula plazmafehérjéhez kötődik,kiválasztása elhúzódó lesz, mivel csak a szabad, fehérjéhez nem kötött molekulákválasztódhatnak ki.Az exkréció mértékét jellemzi a clearance (Cl). A clearance alatt azt a virtuálisplazmamennyiséget értjük, mely időegység alatt megtisztul az illető anyagtól. Agyógyszerek fontos farmakokinetikai jellemzője a felezési idő (t ½ ) is, mely megmutatja,hogy az illető szer plazmakoncentrációja mennyi idő alatt csökken a felére. A felezésiidő független a beadási módtól. A felezési idő az alábbi képlet alapján számítható:t ½ = (0,693 V D )/ClA beadott gyógyszer vérszintje az idő előre haladtával csökken, mely folyamat első-,vagy nulladrendű kinetika szerint történik. A matematikai kifejezés arra utal, hogy areakció sebessége a koncentrációváltozás idő szerinti első vagy nulladik deriváltjávalarányos (lásd lentebb). A legtöbb idegen anyag eliminációja elsőrendű kinetikát követ,vagyis minél nagyobb a koncentrációja, annál gyorsabb az eliminációja, és öt felezésiidő elteltével a beadott mennyiség 97%-a eltávozik. A felezési idő ismeretébenhatározható meg, hogy milyen időközönként kell a gyógyszert adagolni a megfelelővérszint fenntartása érdekében.Nulladrendű kinetika szerint ürül az alkohol, vagyis az elimináció független avérkoncentrációtól. Ez a gyakorlatban annyit jelent, hogy akármekkora is a bevittmennyiség, 1 óra alatt mindig kb. 7 g (tiszta) etil-alkoholnak megfelelő mennyiség tudeltávozni. Míg az enzimreakció sebessége nem, addig az alkohol központi idegrendszerihatásaival szembeni tolerancia egyénenként változó. A nulladrendű kinetikávaleliminálódó gyógyszereket túladagolás esetén dialízissel lehet eltávolítani.Az elimináció történhet Michaelis-Menten-féle kinetika szerint is, erre példa afenitoiné. Alacsony vérkoncentráció esetén az elimináció elsőrendű kinetika szerintzajlik, de egy határérték felett, az enzimkapacitás telítődése miatt, nulladrendűvé válik.A további adagolás a fenitoin vérszintjének gyors emelkedését fogja eredményezni,mely így toxikus tartományba csúszhat. Az ilyen kinetikával eliminálódó gyógyszerekvérszintjét rendszeresen ellenőrizni kell.14

1. Kiválasztás a vesén keresztülA keringésből a vizeletbe glomeruláris filtrációval vagy tubuláris szekrécióvalválasztódnak ki a gyógyszerek. A filtrációt befolyásolja a részecskeméret, polaritás, azartériás középnyomás. Általánosságban elmondható, hogy az 5000 Daltonnál kisebb,töltéssel nem rendelkező, fehérjéhez nem kötött molekulák filtrálódnak szabadon. Anagyobb, elektromosan töltött részecskék energiaigényes transzporttal szekretálódnak atubulusokba. A tubulusokból lehetséges reabszorpció, lipidoldékony, nem ionizáltgyógyszerek passzívan reabszorbeálódhatnak, az ionizációra hajlamos vegyületekreabszorpcióját azonban jelentősen befolyásolja a vizelet pH-ja.A filtrációra nem alkalmas gyógyszerek aktív tubuláris szekrécióval választódhatnakki. Ezek a molekulák ATP-függő transzportmechanizmussal kerülnek át a plazmából atubuláris folyadékba, a vese tubulusok epitél sejtjein keresztül. Anionos transzporttalválasztódnak ki a szerves savak (pl. szalicilsav, penicillinek, szulfonsav-származékok,glükuronid- és szulfát-konjugátumok). Kationos mechanizmussal távoznak el a szervesbázisok (pl. morfin, petidin, amilorid, hisztamin, szerotonin). Ez a kiválasztómechanizmus rendkívül erőteljes, hiszen koncentrációgrádiens ellenében is hatékonyanműködik, amikor a vérkoncentráció már gyakorlatilag nulla. Mivel az aktív szekrécióeredményeképpen a gyógyszer szabad koncentrációja folyamatosan csökken, agyógyszerek plazmafehérjéről való disszociációja is fokozódik. Az energiaigényes,illetve telíthető szekréciós pumpákért ugyanakkor versengés indulhat meg a hasonlókarakterű vegyületek közt (pl. penicillin – probenicid), ami módosíthatja az egyesgyógyszerek ürülési kinetikáját.A vesetubulusokból a plazmába történő passzív reabszorpció is lehetséges, ez akoncentráció-grádiensnek megfelelő irányban működik. A reabszorpció mértéke függ aszer lipofilitásától és a helyi pH-tól. A gyenge savak disszociációja pl. a savas pH-nvisszaszorul, így a disszociálatlan (erősebben lipofil) molekulák könnyenátdiffundálhatnak a membránokon. Mivel a pH értéke a proximális tubulusban 4, adisztálisban 8 körüli, a gyenge savak a proximális, a gyenge bázisok a disztálistubulusból reabszorbeálódhatnak passzívan, így a vizelettel való eltávozásuk lassul.A vizelet pH-jának szándékos megváltoztatásával ugyanakkor meg is gyorsítható azexkréció. Savas pH megkönnyíti a bázikus vegyületek kiürítését, melyet elérhetünk avizelet savanyításával (pl. nagy dózisú aszkorbinsav). Fordítva pedig a lúgos pH-jú15

vizelet meggyorsítja a savas karakterű anyagok távozását. A bizonyos gyógyszerektúladagolásakor alkalmazott forszírozott diurézis is ezen alapul: diuretikumok adásamellett a gyenge savak (pl. barbiturátok, szalicilát) exkrécióját NaHCO 3 -tal, gyengebázisokét (pl. kokain, amfetamin) pedig NH 4 Cl-dal lehet meggyorsítani.2. Kiválasztás a májon keresztül és az epévelA máj kiemelkedő szerepet játszik a gyógyszerek eliminációjában, és ezzel együttfokozott kockázatnak van kitéve a gyógyszerek esetleges toxicitása miatt. Két főlebenye van, állományának legnagyobb részét a májsejtek (hepatociták) teszik ki,melyek funkcionális egységeket, lebenykéket (lobulusokat) alkotnak. A máj termeli azepét, mely előbb intrahepatikus, majd extrahepatikus epeutakon keresztül továbbítódikaz epehólyagba, ahonnan szükség szerint ürül a duodenumba. Számos gyógyszer éstoxikus metabolit is ezen az úton választódik ki.Az emésztőtraktusból felszívódó gyógyszerek a vena portae-n jutnak be májba,némelyek azonnal extenzíven metabolizálódnak (first pass effect). Ez jellemző a pl. apropranolol, morfin vagy lidokain esetében. A jelentős plazmafehérje kötéssel bíróhatóanyagok (pl. fenobarbitál, warfarin) esetében a metabolizmus természetesen jóvallassabb, hiszen a metabolizáló enzimek csak a szabad frakcióhoz férnek hozzá. Aparenterálisan beadott (injekció, infúzió) hatóanyagok is keresztül haladnak a májon,ahol megkezdődhet a metabolizmusuk. Általánosságban igaz, hogy a májon át a lipofilvagy nagy molekulájú hatóanyagok eliminálódnak, míg a vesén keresztül a kisebb,vízoldékonyabb molekulák.A májban metabolizált vegyületek az epeutakba választódnak ki, és az epével aduodenumba ürülnek. A bélből a különböző, pl. glükuronid-konjugátumok egyrészt aszéklettel távozhatnak el a szervezetből, másrészt belőlük hidrolízissel újra szabaddáválhat a gyógyszer és újra felszívódhat a bélből. Ez a jelenség az enterohepatikuskörforgás, amely lassítja a gyógyszerek kiürülését, vagyis meghosszabbítja aszervezetben tartózkodásukat. Jellemző pl. a benzodiazepinekre, szteroid hormonokra,morfinra. Amennyiben a körforgás valami miatt gátolt, a gyógyszer ürülése felgyorsul,a gyógyszerhatás tehát időben hamarabb cseng le. Ez ritkán előfordulhat antibiotikumkezelés során, a glükuronid-konjugátumokat hidrolizáló bélbaktériumok elpusztulásakövetkeztében.16

A gyógyszer vagy kémiai anyag okozta májkárosodás lehet májsejt nekrózis (pl.paracetamol mérgezésben, vagy széntetraklorid hatására), gyulladás (halothan,klórpromazin), vagy hepatitis-szerű tünetek (izoniazid, metildopa).3. Kiválasztás tüdőn keresztülA tüdőn keresztül választódnak ki gázhalmazállapotú anyagok (gáz vagy gőznarkotikumok), illetve illékony anyagok (alkoholok, illóolaj komponensek). A tüdőnkeresztüli elimináció meggyorsítható a légzés és a keringés fokozásával, ilyen módon aműtéti narkózis mélysége is szabályozható. A hörgők mirigyeiben választódhatnak kilokális izgató hatású köptető sók.3. Kiválasztás egyéb szekrétumokkalA gyógyszerek és metabolitjaik a bőrön keresztül is kiválasztódhatnak, ez a faggyúvagyverejtékmirigyek váladékával történő exkréciót jelent. Részben bőrön keresztülválasztódnak ki az alkohol, halogének, illékony anyagok (pl. fokhagyma illóolajkomponensei), tiamin, szulfonamidok.Bizonyos gyógyszerek a nyállal fokozottan választódnak ki, de ezen a módon nemürülnek a szervezetből, hiszen ezt a beteg lenyeli. A nyálban való feldúsulás pl. aklindamicin antibiotikum esetében kifejezetten előnyös, a gyógyszert gyakranalkalmazzák szájüregi fertőzések kezelésére. Másrészt kellemetlen következményelehet, hogy a beteg egyes gyógyszerek keserű ízét érzi, pl. ritonavir, metronidazolesetében.Az anyatejbe passzív diffúzióval a lipidoldékony, illetve a bázikus hatóanyagokválasztódhatnak ki, mivel pH-ja enyhén lúgos (közel semleges). Karrier-mediálttranszporttal további kationok (pl. cimetidin, ranitidin) jelenhetnek meg. Kiválasztódikide a koffein, teofillin, alkohol, nikotin és számos kábítószer (amfetamin, kokain) is. Azanyatejes táplálás élettani és pszichológiai fontossága miatt a gyógyszerszedést és azélvezeti szerek fogyasztását mindenképp kerülni szükséges a szoptatás alatt, haazonban nélkülözhetetlen az anya kezelése, a szoptatást fel kell függeszteni. Egyesesetekben szigorú orvosi ellenőrzés mellett, a legkisebb hatékony dózist alkalmazva aszoptatást folytatni lehet, ekkor a gyógyszert közvetlenül a szoptatás befejezése utánkell alkalmazni.17

Felszívódás (abszorpció), beadási módokFelszívódás alatt azt a folyamatot értjük, ami alatt a gyógyszer a beadás helyéről aszisztémás keringésbe jut. Intravénás beadás esetén nincs felszívódás. Ideális esetben agyógyszer csak a biológiai hatás helyére jutna el, amely a gyakorlatban ritkán érhető el.A biohasznosíthatóság kifejezés arra utal, hogy a beadott dózisnak mekkora hányadajut el változatlan formában a keringésbe. A biohasznosíthatóság függ a gyógyszerformulálásától, a beadás módjától és a máj first pass metabolizmusától; intravénásbeadás esetén 100%, egyéb esetben a tökéletlen felszívódás következtében ennél kisebblehet. Igen fontos farmakokinetikai paraméter, hiszen ez alapján számítható a dózis, hanem közvetlenül a keringésbe adjuk be a hatóanyagot.A gyógyszer beadásának módja meghatározza a gyógyszerhatás kezdetét, az elérhetővérkoncentrációt, és a gyógyszer bent tartózkodásának idejét. A beadási mód lehet (A)orális, (B) parenterális és (C) topikális. Orális adminisztráció esetén a gyógyszer aszájon át jut be a szervezetbe, majd lenyelve a gyomor-bél traktusból szívódik fel éstöbbnyire a keringés segítségével jut el a hatás helyére. Orálisan beadhatók tabletták,kapszulák, oldatok, szuszpenziók, emulziók, stb. Parenterális beadásnál a gyógyszer agyomor-bél traktus érintése nélkül kerül a szisztémás keringésbe. Ilyen a hüvelybe,inhalációval a tüdőbe (külön tárgyaljuk majd), vagy injekció formájában az izomba, abőr szövetei közé (implantátumok esetében gyakoribb a bőr alá, mint az intradermálisalkalmazás) vagy pl. közvetlenül az érpályába történő gyógyszer bevitel. A topikálisalkalmazás lényege, hogy a gyógyszer azon a felületen fejtse ki a hatását, ahol azalkalmazása történik, így közvetlenül bőrfelületen vagy nyálkahártyán, helyi hatáselérése céljából. Ilyen céllal elsősorban kenőcsöket, hintőporokat, spray-ketalkalmazunk. Külön szólunk majd arról a gyorsan fejlődő és egyre nagyobbjelentőséggel bíró területről, mely a bőrön keresztül transzdermálisan juttat gyógyszert aszervezetbe korszerű gyógyszerleadó rendszerek formájában, de nem lokális, hanemszisztémás hatás elérése érdekében használja fel a bőrt, mint hatóanyag bejuttatásikaput.A beadási módot az alapján kell megválasztani, hogy (1) milyen hatást szeretnénk elérnia gyógyszerrel (helyi vagy távoli hatást), (2) milyen gyorsan szeretnénk a hatást elérni,(3) mennyire tartós hatást tervezünk, (4) mennyire kívánjuk a beteg kényelmétszolgálni, illetve az, hogy (5) az adott vegyület fizikokémiai, farmakológiai és18

toxikológiai jellemzői mit tesznek lehetővé. A beteg számára az orális beadás általábana legkényelmesebb, de vannak olyan hatóanyagok, amik a gyomorban elbomlanak (pl.egyes penicillinek, inzulin), így azok csak parenterálisan adhatók be. A sürgősségiellátás során gyakran a minél gyorsabb hatás elérése a cél, ezért elsősorban az inhalációsvagy intravénás parenterális gyógyszer beadást alkalmazzák. Bizonyos szervielégtelenségek (máj vagy vese érintettsége) esetén célszerű olyan utat választani, amikevésbé terheli a kérdéses szervet, és lehetőség szerint a helyi alkalmazást választani. Abőr alatt vagy az izomban olyan depók is kialakíthatók, melyek hosszú távon isegyenletes hatóanyag leadást biztosítanak, ezzel mentesítve a beteget a gyakorigyógyszerszedés alól.A gyógyszerek transzportja a biológiai membránokon keresztülA gyógyszerek átjutását a membránokon alapvetően a lipid/víz megoszlásuk határozzameg, és a megoszlási hányadossal jellemezhetjük. A molekula polaritásának vagyionizációjának fokozásával a megoszlási hányados csökken, apoláros vegyületté alakításvagy az ionizáció visszaszorítása pedig fokozza a hányados értékét. A biológiaimembránok a lipidoldékony, nem ionizált molekulák számára szabadon átjárhatók. Azionizáció mértékét a vegyület disszociációs konstansa adja meg, amely függ a helyi pHtól.A gyógyszerek a biológiai membránokon különböző módon juthatnak át. (1) Passzívdiffúzióval az apoláros, lipidoldékony anyagok jutnak át könnyen, melyek lipid/vízmegoszlási hányadosa nagy (pl. altatógázok). (2) Filtráció segítheti egyes molekuláktranszportját, melyek vízben jól oldódnak és molekulatömegük 100 alatti (pl. urea). Afiltráció sebességét a membrán két oldala közti nyomáskülönbség, a molekulaméret és amembrán pórusnagysága együttesen határozzák meg. (3) A gyógyszerek egy része aktívtranszport segítségével, tehát koncentráció grádiense ellenében, energiafelhasználásával jut át a biológiai membránokon. Az aktív transzportot lebonyolító, amembránban elhelyezkedő fehérjemolekulák a karrierek, melyek endogén anyagokszállítására specializálódtak. Olyan gyógyszermolekulákat tudnak ezek szállítani,melyek szerkezetükben, polaritásukban, méretükben hasonlóak az endogén anyagokhoz.Mivel a karrierek működése limitált, így az aktív transzport telíthető, sőt jelentősversengés (kompetíció) forrása lehet. (4) Szintén karrier-mediált, de koncentrációgrádienssel megegyező irányban működő transzport mechanizmus a facilitált diffízió.19

(5) Erősen ionizált pl. kvaterner N-t tartalmazó molekulák ionpárokat képezhetnekellentétes töltésű részecskékkel, és így összekapcsolódva passzív diffúzióval tudnakátjutni a membránokon. (6) Különösen nagy molekulák, antitestek, liposzómába zárt,pegilált hatóanyagok endocitózis, azaz a bekebelezés segítségével jutnak be a sejtekbe,majd szabadulnak fel a lizoszómákból sejten belül. Ezekről a területekről külön isfogunk szólni.Az általános alapelvek és ismertető után lássuk most a kinetikai alapokat elsőkéntrészletesebben.Kvantitatív farmakokinetikaA kvantitatív farmakokinetika elsődleges célja a farmakon koncentrációjánakidőbeli alakulását leírni az élő szervezet valamely kitüntetett részén vagy részein(általában ott, ahol az adott farmakon a várt illetve nemkívánatos hatásait létrehozza). Akoncentráció-idő függvény birtokában lehetőség nyílik racionális adagolási protokoll,valamint gyógyszertechnológiai vonatkozás szerint a terápiás kívánalmaknak megfelelőhatóanyagleadású gyógyszerforma tervezésére. Ehhez egyrészt analitikai háttérre vanszükség (melyre nem térünk ki e fejezet keretein belül), másrészt a mért illetve számolt(vagy sokszor inkább becsült) koncentráció-értékek matematikai feldolgozására és alegmegfelelőbb farmakokinetikai modellbe való beillesztésére. A jelen fejezet fő célja alegegyszerűbb matematikai modellek bemutatása révén olyan szemlélet kialakítása,amellyel a dinamikus egyensúlyra törekvő élő rendszerek és a kívülről bevitt kémiaistruktúrák kölcsönhatása a maga összetettségében is érthetővé, sőt „érezhetővé” válik.A szakmai intuícióhoz ugyanis egzakt ismereteken keresztül visz az út.EtimológiaFarmakon (pharmacon - φαρμακον) alatt az ókori görögök gyógynövényt,gyógyszert és mérget egyaránt értettek. A gyógyítás és a varázslás közös gyökereireutal, hogy a farmakosz (pharmacos - φαρμακος) ugyanakkor engesztelő áldozatra szántállatot illetve embert jelentett („bűnbak”). Logosz (logos - λογος) = beszéd, tan; biosz(bios - βιος) = élő; farmácia (pharmacia - φαρμακια) = gyógyszer illetve méreg20

alkalmazása; dinamisz (dynamis - δσναμις) = erő, képesség, hatalom; kinézis (kinesis -κινησις) = mozgatás.Farmakokinetikai modellekMinden farmakokinetikai számítás az élő rendszer farmakonra kifejtetthatásának matematikai modellezésén alapul. Ennek ellentmondani látszik, hogy régen alegáltalánosabb, vagyis legkevesebb előfeltevést tartalmazó számításokat„modellfüggetlen” módszereknek is nevezték, az ellentmondás azonban feloldhatóazzal, hogy esetükben a „modellfüggetlenség” csak a specifikusabb modellekre jellemzőfeltételek hiányát jelentette. A farmakokinetikai modellek előfeltevései lehetnekdöntően fizikai-kémiai jellegűek, ilyenek a klasszikus kompartment (vagy rekesz)modellek, továbbá kiindulhatnak az élő szervezet szöveti szerveződéséneksajátosságaiból is, ilyenek a fiziológiai (más néven anatómiai vagy biológiai és élettani)modellek.Az általános (nem-kompartmentális és nem-fiziológiai) modellek, nevüknekmegfelelően, általános megfontolásokból indulnak ki, a farmakon sorsát érintőfolyamatok mechanizmusára vonatkozóan nem tételeznek fel semmit. Az analitikaimódszerek és a számítógépek rohamos fejlődésével párhuzamosan vesztettek egykorijelentőségükből. Finom elemzésre nem alkalmasak, de olcsón gyors tájékozódásttesznek lehetővé a farmakonok legfontosabb kinetikai sajátosságait illetően, ezért újfarmakonok vizsgálata során elsőként általános modellen alapuló számításokatvégeznek el. Jól használhatók olyankor is, amikor az élő rendszer és a farmakoninterakciójának bonyolultsága miatt (pl. több helyről történő felszívódás, több helyenzajló elimináció, enterohepatikus körforgás) a szóba jövő rekesz vagy fiziológiaimodellek túlságosan nehezen kezelhetőek.A kompartment modellek rekeszei, noha azt célozzák, nem feltétlenül azonosaka szöveti kompartmentekkel. A rekesz modellek előnye viszont, hogy fiziko-kémiailagkoncepciózus matematikai formalizmussal írják le a hatóanyag koncentrációkalakulását, sőt némi rugalmasságot is mutatnak a modellált élő rendszerek ésfarmakonok interakciója kapcsán (létezik egy, két, illetve több rekeszes formájuk,amellett az egyes kompartmentek kapcsolatára is több lehetőséget kínálnak). A rekeszmodellek alapján végzett számításokat kompartment-analízisnek is nevezik.21

A fiziológiai modellek legfőbb előnye, hogy ezek tükrözik a legpontosabban avalós viszonyokat. Hátrányuk viszont, hogy az általuk használt matematikai leírás sokesetben erősen empirikus (kevésbé koncepciózus), emellett több és nehezebbenmegszerezhető adatot igényelnek (számítás- és vizsgálómódszer-igényesek).Klasszikus kompartment modellekA szervezeten belül azt a térfogatot, amelyben egy adott farmakon megtalálható(vagyis ahol koncentrációja nem nulla), megoszlási térnek vagy térfogatnak (V d ;volume of distribution) nevezzük. A megoszlási téren belül egy kompartmentnektekintjük azt a térfogatot, amelyben a farmakon egy adott időpontban azonoskoncentrációban fordul elő (vagyis amelyben a koncentráció-megoszlása térbenhomogén). Elvben tehát egy rendszer annyi rekeszből áll, ahány koncentrációban fordulelő benne a farmakon. Az egyszerűsítés érdekében feltételezzük, hogy egykompartmenten belül a disztribúció pillanatszerűen megy végbe, továbbá eltekintünk arekeszen belüli farmakon-áramlást biztosító koncentráció-grádienstől (dinamikusegyensúlyban ugyanis, amikor pl. a farmakon valahonnan felszívódik, máshonnan pedigeliminálódik, egy kompartmenten belül előfordulhat koncentráció-grádiens, csak értékenem túl nagy).Egyrekeszes nyílt modellA farmakon homogénen eloszlik a rendelkezésre álló térben, és e térbőlkizárólag elimináció révén távozhat (A nyílt jelleg arra utal, hogy anyag juthat beleilletve távozhat belőle. A későbbiekben csak nyílt rendszerekkel foglalkozunk). Egyadott élő szervezet és egy adott farmakon vizsgálata során először általában azegyrekeszes modellből indulunk ki, és csak akkor bővítjük a modellt továbbirekeszekkel, ha a mérési adatok (a monitorozott kompartment(ek)ben meghatározottfarmakon koncentrációk) nem mutatnak jó egyezést a modell által jósolt adatokkal.Egyrekeszes modellel jellemezhető pl. a teljes víztérben gyorsan megoszló etanol,valamint az iv. adás után a vérpályában keringő plazmaexpanderek (1. ábra).abszorpciók aszervezetk eelimináció22

1. ábra: Egyrekeszes nyílt modell sémás ábrázolása. A k a és a k e az abszorpció és azelimináció sebességi állandói.Kétrekeszes nyílt modellKét rekesz esetében már döntenünk kell a kompartmentek egymáshoz képestiviszonyáról, illetve ezek kapcsolatáról a felszívódással és az eliminációval (kétlehetőséget a 2. ábra mutat be).abszorpcióabszorpciók aperifériásrekesz1. rekesz k c 2. rekesz k e eliminációk -ck -ck ak ck e eliminációcentrálisrekesz2. ábra: Kétrekeszes nyílt modellek (felső: centrális típusú; alsó: lánc típusú) sémásábrázolásaA k a és a k e az abszorpció és az elimináció sebességi állandói, a k c és a k -c pedig egyadott rekesz viszonylatában a be- és kilépés sebességi állandói. Ha abszorpció éselimináció több rekeszbe/rekeszből is történhet, további típusok is lehetségesek.A kétrekeszes nyílt modellek legfontosabb képviselője a centrális típus 2. ábránközölt formája, ami a legtöbb farmakon esetében jó közelítést nyújt. A centráliskompartmentnek rendszerint a vér (azon belül is a vérplazma) felel meg, ahová afelszívódás történik és ahonnan a farmakon eliminálódik (többnyire renális és/vagyhepatikus úton). A perifériás rekesz olyan szöveti teret (tereket) modellez, amely(ek)benegyensúly áll be, ugyanakkor a farmakon nem egyenlő koncentrációban fordul elő,mint a centrális rekeszben. A perifériás rekesz módosítja a szer koncentrációjánakidőbeli alakulását a centrális kompartmentben is (ezért utóbbi szoros monitorozásával azelőbbi megléte felderíthető).23

A kétrekeszes modellek újabb rekeszekkel való bővítése tovább növeli alehetséges típusok számát, de egyben nehezíti is a modell használatát.A farmakonokat érintő változások kinetikai rendjeReakciókinetikai alapokEgy adott farmakon sorsát érintő valamennyi folyamat (abszorpció, elimináció,többrekeszes modellben a kompartmentek közötti transzport) kinetikáját tekintveugyanazokkal a matematikai eszközökkel írható le. A farmakonokat érintő folyamatokközül kísérletesen az elimináció követhető a legkönnyebben.Mint már utaltunk rá, eliminációnak tekintünk mindent, ami (1.) az adottfarmakon elsődleges kémiai kötéseiben változást okoz (metabolizáció), vagy (2) afarmakont eltávolítja az élő szervezetből (exkréció). Az első lehetőség kémiai reakció,de matematikailag a második lehetőség (egy transzport-folyamat) is kezelhető kinetikaiszempontból reakcióként. Az egymással reakcióba lépő anyagok koncentrációinakidőbeli változásaival, vagyis a kémiai reakciók sebességével (és ezzel összefüggésben amechanizmusával) a reakciókinetika foglalkozik.Empirikus megközelítés esetén egy kémiai reakció sebességét kifejezőegyenletbe felveszik az összes reagáló anyag koncentrációját, veszik ezeket a reakciósztöchiometriájából következő kitevőkön (sztöchiometriai együtthatók), majdmegkeresik azt a k állandót, amellyel a hatványozott koncentrációk szorzatátmegszorozva az egyenlővé válik a kísérletesen mért reakciósebesség értékekkel (v):Egy kémiai reakció (bruttó) rendűségét a reakciósebességet meghatározókoncentrációk hatványkitevőinek összege adja meg (a fenti egyenlet esetén: a+b+…+x).Egy reakció rendűségét egy résztvevőre is meg lehet adni, ekkor csak az érintett anyagkoncentrációjának hatványkitevője számít (pl. a fenti egyenletben az 1-es anyagra: a).Gyakorlati szempontból az a lényeg, hogy a k sebességi állandó kísérletes körülményekközött valóban állandó legyen.Az élő szervezetben a farmakonok kémiailag igen gazdag környezetben,általában több különböző molekula részvételével metabolizálódnak (rendszerint vizesoldatban), és noha elvben csak az első lépés számít (melynek során a farmakon kémiai24

szerkezete megváltozik), a metabolizáció általában sorozatreakció, melyben a későbbilépések befolyásolják az első lépés sebességét, tehát a folyamat egészét figyelembe kellvenni. A farmakonok eliminációja matematikailag mégis viszonylag egyszerűenközelíthető az alábbi elvek érvényesülése következtében:1. Sorozatreakció sebességét (legalábbis a folyamat elején) a legkisebb sebességiállandóval rendelkező (leglassabb) részreakció szabja meg (sebességmeghatározólépés). A teljes folyamat kinetikai rendűsége a sebességmeghatározó lépés rendűsége jólközelíti, tehát elég azzal foglalkozni.2. Ha az egyik reagáló anyag olyan nagy feleslegben van jelen, hogy akoncentrációja gyakorlatilag változatlan a folyamat során, akkor nem járul hozzá areakció kísérletesen meghatározható rendjéhez, vagyis kihagyható a reakciósebességetleíró egyenletből. Ezzel pl. a metabolizmusban gyakran résztvevő víz koncentrációjávalnem kell számolni, hasonlóképpen a farmakonokéhoz képest nagy mennyiségben jelenlévő endogén molekulákkal (pl. ATP, glükuronsav).3. A sebességmeghatározó lépés (hasonlóan a többi lépéshez) szinte bizonyosanenzim által katalizált reakció. A katalizátor a folyamat végén változatlanul maradvissza, tehát az enzim is kihagyható a reakciósebesség egyenletéből.A farmakonok eliminációja során (és matematikai elveit tekintve abszorpciója ésminden más transzportja esetén is) tehát a sorozatreakció sebességmeghatározó lépésétkell figyelembe venni, amelyben rendszerint egy farmakon-molekula egy enzimhez(illetve karrierhez) kapcsolódik, miközben a reakcióban esetlegesen résztvevő egyébmolekulák a farmakon koncentrációjához képest nagy mennyiségben vannak jelen.Ebből következően a farmakonok eliminációja (illetve abszorpciója és transzportja)kinetikai szempontból monomolekulárisnak tekinthető, vagyis a folyamat sebességét asebességi állandó és a farmakon első hatványon vett koncentrációjának szorzata adjameg. Más szavakkal, a farmakonok eliminációja (és az őket érintő többi változás is)kinetikailag döntően elsőrendű illetve látszólagosan elsőrendű (pszeudoelsőrendű).Elimináció az egyrekeszes nyílt modellbenTekintettel arra, hogy a farmakonokat érintő folyamatok közül legkönnyebbenaz elimináció vizsgálható, a kinetikai rend jellegzetességeit ennek példáján mutatjuk be.25

Az egyszerűség kedvéért - ahol külön nem jelezzük másként - az eliminációt azegyrekeszes nyílt modellben vizsgáljuk.Noha a farmakonok eliminációjának sebességét általánosságban a sebességiállandó és az első hatványon vett koncentráció szorzata elfogadhatóan becsüli, azelimináció sebessége ennél finomabban is megközelíthető. Az elimináció (mint enzimkatalizálta átalakulás) kezelhető a Michaelis-Menten kinetika alapján, amely atömeghatás törvényéből (pontosabban annak egyensúlyra felírt alakjából) indul ki(ugyanúgy, mint előképe, a farmakodinámiából ismert Hill egyenlet). Michaelis ésMenten modellje is tartalmaz elhanyagolásokat, ennek köszönhetően matematikailagviszonylag egyszerű. Eszerint az elimináció sebessége (v):ahol: v max az elimináció maximális sebessége, c a farmakon eliminációsútvonalán a sebességmeghatározó enzim szubsztrátjának koncentrációja (amely alegegyszerűbb esetben magának a vizsgált farmakonnak a koncentrációja, de nemfeltétlenül az), K M pedig az a szubsztrát koncentráció, melynek jelenlétében asebességmeghatározó enzim félmaximális sebességgel működik (Michaelis-Mentenállandó). A fenti egyenlet alapján a sebességet a koncentráció függvényében (lineáristengelyek mellett) ábrázolva hiperbolikus, vagyis telítési görbét kapunk (3. ábra).26

sebességv maxv max /2K M 4 K M koncentráció3. ábra: Egy szubsztrát enzimatikus eliminációjának sebessége a szubsztrátkoncentrációjának függvényében (a jelölések magyarázatát ld. a fenti egyenletnél).Bár K M a sebességmeghatározó enzim szubsztrátjának féltelítő koncentrációja,esetünkben jól jellemzi a vizsgált farmakon koncentrációját is. A sebességmeghatározóenzim által katalizált lépéshez képest ugyanis a többi folyamat kinetikailag aligbefolyásolja az eredő folyamat kinetikáját.A farmakonok eliminációjának sebességét a 0 - K M koncentráció tartományban,mivel itt K M > c, további egyszerűsítéssel a következőképpen írhatjuk fel:ahol: k e =v max /K M az elimináció sebességi állandója. Vegyük észre, hogy asebességet kifejező egyenletben (v=k e·c) a koncentráció az első hatványon szerepel,tehát a farmakonok eliminációja a 0 - K M koncentráció tartományban jó közelítésselelsőrendű. Ekkor a szubsztrát mennyisége kicsi az enzim mennyiségéhez (pontosabbanaktivitásához) képest, ezért a bejuttatott újabb adag farmakonból képződőszubsztrátmolekulák is hamar találnak szabad enzimet, vagyis az elimináció sebességenőni fog. Ezzel összhangban a 3. ábrán a K M -nél kisebb koncentrációk esetén asebességfüggvény közel lineáris, vagyis az elimináció nagyjából egyenesen arányos aszubsztrát (illetve a vizsgált farmakon) koncentrációjával.27

Az elimináció sebességét egy kis elhanyagolás árán a 4 K M -nél nagyobbkoncentrációkra is felírhatjuk egyszerűbben abból kiindulva, hogy K M < c:A 4 K M -nél nagyobb koncentrációk esetén tehát az elimináció sebességiállandója maga a v max , az elimináció sebessége pedig mindig a maximum. Vegyükészre, hogy a koncentrációfüggetlenség azt jelenti, hogy a sebesség egyenletében(v=v max =k e·c 0 ) a koncentráció a nulladik hatványon szerepel, a farmakonok eliminációjatehát a 4 K M -nél nagyobb koncentrációk esetén jó közelítéssel nulladrendű. Ekkor aszubsztrát mennyisége már nagy az enzim mennyiségéhez (illetve aktivitásához) képest,az enzimmolekulák többsége foglalt, így a bejuttatott (vagy keletkezett) újabbszubsztrátmolekulák nehezen találnak szabad enzimet. Ennek megfelelően a 3. ábrán a 4K M -nél nagyobb koncentrációknál a sebességfüggvény a lineárist közelíti, de csaknemvízszintesen fut, vagyis az elimináció jó közelítéssel függetlenné vált a szubsztrát(illetve a vizsgált farmakon) koncentrációjától.Az elimináció sebességét leíró egyenletet a K M - 4 K M koncentrációtartományban matematikai szempontból nem érdemes egyszerűsíteni, a folyamat ebbena tartományban törtrendű (0 és 1 között). A gyakorlatban azonban ezt a koncentrációintervallumot első- vagy nulladrendű kinetika szerint kezeljük attól függően, hogy azadott farmakon számunkra (terápiásan vagy toxikológiailag) fontos koncentrációtartománya inkább a kisebb vagy a nagyobb koncentrációk felé terjed-e ki.Noha a 3. ábra szerint a farmakonok eliminációja a farmakon koncentrációjátólfüggően legalább kétféle (első- és nulladrendű) kinetikát követ, a gyakorlatban azttapasztaljuk, hogy a legtöbb szer eliminációja kinetikailag egységes, általábanelsőrendű, a szerek egy szűk csoportja esetén pedig nulladrendű (ide tartozik pl. azetanol). Ennek oka, hogy a legtöbb farmakon koncentrációja nem bír jelentőséggelolyan széles koncentráció tartományban, ami az általunk vizsgált eliminációt azelsőrendűtől a nulladrendűig ívelné. Ha a szer már jóval az eliminációsebességmeghatározó enzimének (vagy transzporterének) K M értéke alattikoncentrációban hatásos, a 4 K M fölötti szintek toxikusak vagy ki sem tudnak alakulni(mert összeegyeztethetetlenek az élettel). Ha viszont a farmakon számunkra érdekes28

koncentrációi fölötte vannak a 4 K M értéknek, a K M alatti koncentrációk általábanhatástalanok, ezért nem vizsgáljuk őket.Néhány kivételes farmakon olyan széles koncentráció tartományban használatos,hogy a gyakorlatban is tapasztaljuk az eliminációs kinetika koncentrációfüggőváltozását. Az acetilszalicilsav például thrombocyta-aggregáció gátló indikációban adva(75-325 mg pro die) elsőrendű kinetika szerint eliminálódik, rheumatoid arthritistüneteinek mérséklésére viszont olyan napi dózisban is adják (2-4 g), melynekeliminációja már nulladrendű. Az egyszerűség kedvéért rendszerint ilyenkor iseltekintünk attól, hogy az eliminációs kinetikát törtrendűnek vegyük (pedig pl. a lázilletvefájdalomcsillapító acetilszalicilsav dózistartomány – 0.5-2 g –ebbe illene bele aleginkább).Klasszikus kompartment-analízisElsőrendű elimináció az egyrekeszes nyílt modellben pillanatszerű felszívódás mellettHa egy farmakon t 0 időpontban adott egyszeri dózisának felszívódása egykompartmentbe pillanatszerű, akkor a t 0 időpontban már kialakul a maximális c 0koncentráció. Ekkor elsőrendű elimináció esetén bármely t időpontban a farmakon c tkoncentrációját a következő egyenlet írja le:ahol: e a természetes szám (a természetes logaritmus alapja). Mivel elsőrendűkinetika esetén (és csak ekkor!) k e =ln2/t 1/2 (ahol t 1/2 a felezési idő), a fenti összefüggésanalóg a radioaktív bomlástörvénnyel, ennek megfelelően kifejezhető az ez utóbbinálszokásos formában is (igaz, a radioaktív bomlás leírása során anyagmennyiséget és nemkoncentrációt szerepeltetnek az egyenletben, de állandó térfogat esetén ezekekvivalensek egymással):29

linearizálódik:A fentebbi exponenciális egyenlet logaritmusát véve az időtől való függésElsőrendű elimináció esetén a k e megadja az adott farmakon koncentrációjánakidőegységenként eliminálódó hányadát (így 1/időegység dimenziójú mennyiség). Ha akompartment térfogata nem változik (vagyis a V d állandó), a k e megadja a farmakonanyagmennyiségének időegységenként eliminálódó hányadát is, és egyben az időegységalatt „megtisztuló” megoszlási tér hányadot is. Ennek megfelelően:A megoszlási tér „megtisztulása” azt jelenti, hogy tekintjük azt a térfogatot,amely időegység elteltével teljesen megtisztulna a benne oldott farmakontól, ha amegoszlási tér fennmaradó részében a farmakon koncentrációja ugyanannyi maradna,mint az időegység eltelte előtt volt. Ez a clearance, ami tehát megadja a megoszlási téridőegység alatt „megtisztuló” részének térfogatát, így térfogategység/időegységdimenziójú. Mivel mind a k e , mind a V d állandó, elsőrendű elimináció esetén állandó aclearance is. A clearance és a c t szorzata megadja t időpontban a következő időegységalatt eliminálódó anyagmennyiséget (ami nem állandó, mivel a c t sem az). A clearanceelőnye, hogy több mechanizmussal (vagy több helyről) történő elimináció esetén azeredő clearance-t az egyes részfolyamatokra meghatározott clearance értékek algebraiösszege adja.Az elsőrendű eliminációra tehát a következők jellemzőek:1. Állandó az időegység alatt eliminálódó koncentráció (és anyagmennyiség)hányad.2. Állandó a t 1/2 .3. Állandó a clearance.4. A k e nem függ a c 0 -tól.A fentebb tárgyalt összefüggéseket felhasználhatjuk egy ismert tulajdonságokkalbíró farmakon koncentrációjának tetszőleges időpontban való kiszámolásához, de egyfarmakon ismeretlen kinetikájának meghatározásához is mérési eredményekből. Egy t 0időpontban, egyszeri dózisban adott, pillanatszerűen felszívódó farmakon30

koncentráció(lineáris lépték)koncentrációjának időbeli alakulását elsőrendű elimináció esetén a következő függvényszemlélteti:1007550250idő0 25 504. ábra: Egy 0 időpontban beadott, pillanatszerűen felszívódó és eloszló farmakonkoncentrációjának időbeli alakulása sémásan elsőrendű elimináció esetén. Az x és ytengelyek lineáris léptékűek, skálájuk önkényes beosztású.Ha a farmakon koncentrációjának logaritmusát vesszük, a számolásokegyszerűbbé válnak, aminek különösen régebben, a személyi számítógépek elterjedéseelőtt volt jelentősége. A koncentráció logaritmusát ábrázolva (vagy az y tengelytlogaritmikus léptékkel használva) a koncentráció-idő függvény is könnyebbenmegszerkeszthető:31

Ez az egyenlet (lineáris y tengely mellett) lineáris függvényt határoz meg,amelynél a k e a meredekség -1-szerese.Nulladrendű elimináció esetén a k e megadja az időegységenként eliminálódófarmakon koncentrációt (tehát koncentrációegység/időegység dimenziójú), ezáltal a k emaga a reakciósebesség (ami állandó és egyben a maximum). Ennek megfelelően a k eés a V d szorzata megadja a farmakon időegységenként eliminálódó anyagmennyiségét,ami (állandó V d esetén) állandó:A koncentrációfüggetlen farmakon-vesztés miatt az anyagmennyiség és akoncentráció eliminálódó hányada egyre nagyobb a folyamat során. A nulladrendűeliminációra tehát a következők jellemzőek:1. Állandó az időegység alatt eliminálódó koncentráció (és anyagmennyiség).2. A t 1/2 folyamatosan csökken (ezért nem is jellemezzük vele az eliminációt).3. A clearance folyamatosan nő (ezért ezzel sem jellemezhető az elimináció).4. A k e nem függ a c 0 -tól (itt sem).Egy t 0 időpontban, egyszeri dózisban adott, pillanatszerűen felszívódó farmakonkoncentrációjának időbeli változását nulladrendű elimináció esetén a következőfüggvény mutatja:33

koncentráció10075502500 500 idő 10006. ábra: Egy 0 időpontban beadott, pillanatszerűen felszívódó és eloszló farmakonkoncentrációjának sémás időbeli alakulása nulladrendű elimináció mellett. Az x és ytengelyek lineáris léptékűek, skálájuk önkényes beosztású. A c 0 és k e értékekmegegyeznek a 4. ábrán látható függvényével.Általános modellen alapuló számításokLátszólagos megoszlási térNéhány speciális tulajdonságú farmakont leszámítva (pl. az ún.plazmaexpanderek, amelyek az intravascularis térben maradnak), a farmakonokmegoszlási tere csak drága vizsgálatokkal (pl. PET) határozható meg pontosan. Agyakorlat számára első megközelítésben az ún. látszólagos megoszlási tér is elégséges,amely a következő módon számítható:ahol: n beadott az élő szervezetbe juttatott farmakon anyagmennyisége(mól),c monitorozott pedig a farmakon megoszlása után mérhető koncentráció egy kitüntetettkompartmentben (sajnos a látszólagos megoszlási térfogatot ugyanúgy V d -vel jelölik,mint a megoszlási térfogatot). Ha nem nevezzük meg külön, a kitüntetett kompartment(amelyben a farmakon koncentrációját monitorozzuk) a vérplazma. Előfordul, hogy azn beadott helyett az m beadott -at (bejuttatott tömeg) használják, ilyenkor utóbbi aplazmakoncentráció helyett a „plazmasűrűséggel” osztandó (vagyis egy tömeg/térfogatmennyiséggel).34

Ha a beadott farmakon homogén koncentráció-eloszlást mutat megoszlásiterében (ennek legegyszerűbb esete, ha csak a monitorozott kompartmentben fordulelő), a látszólagos megoszlási tér egyenlő lesz a valós megoszlási térfogattal. Ha afarmakon koncentráció-eloszlása heterogén, a látszólagos megoszlási tér nagyobb éskisebb is lehet, mint a valós megoszlási térfogat. Ha a vérplazma a monitorozottkompartment, az erősen lipofil vegyületek látszólagos megoszlási térfogata extrém nagylehet, míg a plazmafehérjékhez nagymértékben kötődő farmakonok látszólagosmegoszlási térfogata jellemzően kicsi.A koncentráció-idő függvény alatti terület (AUC)Az AUC a koncentráció-idő (leggyakrabban plazmakoncentráció-idő) függvény(vagy annak valamely darabja) és az x tengely közötti síkidom területe (amennyiben azx tengely az y tengelyt 0-nál metszi), vagyis röviden a koncentráció-idő görbe alattiterület (Area Under the Curve). Az AUC megegyezik a koncentráció-idő függvényegyenletének integráljával. Ahogy az integrál is lehet határozott vagy határozatlan, azAUC is vonatkozhat a koncentráció-idő függvény két tetszőleges c 1 és c 2 értéke közöttiszakaszára (és az x tengely ezekhez tartozó t 1 és t 2 értékei közötti szakaszára) vagy ateljes függvényre (az x tengely teljes pozitív tartományával, vagyis t 0 -tól t ∞ -ig). AzAUC előnye, hogy akármilyen alakú függvény esetén képes egyetlen értékkeljellemezni az adott farmakon jelenlétének „súlyát” a szervezetben (pontosabban amonitorozott kompartmentben). Az AUC ugyanis annál nagyobb, minél nagyobbkoncentrációban és minél hosszabb ideig van jelen a farmakon a monitorozottkompartmentben.Az AUC az x tengely t 0 - t n tartományában (AUC 0-n ) az ún. trapéz szabályalapján becsülhető. Ez azt jelenti, hogy a t 0 - t n tartományhoz tartozó függvényt többszakaszra osztjuk úgy, hogy egy szakaszon belül a függvény közelítőleg egyeneslefutást mutasson. Ezek a kvázi egyenes szakaszok a hozzájuk tartozó x tengelyszakaszokkal egy-egy trapézt határoznak meg, melyek területét a jól ismert módonszámoljuk ki:35

ahol: AUC (x-1)-x egy az x tengelyen t x-1 és t x közötti trapéz területe, c x-1 és c xpedig a t x-1 -hez és t x -hez tartozó koncentrációk. A trapézok területét összeadvamegkapjuk az AUC 0-n -et. A fennmaradó felszínt (AUC n-∞ ) a következő összefüggésselközelítjük:ahol: c n az utolsó ismert koncentráció (az utolsó trapéz origótól távolabbi csúcsaa függvényen), k pedig a függvény (közelítőleges) meredekségének -1-szerese a c n utániszakaszon. Az AUC 0-n és az AUC n-∞ összege adja meg a teljes AUC-ot (AUC 0-∞ ).Elsőrendű elimináció esetén az eredő clearance (pl. teljes test clearance = wholebody clearance: WBC) és a teljes AUC kapcsolata:Az AUC meghatározása elengedhetetlen része az új farmakonok vizsgálatának(és régebbiekkel való összehasonlításának).IrodalomjegyzékDévay A., Antal I.: A gyógyszeres terápia biofarmácia alapjai, Medicina Könyvkiadó,2009.House J.E.: Principles of chemical kinetics. Academic Press; 2007.Katzung B., Masters S., Trevor A. (szerk.): Basic and Clinical Pharmacology. McGraw-Hill; 2009.Kenakin T.P.: A pharmacology primer: theory, applications, and methods. AcademicPress; 2009.Minker E.: A biofarmácia farmakokinetikai alapjai. Szent-Györgyi AlbertOrvostudományi Egyetem; Szeged, 1989.Shargel L., Wu-Pong S., Yu A.B.C.: Applied Biopharmaceutics & Pharmacokinetics.McGraw-Hill; 2005.36

II.Terhesség és szoptatás alatti gyógyszerelés és annakbiofarmáciai-farmakokinetikai vonatkozásai1.Terhesség alatti gyógyszeres kezelés1.1. BevezetésA terhesség alatti gyógyszeres terápia különös odafigyelést kíván, és sajátosproblémakört jelent a klinikai farmakológia számára. A várandósság időszakárajellemző hormonállapot, illetve az ezzel összefüggésben fellépő anyagcsere-változásoka gyógyszerekkel kapcsolatos reakciókat is módosíthatják. Farmakoterápiás készítményhasználatakor nemcsak az anyát és betegségét kell figyelembe venni, hanem a fejlődőmagzatot, illetve az újszülöttet is, mivel ők számos esetben – a felnőttekhez képest -eltérő módon reagálnak. Változhat bennük a sejtosztódás, a differenciálódás folyamata,valamint a későbbiekben kórosan reagálhatnak a már meglévő szervek a gyógyszerekhatására. Mindez fejlődési rendellenességekhez, szöveti differenciálódási zavarokhoz,legrosszabb esetben akár a magzat elhalásához is vezethet. Veleszületettrendellenességeknek nevezzük az embrionális, vagy foetalis fejlődés során létrejövőgenetikai (prekoncepcionális vagy congenitális), ill. az ezen időszak alatt hatókörnyezeti tényezők ún. teratogének hatására kialakuló (connatalis) morfológiai vagyfunkcionális magzati károsodásokat (1).Ennek függvényében a terhesség alatti gyógyszeres kezelésnél a legnagyobbgondot annak az eldöntése jelenti, hogy az alkalmazni kívánt készítmény okoz-ebármilyen malformációt vagy nem. A gyógyszerész szerepe ebben az esetbenalapvetően fontos, hiszen ő az utolsó szakember, akivel a gyógyszer bevétele előtt mégkonzultálhat a beteg, az OTC készítmények használatakor pedig szinte kizárólag ráhárul a beteg informálásának felelőssége.A 20. század elején a társadalom abban a tévhitben élt, hogy a magzat a méhenbelül teljes biztonságban van, semmilyen külső tényező nem árthat neki. Ezt ameggyőződést három tragikus esemény döntötte meg a történelem során. Az 1920-asévek közepén Amerikában a röntgensugárzás értelmi fogyatékosságot, súlyosabbesetben microcephaliát okozó hatására derült fény. Kiderült, hogy az 1941-benAusztrálián végigsöprő veleszületett szürkehályog esethalmozódás hátterébenrubeolajárvány állt. Az igazi szemléletváltás viszont Widukind Lenz, német orvos 1961novemberében tett bejelentése után következett, amelyben felfedte, hogy a phocomelia37

(fókauszonyra emlékeztető rövid végtagok) drámai méreteket öltött előfordulását aContergan (thalidomid) nevű nyugtató okozta. A humán teratológia eddigi legnagyobbtragédiája így reflektorfénybe állította a gyógyszerek fejlődési rendellenességet okozóhatását, teratogenitását (2). Mivel teljes biztonsággal egyetlen gyógyszerről sem lehetazt állítani, hogy nem okoz magzati károsodást, ezért a várandósság alatti gyógyszereskezelés megválasztásában elsődleges szempont, hogy gyógyszert csak jól indokoltesetben alkalmazzunk kockázat-haszon szempontjából alaposan mérlegelvedöntésünket.1.1.1. Fejlődési zavarok lehetséges okaiA fejlődési rendellenességek kialakulásának számos eltérő oka lehet.Congenitalis malformációk etiológiája65-70%-ban ismeretlen,20-25%-ban genetikai okokra vezethető vissza,3-5%-ban intrauterin fertőzés következtében jön létre,kevesebb mint 1%-áért a gyógyszerek tehetők felelőssé.A legtöbb fejlődési rendellenesség és megbetegedés multifaktoriális eredetét számosvizsgálat igazolja. (3)A gyógyszerek által indukált malformációk manifesztációját és súlyosságát befolyásolótényezők:1. A vegyület jellegeA farmakoterápiás készítmények több mechanizmus útján okozhatnak fejlődésirendellenességet:- gén szintű károsítás (mutáció),- kromoszóma szintű károsítás,- a mitózis folyamatának károsítása,- nukleinsavak károsítása,- a prekurzor anyagok, szubsztrátok károsítása,- az energiatermelő-anyagcsere károsítása,- membránfunkciók megváltoztatása,- a sejt élettani ozmózisának megváltoztatása,38

- enzimműködések gátlása,- méhlepény működésének károsítása,- fokozhatják az uterus tónusát,- indirekt módon, az anyai biokémiai működések megváltoztatása. (1)1. táblázatA terhesség 12. hete előtt szedve nagy valószínűséggel congenitális malformációtokozó főbb gyógyszercsoportokAntiepileptikumok- phenytoin (DIPHEDAN)- valproinsav (CONVULEX)- trimethadionAntikoagulánsok- kumarinszármazékok (pl. SYNCUMAR)A-vitamin és származékai (pl. ROACCUTAN)Alkilező mitózisgátlók pl. (ENDOXAN)Folsavantagonisták pl. (METHOTREXAT)Hormonok- androgének pl. (ANDRIOL)- szintetikus ösztrogének pl. diethyl-stilboestrolLithium pl. (LITHICARB)Forrás (1)2. Az alkalmazott dózis és a kezelés időtartamaA teratogén károsodásokat a dózis/hatás függvényben ábrázolva a görbékfelszálló szárának meredeksége eltérő és egyben árulkodó jellegű lehet. Azembriotoxikus hatásgörbe nagyon meredek emelkedése például az ún. „minden vagysemmi” jelenség fennállására utalhat.A magzatra ható gyógyszermennyiség, azaz a teratogén értelemben vett dóziskövetkezményei az alábbiak lehetnek:- Mivel nem éri el a károsító küszöbértéket, nem mutatható kikárosodás.- A küszöbértéket meghaladja, és a magzati élettel összeegyeztethető,születés után felismerhető fejlődési rendellenességeket okoz.- Olyan nagy a károsító tényezők dózisa, hogy az embrió elhal (4).39

3. Genetikai sajátosságok, környezeti tényezőkNehéz állatkísérletekből humán vonatkozású következtetéseket levonni, merteltérő folyamatok figyelhetők meg a különböző fajoknál, vagy akár egy fajon belülis.A teratogén hatások tekintetében fontos szerepe van az anyai és a magzatifarmakogenetikai típusnak. Lényeges befolyásoló tényező, hogy az illető gyors vagylassú acetilátor, hidroxilátor vagy metilátor csoportba tartozik. Egy-egy váratlanmagzati gyógyszermellékhatás kialakulásának hátterében gyakran bizonyosgyógyszermetabolizáló enzim hiánya vagy csökkent aktivitása áll.A várandós nő kóros állapotai is nagymértékben módosíthatják a gyógyszerekhatásait. Az anyai szervezetben bekövetkező dehydratio, asphyxia, hypotensio, veseésmájelégtelenség illetve vérzés miatt például gyógyszer-felhalmozódással kellszámolni. Ezzel együtt megnő a magzatba átjutó farmakon koncentrációja is.Ugyanakkor előfordulhatnak a lepényi keringést és a placenta áteresztőképességétkárosító állapotok is (pl. toxaemia). (1,5)4. Gestatiós periódusA teratogén hatás kialakulása szempontjából alapvető jelentősége van annak,hogy a terhesség mely időszakában kerül sor a gyógyszer alkalmazására.A terhességi idő függvényében az alábbi károsodások alakulhatnak ki: Blastopathia (0-2 hét)A megtermékenyítést követő első két hétben alkalmazott gyógyszerekhatásában a „minden vagy semmi” elv érvényesül. A károsodás lehet olyanmértékű, hogy a zigóta elpusztul, vagy a sérült sejtek a nem differenciáltsejtekből pótlódnak és normálisan folytatódik a fejlődés. Embryopathia (2-8 hét)Az embrió differenciálódása az implantatio után (14 nappal amegtermékenyítést követően) kezdődik. Ha az organogenesis stádiumábanelszenvedett károsodások nem vezetnek az embrió elhalásához, akkorlegtöbbször az éppen kialakuló szerveket éri ártalom. Ebben az időszakbankialakuló congenitalis malformatiók pl. a velőcsőzáródási rendellenességek40

(VZR), a nyúlajak, a farkastorok, a phocomelia, a szem és a szív fejlődésirendellenességei.Az előbb leírtakból következik, hogy a szükségtelen gyógyszerhasználatkerülése rendkívül fontos ebben a periódusban. Veszélyt hordozhat magábanaz a tény is, hogy a terhes nőnek nincs tudomása a várandósságáról. Foetopathia (8-40. hét)A második és harmadik trimester időszakát a sejtszintű differenciáció, afunkcionális érés és a kvantitatív növekedés jellemzi. Ekkor alakulhatnak ki afunkcionális idegrendszeri, a csontvelő-, a nyirokszervi és az ivarszervikárosodások.Fontos szem előtt tartani azt is, hogy a magzatvíz jelentős hatóanyag-tároló,így az anya gyógyszeres kezelésének befejezése után is megfigyelhető azalkalmazott készítmény magzatra kifejtett hatása. Mindemellett azzal isszámolnunk kell, hogy a magzati máj éretlen enzimtermelése miatt ahatóanyagok eliminációja jóval lassúbb, mint felnőttekben (1,5).Az előző osztályozásba nem beilleszthető, de mindenképp említést érdemel aprekoncepcionális időszak, mivel kutatások igazolták, hogy a terhesség előttalkalmazott gyógyszerek is hatással lehetnek az embryonalis fejlődésre, vagy azembrió elhalását is okozhatják (3).1.1.2. A gyógyszer hatását befolyásoló tényezők terhességbenTerhesség alatt jelentősen módosul a gyógyszerek farmakokinetikája, mely afoetoplacentaris egység (anyai szervezet, magzati szervek és a placenta) élettaniparamétereinek változásával magyarázhatók.1.1.2.1. A placenta szerepeA placenta a legtöbb gyógyszer számára hasonló módon átjárható, mint aszervezet egyéb sejtjeinek membránja. A farmakonok transzplacentárisan ésparaplacentárisan (a magzatvízen keresztül) is átjuthatnak a magzatba.41

A méhlepény transzfer mechanizmusai: egyszerű diffúzió (passzív transzport) facilitált diffúzió aktív transzport pinocytosis membráncsatornán keresztüli transzportA legtőbb gyógyszer a passzív transzport mechanizmusa szerint jut át a placentán,szabadon áramolva a koncentráció grádiensnek megfelelően. A diffúzió mértékét többtényező determinálja. Ilyenek a méhlepény szempontjából annak mérete és vastagsága,ezen kívül fontos az anyai-magzati koncentrációkülönbség, amit elsősorban azuteroplacentáris keringési viszonyok határoznak meg. További alapvető jelentőségűtényezőnek számít a gyógyszer molekulasúlya, lipidoldékonysága, az ionizáltság foka, adisszociáció és a fehérjéhez kötődés mértéke. Ebből a szempontból elmondható, hogyegyszerű diffúzióval csak a nem ionizált, fehérjéhez nem kötött, kis molekulatömegű(500 D alatt) illetve a zsíroldékony kémiai anyagok képesek átjutni a placentán (1,3).A legújabb kutatások eredményeképpen egy új lehetőségre derült fény aplacentáris transzfer vonatkozásában. Kiderült, hogy bizonyos nemrég felfedezett ún.ATP-kötő ABC transzportfehérjék - mint a Pgp (P-glykoprotein) és a BCRP (breastcancer resistance protein) – nagy mennyiségben expresszálódnak a humán placentábanis, melyek jelentős mértékben megváltoztathatják a gyógyszerek átjutását a placentabarrieren keresztül. Ezen kívül egyre több vizsgálat bizonyítja fontos szerepüket améhlepény normál fiziológiás funkciójának és fejlődésének biztosításában.Hatásmechanizmusuk azonos az onkoterápiában ismert ún. efflux transzportfehérjékével,melyek a tumorsejtekbe juttatott citosztatikumot kipumpálják, ezáltalmegszüntetve a kemoterápiás hatást. A placentáris transzportfehérjék is egy kifeléirányuló pumpamechanizmus révén lecsökkentik vagy megszüntetik a penetrálódógyógyszer magzati expozícióját. Ez a foetus szempontjából protektív hatás viszont csakakkor érvényesül, ha a transzportfehérje számára szubsztrátként viselkedik az adottfarmakon. Ezen gyógyszerek felderítése intenzív kutatás tárgyát képezi napjainkban is.Az elmúlt években folyó vizsgálatok eredményei azt is kiderítették, hogy bizonyosgyógyszerek (pl. nelfinavír, ritonavír, Ca-csatorna gátlók) gátolják a placenta effluxtranszportfehérjéinek aktivitását, ezáltal fokozzák a farmakoterápiás készítményekfoetalis expozícióját. Bizonyos kutatások arra is kiterjedtek, hogy bebizonyítsák az42

összefüggést a Pgp-t és BCRP-t kódoló gének egy nukleotidos polimorfizmusai (SNPs)és a transzportfehérjék expressziójának- és egyéb placentáris funkcióknak amegváltozása között. Az említett polimorf genotípusok és az általuk okozottfenotípusbeli eltérések között fennálló kapcsolatok felderítésével új lehetőség nyílna azegyéni fogékonyság szempontjából kedvezőbb, megalapozottabb, személyreszabottgyógyszeres terápia kialakítására. Ennek segítségével minimálisra lehetne csökkenteni amagzatot érő teratogén ártalmakat, míg a terápiás hatás a legoptimálisabban alakulhat(6,7).1. ábra: ABC transzportfehérjék a humán placentáris barrierenMRP: multidrug resistance-associated protein (7)1.1.2.2. Magzati jellegzetességekKijelenthetjük, hogy a magzat az első trimesterben a legsérülékenyebb.Különlegesen veszélyeztetett helyzetet jelent a kis mérethez képest intenzív vérellátás,gyors növekedés és az intrauterin környezet.43

A gyógyszerek túlnyomó többségben a köldökvénán keresztül jutnak amagzatba, de jelentős lehet a paraplacentárisan (chorioamnionálisan) magzatvízbe jutottgyógyszerek aránya is. Az amnionfolyadékból való nyeléssel, és így a magzatitápcsatornán át történő potenciális felszívódással a 8-11. gestatiós héttől lehet számolni.Megvalósulhat a gyógyszer felszívódása a magzat bőrén és tüdején keresztül is.A terhesség előrehaladtával óriási változások következnek be a magzatitestösszetevőkben (pl. össz-víztartalom, zsírtartalom), mely a gyógyszermegoszlásállandó változását okozza.A magzatban a fehérjekötődés változása szintén módosíthatja az eloszlást, mivela keringő fehérjéinek mennyisége és kötőképessége is csökkent az anyáéhoz képest.Kisfokú gyógyszer-metabolizmusra már a gestatio 6. hetében képes a magzat, a15-20. hetében pedig már a felnőtt gyógyszer-oxidációs képességének 40-60%-ávalrendelkezik. A foetalis máj bizonyos II. fázisú reakciókra (pl. szalicilátokglicinkötésére) is alkalmas.A foetalis glomerulogenesis a 32-34. gestatiós hétre befejeződik, így a szülésidejére a diuresis jelentősen megnő. A tubulusfunkciók lassabban alakulnak ki (1,3).1.1.2.3. Anyai farmakokinetikai változások terhesség alattA gyomor- és béltartalom kiürülése lassúbb, mivel a gyomor- és a bélmotilitás30-50%-kal csökken. Az enterális vérátáramlás és tartózkodási idő megnövekedésekövetkeztében nő a felszívódás mértéke.A gyomortartalom pH-ja emelkedik a sok hányinger, hányás, a 40%-kalcsökkenő gyomorsav-termelődés és pepszinaktivitás következményeként.A kisvérköri keringés és a légzési perctérfogat emelkedik, ezért növekszik atüdőn keresztül alkalmazott gyógyszerek - antiasztmatikumok, narkotikumok -felszívódása.A zsírszövet aránya nagyobb a non-gravid állapothoz képest, a foetoplacentárisegység kialakulásával pedig új vízterek jelennek meg, ezáltal a gyógyszermolekulákszempontjából nő a látszólagos megoszlási térfogat, a „disztribúciós volumen” (Vd.) Azsírszövet mennyiségének növekedése miatt a subcutan alkalmazott gyógyszerek eseténelnyújtott felszívódásra kell számítani.A vérvolumen, ezen belül is főleg a plazmatérfogat növekedésével kellszámolnunk terhesség alatt. A szérumproteinek közül az albuminfrakció csökkenése a44

legkifejezettebb. Mivel az albumin sok vegyület transzportját végzi, így kevesebb lesz akötött farmakon a keringésben, tehát nő a szabad gyógyszerfrakció.A gravida szervezetében keringő progeszteron a máj cytochrom P-450rendszerének (I. fázisú reakciók) aktivitását fokozza. Viszont kompetíció is kialakuljelen esetben, ugyanis a progeszteron saját metabolizmusában is szerepel az említettenzimrendszer. Ennek eredményeképpen bizonyos gyógyszerek oxidációja éseliminációja gyorsul (beta- és dexametazon, carbamazepin, paracetamol, phenytoin,metoprolol), másoké viszont lelassul. Fontos megemlíteni az antikonvulzívumokfokozott metabolizmusát is.A terhesség alatt gyakran előforduló intrahepaticus cholestasis miatt csökken azepével kiválasztott anyagok clearance-e.A vértérfogat és a perctérfogat növekedésével a glomeruláris filtrációs ráta(GFR) 40-50%-kal nő, így felgyorsul az elsődlegesen vesén keresztül kiválasztódógyógyszerek (digoxin, ampicillin, cefalexin, cefuroxim) eliminációja.Az anyai vérben új fehérjék – az ún. pregnancy protein-ek (PP-proteinek) -jelennek meg, és jelentősen megváltoztatják a gyógyszerek fehérjéhez való kötődédését(azaz a szabad/kötött frakció arányát) (1,3,8).1.1.3. Gyógyszerek csoportosítása magzati károsító hatás szerintA gyógyszerek terhesség alatti alkalmazhatóságának szempontjából évtizedekóta az USA Food and Drug Administration (FDA) ajánlása a legelterjedtebb éslegelfogadottabb.Gyógyszerek veszélyességi osztályba sorolása terhességben az FDA ajánlása alapjánA. Ellenőrzött humán vizsgálatok szerint magzati veszély nem áll fenn.B. Állatkísérletek szerint nincs magzati károsodás, de humán kísérleteket nemvégeztek; vagy az állatkísérletekben igazolódott káros hatást a jól kontrollált humánvizsgálatok nem erősítették meg.C. Sem állatkísérletekből, sem humán vizsgálatokból nincsenek megfelelő adatok;vagy állatkísérletekben igazolódott a káros hatás, de emberben nincs bizonyítva. Amagzat veszélyeztetettsége nem ismert.D. Egyértelműen beigazolódott a magzati károsodás rizikója, de túlsúlyban vannak azalkalmazott szer előnyei a veszélyekkel szemben.45

E. A szer alkalmazása terhességben kontraindikált. A magzati veszély túlsúlyban vanaz előnyökkel szemben (5).1.2.Terhesség alatt előforduló betegségek és kezelési lehetőségeik1.2.1. A leggyakoribb tápcsatornai tünetekHányinger, hányásTerhesség alatt gyakori, 30-50%-ban előforduló panasz a reggeli hányinger,hányás, mely az esetek 90%-ában hozzávetőlegesen a 22. gestatiós hétre elmúlik.Kialakulásának oka nem egyértelműen tisztázott, de feltételezhetően a humánchoriongonadotropin szintjének emelkedése és a latens pajzsmirigy-túlműködés áll aháttérben.Kezelésében biztonságosan alkalmazható a pyridoxin (B6 VITAMIN),hatástalansága esetén a H1-receptor antagonista dimenhydrinat (DAEDALON) ésmetoclopramide (CERUCAL) adható. A II-III. trimesterben a promethazin(PIPOLPHEN) alkalmazása is elfogadott. Meg kell azonban említenünk, hogy agyakorlatban ezen szerek alkalmazása sok esetben igen gyenge vagy semmi lényegespozitív változást sem ér el vagy biztosít a terhes nő számára.A hyperemesis gravidarum néven ismert súlyos, elhúzódóan jelentkezőhányásokkal járó kórkép, melynek következtében fogyás, kiszáradás, ketoacidosis és azelektrolit-háztartás felborulása is előfordulhat, kórházi ellátást igényel (1,9).Székrekedés, hasmenésGyakori problémát jelent a várandósok számára a székrekedés is, melynekhátterében legtöbbször a megváltozott életvitel és táplálkozás, a nagyobb uterus, alelassult gyomor- és bélmotilitás illetve gyógyszer-mellékhatás (vaskészítmény) isállhat. Lehetőleg az étrend átalakításával kezdjük a kezelést (gyümölcsök, rostbangazdag ételek, sok folyadék), és csak ennek eredménytelensége esetén javasoljuk agyógyszeres hashajtást. Az ozmotikusan ható lactulose (DUPHALAC) és a Glicerinesvégbélkúp hatékony és egyben terhesség alatt is biztonságosan alkalmazhatókészítmények. A stimulatív hatású bisacodyl (STADALAX, DULCOLAX) valamint aszennozidok (TISASEN) is szóba jöhetnek, de rendszeres alkalmazásuk kerülendő, merthyponatraemia, hypokalaemia, dehidráció fordulhat elő. A nátrium- és vízretenciót46

okozó sós hashajtók (pl. glaubersó), illetve a méhkontrakciót is kiváltó ricinusolajhasználata ellenjavallt várandósság idején.Terhesség alatt leggyakrabban akut hasmenéssel találkozunk, melyet vírusok,baktériumok, paraziták okozhatnak, de meg kell említeni az élelmiszer-allergia,bizonyos gyógyszerek (antibiotikumok, magnéziumtartalmú antacidumok), irritabilisbélszindróma (IBS) vagy gyulladásos bélbetegség (IBD) lehetséges oki szerepét is. Azantibiotikus terápia és a só-vízháztartás rendezése mellet tüneti szerként aktív szén(CARBO ACTIVATUS) adható, illetve rövid ideig loperamide (LOPEDIUM)használata is megkísérelhető (9,10).Gastrooesophagealis reflux betegség és peptikus fekélyGyomorégés panasza gyakran jelentkezik a kismamák körében. Kialakulásatöbb, terhesség alatt általánosan bekövetkező élettani változással magyarázható. Lassula gastrointestinalis tranzit, csökken a nyelőcső alsó sphincterének tónusa, nő a hasűrinyomás, valamint fokozódik a gyomorsav termelődése, és ezáltal csökken azintragastricus pH.Gyakori a refluxos beteg (30-80%) a várandósok körében is. Ezzel szembenritkán fordul elő gravid állapotban peptikus fekély, és nem meglepő a már teherbeeséselőtt meglévő ulcus javulása illetve gyógyulása sem, mivel ebben az időszakban magasa plazmahisztamináz-szint, a hyperoestrogenaemia csökkenti a savtermelést, s ezenkívülmegvastagszik a gastricus nyákréteg is.A terápiában, az életmód és diétás változtatások hatástalansága esetén, előszörválasztandó szer a sucralfat (VENTER, ULCOGANT) és az aluminium-calciummagnézium(ANACID, ANTAGEL) alapú antacidumok. A következő lépcsőfok a H2-receptor antagonisták (rantidine: ZANTAC, ULCERAN) alkalmazása. A III.trimeszterben a gravida refluxos tünetei addig súlyosbodhatnak, hogy protonpumpagátlóadása válhat szükségessé. Vizsgálati adatok szerint omeprazole (LOSEC, OMEP)és lansoprazole (REFLUXON, PROTONEXA, EMILLAN) használata esetén nemészleltek súlyos mellékhatásokat (9,10,11).AranyérTerhesség alatt gyakoriak az aranyeres panaszok. Ennek oka lehet a székrekedés,a növekvő uterus hatására kialakult kismedencei vénás pangás és megnövekedett hasűrinyomás, melynek következtében fokozódik a nyomás a rectalis vénákban is. Aranyér47

előfordulásakor ülőfürdő, (jeges borogatás), lokális fájdalomcsillapító kenőcsök(calcium dobesilate, lidocaine: DOXIPROCT OM; HEMORID) használata ésszékletlazító kezelés javasolt (6).1.2.2. A haemostasis zavaraiThrombosisA várandósság ideje alatt is alapvető fontosságú a trombózissal fenyegetőállapotok kivédése, kezelése. Az antikoaguláns terápia kidolgozása nagy felelősségebben a periódusban, mivel a készítmények teratogenitás szempontjából, az alkalmazásidőpontjától és módjától függően, változó mértékű rizikótényezőt jelentenek a magzatranézve is.Non-gravid állapotban a kezelés során leggyakrabban alkalmazottgyógyszercsoportok: nem frakcionált heparin (UFH), alacsony molekulasúlyú heparin(LMWH) és a kumarinszármazékok (warfarin: MARFARIN, acenokoumarol:SYNCUMAR). Összességében véve viszont elmondható, hogy mind az anya, mind amagzat számára legkiszámíthatóbb és legbiztonságosabb antikoaguláns hatást azLMWH-val (dalteparin: FRAGMIN) érhetjük el (kivétel, ha az anyának műbillentyűjevan) (12,13).VaricositasA terhesség alatt csökken a vénafalak tónusa, és nehezített az alsó végtagokból avénás visszaáramlás, ezért sok esetben alakul ki visszér vagy a már meglévő varicositasfokozódik. Elsősorban konzervatív terápia alkalmazható: alsó végtag mozgatása,felpolcolása, fásli, gumiharisnya használata. Gyógyszeres kezelésekor calciumdobesilate és oxerutin (VENORUTON) helyileg történő használata, míg per os adiosmin és hesperidin (DETRALEX) adása javasolt (1,12,13).AnaemiaTerhességi anaemiáról beszélünk, ha az I. trimeszterben 12g% (7,44 mmol/l) alattia haemoglobin érték, a II-III. trimeszterben pedig 11g% (6,82mmol/l) alatti.Előfordulási gyakorisága kismamák között 15-50% körülire tehető, amit a különbözőtársadalmi-, földrajzi- és táplálkozási viszonyok eltérő módon befolyásolhatnak.48

Vashiányos anaemiaA várandósság alatt jelentkező anaemiák leggyakoribb kiváltó tényezője avashiány (kb. 95-98%-ban). A magzatra ritkán van hatással az anya vashiányos állapota,mivel a placentának nagyobb az affinitása a transzferrin-kötött vas iránt az anyaicsontvelőhöz képest. A placenta a magzat vas iránti igényeit akkor is kielégíti, ha azanyai vasraktár már kimerülőben van. Súlyosabb vashiány esetén viszont koraszülésreés magzati retardációk kialakulására lehet számítani. Leggyakoribb tünetei:fáradékonyság, étvágytalanság, fejfájás, palpitatio, sápadtság, hidegérzet, körmöktörékenysége. A terhesek vaspótlása orális úton kezdhető (SORBIFER DURULES,MALTOFER), kellően indokolt esetben szóba jöhet a parenterális bevitel is.Folsavhiányos anaemiaFolsavhiány a terhesek 10-25%-ában fordul elő, döntő többségében a III.trimeszterben illetve a szoptatás időszakában. A szervezet folsavtartaléka, mely amájban raktározódik, a várandósság ideje alatt általában hamar kimerül (kb. 6 hétreelegendő). Nagy a folsavigény a magzat gyorsan oszló sejtjei és a placenta növekedésemiatt is, és ezt a méhlepény akár az anya rovására is kielégíti. A kezelés megoldhatócsak folsavat tartalmazó tabletta (HUMA-FOLACID) használatával, de mivel sokesetben a folsavhiány vashiánnyal is párosul, választható kombinált készítményt is(NEO-FERRO FOLGAMMA) (14,15).1.2.3. Terhességi hypertoniákTerhesség alatt a megnövekedett vérellátási igények kielégítésére a szív munkájamegnövekszik.Az alábbi haemodinamikai változásokkal kell számolnunk:- a szív perctérfogata 30-50%-kal nő,- a verőtérfogat kb. 30%-kal nő,- a szívfrekvencia percenként 12-20-szal nő,- szisztémás vascularis rezisztencia (SVR) 15%-kal csökken,- a szív jobbra helyeződik és felnyomódik,- vértérfogat kb. 35-40%-kal növekszik,- plazmatérfogat kb. 45%-kal nő,- EC (extracellularis térfogat) nő,- alvadási faktorok szintje nő.49

A várandósság ideje alatt előforduló cardiovascularis problémákatcsoportosíthatjuk abból a szempontból, hogy már a terhességet megelőzően is fennálltak(ASD: pitvari septum defectus, VSD: kamrai septum defectus, billentyűbetegségek,ritmuszavarok, essentialis hypertonia stb.), vagy azokat a graviditás indukálja(peripartum cardiomyopathia, praeeclampsia) (1,3,8).HypertoniaAz egyik leggyakoribb patológiás elváltozás a graviditás alatt a magas vérnyomás,ami a terhességek 10-20%-ában figyelhető meg. Kezelésük és gondozásuk mindenképpszükséges, ugyanis ennek hiányában fennáll a veszélye súlyosabb szülészetiszövődmények (másodlagos toxaemia, idő előtti lepényleválás, intrauterin retardáció,magzati központi idegrendszeri károsodások, magzati asphyxia) kialakulásának.Hypertonia esetében is megkülönböztetjük a terhesség előtt fennálló, és a terhességalatt kialakuló kórképeket. A terhesség által kiváltott hypertoniával (PIH: pregnancyinduced hypertension) általában a gestatio második felében találkozunk. Ha azemelkedett vérnyomás mellett proteinuria is megfigyelhető, praeeclampsiárólbeszélünk. A perifériás rezisztencia fokozódása, hypovolaemia és fokozottsympaticotonia jellemzik ezt az állapotot. Mivel a kórkép sajnos progresszív jellegű éssúlyos, életet is veszélyeztető anyai és magzati események társulhatnak hozzá, azantihipertenzív kezelés mihamarabbi megkezdése szükséges. A terhesség másodikfelében jelentkező átmeneti hypertonia enyhébb lefolyású betegség, mint apraeeclampsia, s a szülést követő tíz napon belül rendeződnek a vérnyomásértékek.Krónikus hypertoniáról beszélünk abban az esetben, ha a magas vérnyomás már avárandósság előtt is fennállt. A terhesség első felében bekövetkező élettani vérnyomáscsökkenésa gyógyszeres terápia felfüggesztését teszi lehetővé, de a gestatioelőrehaladtával ismét emelkedik a vérnyomás, és a kezelés visszaállítására lehetszükség.A terhességi hypertoniák kezelésében elsősorban javasolt szerek a methyldopa(DOPEGYT), a dihidralazinok (DEPRESSAN) és a nifedipin (CORDAFLEX). Amethyldopa volt régebben a leggyakrabban alkalmazott készítmény, főleg hosszú távúkezelések esetén, mivel kellően hatékony, de nem befolyásolja az uteroplacentáriskeringést. A direkt értágító hatású dihidralazinok előnyös tulajdonsága, hogy nemcsökkentik a vese keringését. Első lépcsős szerként praeeclampsiában használják. Anifedipine vérnyomást csökkentő hatása mellett, csökkenti az uterus tónusát és fokozza50

a placenta keringését, ezáltal a teljes toxaemia kezelésére is alkalmazható. Alaposmérlegelést igényel a béta-blokkolók adása, mivel már sok esetben magzati retardációtokozott. A diuretikumok is kerülendő gyógyszerek, mivel a placenta vérátáramlásánakcsökkentésével asphyxia kialakulásának veszélye áll fenn. Terhességben tilos az ACEinhibitorokhasználata, mivel magzati anuriát és renális malformációt okoznak, ezenkívül oligohydramniont (kórosan kevesebb magzatvíz) is kiválthatnak.Angiotensinreceptor-blokkolók használata szintén kontraindikált (16,17).1.2.4. CukorbetegségRégóta ismert tény a terhesség diabetogén hatása illetve az inzulinrezisztenciaélettani fokozódása a gestatiós periódusban. Ilyenkor a contrainsularis hormonok(szérum kortizol, növekedési hormon, humán placentáris laktogén, progeszteron) hatásafokozódik, a zsírszövet felszaporodása következtében megváltozik az inzulinhatástjelentősen befolyásoló citokinek (TNF-rendszer, adiponektin, leptin) szérumszintje ésazok egymáshoz viszonyított aránya. Ezen kívül az inzulinclearance fokozódásával isszámolnunk kell. Terhességben a kezdeti kismértékű inzulinérzékenység növekedést aII. trimesztertől folyamatos és fokozatos csökkenés követi. Az előbbi folyamatokeredményeként a szervezetnek többletinzulin termelésére lesz szüksége, melynekkövetkeztében a béta-sejtek hypertrophiássá válnak, mindemellett a nem terhesállapothoz viszonyítva alacsonyabb lesz az éhomi- és magasabb a postprandialisvércukorszint. Összességében véve viszont az előzőleg említett vércukorértékek nemdiabeteses terhesség esetén a normál tartományon belül maradnak a fokozódóinzulintermelés ellensúlyozó hatásának köszönhetően.A fent összefoglalt folyamatok gestatios diabetesben fokozottan jutnak érvényre.Ennek hátterében az esetek többségében a nagyobb testsúllyal összefüggésbe hozható,megnövekedett inzulinrezisztencia áll (mely már meghaladja a szervezet inzulintermelőkompenzációs kapacitását), nagyon ritkán viszont előfordul az az állapot, amikor azinzulinhatás élettani csökkenését sem képes ellensúlyozni a béta-sejt-működés. Azinzulinrezisztencia kialakulásában azonban a placenta által termelt contrainsularishormonok nagyobb jelentőséggel bírnak, melyet az is bizonyít, hogy a kóros állapotszülést követően a legtöbb esetben azonnal megszűnik.Összegezve a GDM-ben (GDM: Gesztációs Diabetes Mellitus) bekövetkezőfolyamatokat elmondható, hogy a terhesség második felétől emelkedik a postprandialis51

vércukorszint (főleg reggel), melyet követhet az éhomi vércukorértékek kifejezettemelkedése is. Jellemző a hyperlipoproteinaemia, a szérum koleszterin- éstrigliceridtartalmának emelkedése, illetve a hypertonia megjelenése is gyakori.A cukorbetegség terápiáját terhesség alatt is a kvantált, szénhidrát- ésenergiatartalmában meghatározott étrend (lehetőleg napi hatszori étkezés) bevezetésévelés a fizikai aktivitás szempontjából is megfelelően kidolgozott életmód-változtatássalkezdjük. Inzulinkezelés akkor kerül beiktatásra, ha a vércukorszint kéthetes adekvátdiétával is, ideális beállításra törekedve ismételten nagyobb a kívánt értékeknél, ill. ha alaboratóriumban mért vércukorérték bármely étkezés után egy órával meghaladja a 7,0mmol/l értéket. Nagymértékű postprandialis vércukorszint-emelkedés esetén gyorshatású inzulin adása szükséges a főétkezések előtt, s ha ehhez hozzáadódik az éhomivércukorértékek emelkedése is, az lefekvés előtt még további bázisinzulin (általábanNPH-típusú készítmények: INSULATARD, HUMULIN N) bevezetését tesziindokolttá. Ultragyors hatású analóg inzulinok adása nehezen lenne összeegyeztethetőaz ideális étkezési protokollal, ezért csak nagyon indokolt esetben alkalmazzák őket.Analóg bázisinzulinok használata szintén nem javasolt terhesség alatt.Praegestatios diabetes előfordulásakor inzulin-kezelés során az úgynevezett„klasszikus” ICT (intenzív konvencionális terápia) módszert alkalmazzuk, mely ahumán gyors és intermedier hatástartamú inzulinok bejuttatását jelenti. Analóggyorshatású inzulinok használata elsősorban a már terhességet megelőzően isinzulinpumpa-kezelést alkalmazók esetén jön szóba. Természetesen az étrend és azéletmód szakszerű megtervezése és annak beiktatása ebben az esetben is alapvetőfontosságú.Az orális antidiabetikumok használata gestatiós diabetes és praegestatiósdiabetes esetén is, a ma általánosan elfogadott szakmai álláspont szerint, biztonságiokokból kerülendő. A terhesség előrehaladtával csökkenő szénhidrát-tolerancia és azinzulin-érzékenység miatt a normoglykaemia fenntartásához egyre nagyobbinzulinmennyiség lesz szükséges. Így rendkívül nagy jelentősége van a folyamatosotthoni vércukor monitorozásnak, az esetlegesen fellépő komplikációk elkerülésevégett. Hetente végzett vércukorprofil meghatározással történik a szénhidrát-toleranciaellenőrzése, valamint fontos havonta a szemfenék, a vesefunkció és a vizeletbakteriológiai vizsgálata (3,18,19).52

1.2.5. A pajzsmirigy betegségeiA terhesség alatt fiziológiásan is változik a pajzsmirigyműködés:- Fokozódik a szervezet pajzsmirigyhormon iránti igénye.- Megnő a magas ösztrogénszint miatt a TBG („Thyroxine Binding Globulin”)mennyisége, de telítettsége csökken.- A placenta által termelt choriongonadotropin (hCG) számottevő TSH-aktivitássalrendelkezik. Kötődik a TSH-receptorhoz, így direkt módon stimulálja apajzsmirigyműködést, és emeli a szabad-hormonszintet (FT 4 és FT 3 ).- Az első trimeszterben csökken a TSH-szint, ún. fiziológiás hyperthyreosis alakul ki.- A pajzsmirigyhormonok katabolizmusa megnövekszik, amely a fokozott dejodinázhatással függ össze.- Fokozódik a jód iránti igény.HypothyreosisAz esetek nagy többségében a hypothyreosis kialakulása autoimmun folyamatokkövetkezménye. Mivel a pajzsmirigy-hormonoknak fontos szerepe van a magzatközponti idegrendszerének fejlődése és normális működése szempontjából, az anyaihypothyreosist mindenképp kezelni kell. Mivel jelen esetben ún. szubsztitúciós terápiaalkalmazható (ami hiányzik, azt pótoljuk), a gyógyszeres kezelés (levothyroxine:EUTHYROX) nem jelent problémát (20,21).HyperthyreosisHyperthyreosis a terhességek 0,08-0,2%-ában fordul elő. A kiváltó okok alapjánmegkülönböztetjük a szindróma immun- és nem-immun eredetű verzióját. A nemimmunhyperthyreosist főleg toxikus adenoma és bizonyos gyógyszerek okozzák (jód,tiroxin-túladagolás, amiodarone). Az immun-hyperthyreosisok közül a Basedow-Graves(BG) kór a leggyakoribb (a hyperthyreosisos esetek kb. 80%-a).Az eddigi tapasztalatok szerint csak enyhe fokú túlműködés esetén lehetséges afogamzás. A terhesség kedvező hatása, hogy a II. trimeszter után ideiglenes remissziósfázis észlelhető. A szülést követően viszont megnő a visszaesés valószínűsége, ezértezek a betegek fokozott ellenőrzést igényelnek.Hyperthyreosis terápiájában elsősorban a gátlószeres kezelést alkalmazzuk apropylthiouracil (PROPYCIL) segítségével, mely az intrathyreoid peroxidase enzimgátlásával a hormonszintézis csökkenését okozza. A gyógyszer dózisát fokozatosan53

lehet csökkenteni, és a második trimesterben megkísérelhető a terápia megszűntetése. Abéta-receptor-blokkolókkal történő kombináció nem javasolt. A radijód kezelésalkalmazása terhesekben tilos. Fontos megemlíteni, hogy tervezett gyermekvállalásesetén a BG-kóros beteg lehetőleg teljes remisszióban legyen, és kontraindikált afokozott jódbevitel is (pl. MATERNA), mivel ez látszólagos gátlószer-rezisztenciáteredményezhet (1,21,22).1.2.6. Morbus SacerA terhes nők körében leggyakoribb neurológiai megbetegedés az epilepszia. Azrégóta elfogadott és igazolt tény, hogy az antiepileptikumok használatakor különbözőcongenitalis malformatiok kialakulására lehet számítani (szívhibák, nyúlajak,farkastorok). Később viszont kiderült, hogy gyakrabban fordulnak elő fejlődésirendellenességek a terápiában nem részesülő kismamák gyermekei esetén, mivel arohamok alatt az uteroplacentaris keringés csökkenésével magzati hypoxia alakulhat ki,illetve nő a vetélés és halvaszületés kockázata. A mai álláspont szerint a jól gondozott,megfelelő antiepileptikus terápiában részesülő gravidáknak 90% esélyük van arra, hogyegészséges újszülöttnek adjanak életet. Az antiepileptikumok teratogén hatása mögöttkomplex folyamatok állnak: a terhességi folsavhiányt az antiepileptikumok súlyosbítják,ezen kívül a gyógyszerek intermedier termékei direkt módon okoznak teratogénártalmakat. Természetesen a genetikai determináltság sem zárható ki (pl. csökkentepoxide-hydrolase szint).Epilápsziás terhes nők gondozása esetén az alábbiakra kell odafigyelni:- Ha az utolsó roham óta több mint 3 év telt el, érdemes fontolóra venni agyógyszeres terápia szüneteltetését.- Ha a kezelés mindenképp szükséges, lehetőleg monoterápiát alkalmazzunk (a lehetőlegkisebb hatékony dózis szintjén tartva), ugyanis a kombinált kezelések növelik amalformitások kialakulásának valószínűségét.- Az antiepileptikumok szérumkoncentrációja terhesség alatt a 8-14. héttőlfokozatosan csökken a megváltozott fehérjekötődésnek, a felgyorsult hepatikusmetabolizmusnak, az esetleges hányásoknak és a plazmavolumen-változásnakköszönhetően. Ennek függvényében mindenképp szükséges az anya szigorú ésgyakori gyógyszerszint-monitorozása (TDM: Therapeutic Drug Monitoring) azoptimális terápiás vérszint biztosítása érdekében.54

- Az első vonalbeli hatóanyagok (phenobarbital: SEVENAL, phenytoin: DIPHEDAN,carbamazepine: NEUROTOP, TEGRETOL, valproic acid: CONVULEX,DEPAKINE) magzatkárosító hatása bizonyított. Lehetőség szerint a teratológiaiszempontból legveszélytelenebb gyógyszereket választják (pl. benzodiazepinek:RIVOTRIL). Az újabb hatóanyagokkal (mint pl. lamotrigine: GEROLAMIC,LAMICTAL, vigabatrin: SABRIL, gabapentin: GORDIUS, NEURONTIN,pregabalin: LYRICA, felbamate: TALOXA, topiramate: ETOPRO, levetiracetam:KEPPRA) nincs még elég klinikai tapasztalat a terhesség alatti epilepsziákkezelésében.- A terhesség alatti terápia során a rohammentesség biztosítása az elsődleges cél. Ezsajnos nem minden esetben valósítható meg, így epilepsziás roham előfordulásaesetén magnesium sulfate, clonazepam, phenytoin adása javasolt (2,3,23).1.2.7. Antibiotikus kezelés terhesség alattA terhes nők fertőzéses megbetegedése esetén is fontos az alkalmazottgyógyszeres terápia esetleges teratogén hatásának illetve a kezeletlen betegség magzatikárosodást okozó szerepének gondos mérlegelése. Általánosan elmondható, hogy azesetek többségében a betegség fennállása okoz nagyobb kockázatot a foetus számára,tehát az infekciók feltétlenül kezelendők.Genitális fertőzésekMivel a genitális fertőzések gyakori következménye kismamákban a vetélés,koraszülés, idő előtti lepényleválás, mindemellett nő a postpartum anyai és azújszülöttkori infekciók kockázata, a kezelés mielőbbi megkezdésének szükségességenem kérdéses. A leggyakrabban előforduló nemi úton terjedő betegségek a gonorrhoea,a syphilis, a trichomoniasis, a candidiasis, a chlamydia- és herpes-fertőzések. Abakteriális infekciók (syphilis, gonorrhoea, chlamydia) kezelése esetén elsőkéntválasztandó szer az azithromycin (SUMAMED, ZITROCIN), mivel valamennyi típusosés atípusos genitális patogénnel szemben hatékony, és az antibiotikumok számáralegkedvezőbb B-kategóriás minősítést kapta a terhesség alatti adhatóság szempontjából.Gonorrheával (és más, baktérium okozta genitális fertőzésekkel) szemben jól reagálnaka béta-laktám antibiotikumok is, viszont a gyakran együttesen jelenlévő atípusospatogének (Chlamydia trachomatis, genitális Mycoplasmák) elleni alkalmazásuk55

hatástalannak/ kevésnek bizonyult. Ezért kell a terápiában az azithromycintcephalosporinnal (cefuroxime: ZINNAT, cefixime: SUPRAX) kombinálva alkalmazni ateljes eradikáció eléréséhez. A fluorokinolonok az atípusos kórokozókkal és agonorrheával szemben is hatásosak, azonban terhesség alatti alkalmazásukkontraindikált. A gombás fertőzések (pl. candida) kezelésére clotrimazol (CANESTEN)és natamycin (PIMAFUCIN) tartalmú készítmények lokális alkalmazását, illetvebóraxos hüvelykúp használata javasolható. A protozoon infekciók (pl. trichomoniasis)ellen hatásos a metronidazole (KLION, ROZEX) és a tinidazole, ám a terhesség elsőtrimeszterében alkalmazásuk kontraindikált. A virális fertőzésekben (pl. herpes)acyclovir (ZOVIRAX, VIROLEX, TELVIRAN) használható (2,24).Húgyúti infekciókA húgyúti infekciók tünetmentes állapotban nagy veszélyeket hordoznakmagukban. Azon gravidák között, akiknél későn kerül felismerésre az aszimptomatikusbakteriuria, 20-40%-ban alakul ki akut pyelonephritis, melynek következtébenfokozódik a koraszülés, a spontán vetélés, a terhességi toxaemia, a puerperalis sepsis,ezen kívül pedig az újszülöttkori sepsis és az alacsonyabb születési súly gyakorisága is.A húgyúti infekciók hátterében 70-80 %-os gyakorisággal az Escherichia coliáll, ezen kívül előfordulhatnak Staphylococcus, Streptococcus, Klebsiella, Proteus fajokis. Ezen fertőzések kezelésében a béta-laktám antibiotikumok – mint a penicillinek(amoxicillin: AMOXICILLIN-B, AKTIL, AUGMENTIN, ampicillin: SEMICILLIN,UNASYN) és a cephalosporinok (ceftriaxone: LENDACIN, cefixime: SUPRAX,ceftibuten: CEDAX)- és a nitrofurantoin biztonsággal alkalmazhatók. Akut cystitisesetén a 2. és 3. generációs cephalosporinok használata javasolt, ezek közül is acefixime bizonyult a leghatékonyabbnak. Pyelonephritis fennállása esetén hospitalizálnikell a terhes nőt, ahol a parenterális kezelés megkezdésekor elsősorban alkalmazottantibiotikumok a cefuroxim, a ceftriaxon és a cefotaxim (a tenyésztési eredménymegérkezéséig). Az említett esetek mindegyikében 7-10 nap a kezelés javasoltidőtartama (25,26).56

Lázzal járó megbetegedésekMagyar kutatások igazolták, hogy az esetek 91%-ában a terhesség 2. és 3.hónapjában előforduló lázzal járó influenzás megbetegedés bizonyos congenitalisanomaliák (CA) kialakulásának gyakoriságát szignifikánsan megemelte, és ezt a magasláz teratogén hatásával magyarázták. Ezen rendellenességek közül a legfontosabbak –ún. kardinális megnyilvánulások – az anencephalia-spina bifida, az archasadékok, acataracta és a microphthalmia. A vizsgálatok azt is alátámasztották, hogy a magas lázokozta CA-k megfelelő gyógyszeres kezeléssel kivédhetők.A fertőzéses betegségben szenvedő várandós nőt erélyes antibiotikus kezelésselkell kezelni, mert a fertőzés és a láz a magzat elvesztéséhez vezethet. Nem ismerünkolyan antibiotikumot, mely terhes nőknél alkalmazva nagyobb anyai és magzatikárosodást okozna, mint maga a lázzal járó fertőzés. A terápia indítása olyanantibiotikummal történjen, mely az FDA kategorizálás alapján, lehetőség szerint, alegalacsonyabb kockázatú csoportba tartozik és a kórokozók feltételezett spektrumátnagy valószínűséggel lefedi.A légúti megbetegedéseket (meghűlés, torok-, középfül-, légcső- éstüdőgyulladás) leggyakrabban rhinovírusok, Streptococcus, Staphylococcus,Haemophilus és Mycoplasma fajok okozzák. A gyógyszeres terápia során ebben azesetben is a makrolid típusú azithromycin (SUMAMED, ZITROCIN) az elsőkéntválasztandó szer, mivel az atípusos patogénekkel és a Haemophilus influenzae-velszemben is hatékonynak bizonyult. Gram negatív baktérium vagy Streptococcuspneumoniae jelenléte esetén az azithromycint cephalospironnal (cefalexin: PYASSAN,cefuroxim: ZINNAT, ceftriaxon) ajánlott kombinálni. Az előbb említett kórokozókkalszemben az egyszerű aminopenicillinek nagy valószínűséggel hatástalanok.Fluoroquinolok használata ellenjavallt, bizonyos kivételes esetekben moxifloxacin(AVELOX) és levofloxacin (TAVANIC) adható. Ezen kívül köhögéscsillapítókéntkodeinszármazékok (CODERIT N), a második és harmadik trimeszterben butamirat(SINECOD) alkalmazható, míg köptetőként bromhexin (PAXIRASOL), a második ésharmadik trimeszterben pedig ambroxol (AMBROXOL-Q), illetve acetylcystein (ACC,FLUIMUCIL) használata javasolható. A gyógyszeres terápia mellett fontos a bőségesfolyadékfogyasztás, az ágynyugalom és természetesen a lázcsillapítás is (2,27).57

Rövid összefoglaló áttekintés az antibiotikumokról:- Penicillinek (amoxicillin: AMOXICILLIN-B, AKTIL, AUGMENTIN, ampicillin:SEMICILLIN, UNASYN): A placentán átjutnak, de teratogén hatásukra nincsbizonyíték, biztonságosan alkalmazhatók. Elsőként választandó szerként tartjukszámon a terhességi infekciók esetén.- Cephalosporinok (cefalexin: PYASSAN, cefuroxime: ZINNAT, cefaclor: CECLOR,ceftriaxone: LENDACIN, cefixime: SUPRAX, ceftibuten: CEDAX). Szinténátjutnak a placentán. A vesén keresztüli elimináció fokozott, ezért a nem terhesállapothoz képest rövidebb a plazmafelezési idő. Biztonságosan az 1. generációsszerek alkalmazhatók. A 2. és 3. generációs készítményekben találhatómethyltetratiazol szubsztituens infantilis hím patkányokban infertilitást okoz, dehumán vizsgálatokkal ez még nem igazolódott.- Makrolidok (erythromycin: MEROMYCIN, ERYTHROTROP; spiramycin:ROVAMYCINE; roxithromycin: RULID; clarithromycin: KLACID, FROMILID;azithromycin: SUMAMED): A nagy molekulaméret miatt nem jutnak át aplacentán. Alkalmazásuk különösen azok körében javasolt, akiknél penicillinérzékenységáll fenn.- Clindamycinek (DALACIN): Átjutnak a placentán, de kellő tapasztalat hiányábanalkalmazásuk kerülendő.- Aminoglycosidok (tobramycin: BRAMITOB, gentamicin: GENTAMICIN,amikacin: LIKACIN): Az anyában és a magzatban egyaránt a VIII. agyideg(ototoxicitás), ill. a vesetubulusok károsodását válthatják ki. Farmakokinetikai okokmiatt fokozott a toxicitás veszélye.- Sulfonamidok (sulfamethoxazole: SUMETROLIM): Gyorsan átjutnak a placentán,de a magzati vérszint alacsonyabb az anyainál. Kompetitív módon leszoríthatják abilirubint a plazmafehérjékről, magicterus kialakulásának veszélye állhat fenn azújszülöttnél.- Chloramphenicol: A magas chloramphenicolszint következtében lassuló eliminációaz ún. „gray baby” szindróma (cyanosis, vascularis collapsus, exitus) kialakulásátokozhatja.- Tetracyclinek (doxycycline: DOXITIDIN, lymecycline: TETRALYSAL,oxytetracycline: TETRACYCLINE WOLFF, tigecyline: TYGACIL): A magzat fogéscsontfejlődési zavarait, ill. a fogak maradandó elszíneződését okozhatják.58

- Fluoroquinolonok (ofloxacin: TARIVID, ciprofloxacin: CIPROBAY, norfloxacin:NOLICIN, levofloxacin: TAVANIC): Esetleges csont- és porcfejlődési zavartokozhatnak.- A chloramphenicol, a sulfonamidok és a nitrofurantoin glükóz-6-foszfátdehidrogenázhiányos magzatban haemolyticus anaemiát okozhatnak (1,6,28).1.2.8. Fájdalomcsillapítás terhesség alattA terhes nők fájdalomcsillapításkor leggyakrabban recept nélkül beszerezhetőkészítményeket alkalmaznak. A gyógyszerész szerepe kiemelten fontos, ugyanis jelenesetben ő az az egészségügyi szakember, aki segítséget nyújthat agyógyszerválasztásban, és a teljeskörű betegtájékoztatás felelőssége is rá hárul.Várandósság időszaka alatt fájdalom- és lázcsillapításra az első választandó szera paracetamol (PANADOL, PARAMAX RAPID). Terápiás adagban, rövid idejűhasználatra a terhesség bármely szakaszában javasolható. A placentán átjut és elvileg amagzati máj károsodását okozhatja, de a klinikai tapasztalatok ezt nem támasztják alá.Esetleges túladagolás bekövetkeztekor az acetylcysteine antidotum használhatóterhességben.Az acetilszalicilsav (ASPIRIN) teratogenitása nem teljesen tisztázott. Avizsgálatok azt igazolták, hogy a III. trimeszterben, nagy dózisban történő alkalmazásesetén fordultak elő gyakrabban magzati károsodások. Gátolja a prosztaglandinokbioszintézisét, ezért a szülés elhúzódását, a méh kontraktilitásának csökkenését, aductus arteriosus Botalli korai záródását és ennek következtében pulmonális hypertensiokialakulását okozhatja. A tromboxán szintézisének gátlása miatt a szülési kompressziósorán akár a magzat illetve az anya életét veszélyeztető vérzések is előfordulhatnak. Azelőbb említett kockázati tényezők miatt a gestatio 34. hetétől acetilszalicilsav adásakontraindikált.A nem-szteroid gyulladásgátlók – mint például az ibuprofen (ADVIL ULTRA,ALGOFLEX), naproxen (APRANAX, ALEVE) - a terhesség korai periódusábanalkalmazva növelhetik a vetélés, szívfejlődési rendellenességek és a gastroschisiskockázatát, mely mögött a prosztaglandin-szintézis gátló hatása áll.A III. trimeszterben használt NSAID-ok következményeként az alábbi hatásokkaltalálkozhatunk:- cardiopulmonalis toxicitás59

- veseműködés zavarai (veseelégtelenség, oligohydramnion)- vérzési idő megnyúlhat, thrombocytaaggregatio gátlás- méh kontrakció gátlása (szülés megindulása késhet, elhúzódó szülés).A 34. héttől a NSAID-ok használata is ellenjavallt (2,3,5).1.2.9. Élvezeti szerek használata terhesség alattKülön említést kell tennünk a terhes nők által fogyasztott élvezeti szerekről.Napi 30ml alkohol (abszolút alkoholmennyiség) bevitele következtében márcsökkent születési súly várható, míg 75-90 ml elfogyasztásával nő az újszülöttnél az ún.foetális alkoholos szindróma kialakulásának a valószínűsége. Ebben az esetben amagzat növekedési- és szellemi retardációjára, illetve microcephalia és rövid szemréskialakulására lehet számítani. Ugyanakkor említést érdemel az is, hogy korábban azalkoholt tokolitikumként használták.Állatkísérletekben bebizonyosodott, hogy a coffein a placentán átjutva dózisfüggőenteratogén hatást mutat. Ezt a megállapítást még humán kísérletek nem igazolták, azviszont elmondható, hogy 100-150 mg/nap coffein bevitele a születési súlyt csökkenti,és növeli a spontán abortuszok gyakoriságát valamint magzati szívkárosodást isokozhat.A terhesség alatti dohányzás veszélyei között érdemes megemlíteni, hogy azújszülöttek ebben az esetben is kisebb súllyal jöhetnek a világra, és gyakoribb adohányzó anyák körében a spontán vetélés, halvaszületés, koraszülés (2,20).2. Szoptatás alatti gyógyszeres kezelés2.1. Általános ismeretek a gyógyszerek anyatejbe jutásárólNormál körülmények között az anyák 96%-a tudja gyermekét anyatejjel táplálni.A szoptatást sok éven keresztül idejétmúlt táplálási módnak tartották, ma viszont aszakmai kollégiumok ajánlása szerint az anya és a gyermek számára is mindenképpen éshangsúlyozottan előnyös, ha legalább az első 4-6 hónapban szopik a baba.Abban az esetben, ha az anya ebben az időszakban gyógyszeres kezelést igényel,több szempontot is figyelembe kell venni a terápia megkezdése előtt. Vállalható-e agyógyszeres kezelést és az esetlegesen velejáró mellékhatások kockázatát? Átjut-e az60

anyatejbe az adott gyógyszer? Veszélyeztetheti-e a csecsemőt a tejjel bejutottgyógyszermennyiség? Szükség van a szoptatás felfüggesztésére, vagy sem? Ezenkérdések megválaszolása korántsem egyszerű feladat. Annyi viszont elfogadhatóalapszabályként, hogy a gyógyszeres kezelés szoptatás időszakában is – a terhességhezhasonlóan – szigorú indikációt igényel (4).2.1.1. A tejelválasztás élettani háttereAz újszülött és fiatal csecsemő számára a legoptimálisabb táplálék az anyatej,ugyanis a fejlődéshez szükséges alapvető tápanyagokat megfelelő mennyiségben ésarányban tartalmazza, mindemellett mindig friss, egyenletes hőmérsékletű, és steril.Nem elhanyagolható szempont, hogy a szoptatás az első és legbensőségesebb pszichéskapcsolat anya és gyermeke között.A szülés utáni laktációt illetve szoptatást neuronális és endokrin tényezőkszabályozzák. Az emlő a terhesség alatt éri el azt a fejlettségi szintet, ami atejelválasztáshoz szükséges. A gestatio alatt a tejjáratok növekedését az oestrogenek,míg a mirigyek alveolusainak fejlődését a progesteron segíti. A mirigy erősenvaszkularizálódik.Az ellenanyagokban (IgA) és fehérjékben rendkívül gazdag sárgás előtej(colostrum) képződése már a terhesség 9. hónapjában elkezdődik. A tejelválasztást agestatios periódus végén megemelkedő prolaktinszint, illetve a szülés alatt bekövetkezőoxytocinszint növekedés és oestrogenszint esés indukálja. A szülés utáni 3-4. napon azoestrogen-, illetve progesteron-koncentráció zuhanása oly mértékű, hogy a prolaktintejszekréciót serkentő hatását már nem képes gátolni, és ekkor már megjelenik az éretttej. A hypothalamusban termelődő és a hypophysis hátsó lebenyében raktározódóoxytocin kiáramlását a külső nemi szervek, illetve a mellbimbó mechanikai ingerlése(tehát maga a szoptatás is) serkenti. Az oxytocin a véráram útján jut el az emlőhöz, ahola mirigyek és kivezetőcsövek myoepithelialis sejtjeinek összehúzódását okozva a tejkiürül (8,29).61

2. ábra: Az oxytocin útja a szervezetbenAz anyatej fehérjetartalma 1,1% (kazein, tejsavó). A kazeinek 20-30 kDmólsúlyú fehérjék, melyek benzodiazepin származékokat képesek jelentősen megkötni.A savóban több fehérjetípus is található, mint például a laktalbumin, és a laktoferrinnevű fő kötőfehérje. Ezen kívül található még a tejben 4,5% zsír (ebből 98% triglicerid),7-8% szénhidrát (laktóz), továbbá immunglobulin-A, vitaminok és ásványi anyagok. Azanyatej pH értéke 6,8-7,1, de korábban 6,5 szerepelt, ami kismértékben eltér a vér pHjától(7,4). Ez a különbség az egyik oka a tej és a plazma (M/P) közötti eltérőgyógyszer-koncentrációnak, melynek kitüntetett jelentősége lehet (8,29).2.1.2. A gyógyszerek anyatejbe történő kiválasztódásaAz idegen anyagoknak az anyatejbe történő átjutáshoz számos „barrieren” kelláthatolniuk. Ilyen gát pl.:- kapillárisfal,- az interstitialis folyadék,- az emlőmirigyek alveolaris epithelje,- plazmamembránok.Az alveolaris epithel pórusos lipidmembrán, ami protein- és lipid molekulákat,illetve relatíve csekély arányban vízzel telített kis pórusokat tartalmaz. Ez a struktúrateszi lehetővé, hogy a főleg lipofil, proteinhez nem kötődő molekulák passzív62

diffúzióval a vér-tej gáton átjussanak. A vízzel telt pórusokon keresztül csak azok ahidrofil molekulák tudnak közvetlenül az anyatejbe jutni, melyek molekulatömege 200D-nál kisebb (8, 29, 30).Aktív transzporter rendszerek:‣ Organikus anion, kation transzporterek:- kationos szubsztrátok: cimetidin, ranitidin- anionos szubsztrátok: pl. digoxin, benzylpenicillin, lovastatin, nitrofurantion,thyroid hormonok‣ Peptid transzporterek: peptidomimetikus xenobiotikumok szállítására (ACEgátlók, beta-laktam antibiotikumok, acyclovir analógok)‣ ABC transzporterek: főként hidrofób anyagokat transzportálnak (29,30).Tejszekréciós útvonalakA. Exocitózis (fehérje, laktóz, vizesfázis)B. Tejzsír kiválasztása(speciális exocitózis)C. Vezikuláris transzcitózis(immunglobulinok)D. Direkt aktív transzportermechanizmusok(transzcelluláris út)E. Paracelluláris út: csak szoptatáskornyílik meg (plazma összetevők ésleukocyták)3. ábra: Laktáló emlőmirigy alveoláris sejtjeN: sejtmag, GJ: gap junction; SV: szekréciós vezikula (secretory vesicle), BM:bazális membrán, ME: myoepithel sejt, RER: durva felszínű endoplazmatikusretikulum, MFG: zsírgolyó (Milk Fat Globule)Az anyatej gyógyszer-koncentrációját meghatározó tényezőkA fiziológiás gátak ellenére a hatóanyagok többsége átjut az anyatejbe. Normálisesetben viszont az anyatejben lényegesen kisebb a gyógyszer koncentrációja, mint az63

anyai plazmában, ezért többnyire csak nyomokban, de legalábbis nem toxikusmennyiségben találhatók meg a tejben. Ez a koncentráció érték az anyai gyógyszerdózismaximum 1-5%-át jelenti.Az alábbi tényezőknek fontos szerepet tulajdonítanak a gyógyszer anyatejbenmegjelenő koncentrációjának kialakításában:- az anyai gyógyszerdózis,- a gyógyszer molekulatömege,- a gyógyszer fizikai-kémiai tulajdonságai,- felezési idő (ha ez az érték kicsi, a gyógyszer teljesen kiürülhet az anyaszervezetéből két szoptatás között, ezért nagyon kicsi az anyatej gyógyszertartalma),- a gyógyszer lipidoldékonysága,- a gyógyszer ionizációjának foka (a membránon csak nem ionos formában juthat át ahatóanyag-molekula)- a gyógyszer-protein kötődés mértéke a szérumban (az átjutás csak nem kötöttállapotban lehetséges)- a plazma és az anyatej közötti pH-különbség (az anyai plazma pH-ja magasabb azanyatejénél, így a gyenge bázisok nem disszociálnak a plazmában, ezért könnyenátdiffundálnak a tejbe; a gyenge savak „ioncsapdája” viszont a plazma, ugyanis ittdisszociált állapotban vannak jelen, átjutásuk az anyatejbe minimális) (3,4,29,31).Gyógyszerhatást esetlegesen fokozó neonatológiai eltérésekAz anyatejbe átjutó gyógyszerek hatásának vizsgálatakor figyelembe kell venniazt is, hogy csecsemőkorban a felszívódás mértéke még mérsékelt.Ehhez több tényező hozzájárul:- kisebb a fajlagos felület,- a gyomornedv elválasztása még csekélyebb mértékű,- az epe elválasztás mértéke kb. 50% a felnőttekéhez képest,- csökkent a pancreas enzim elválasztása is,- a gyógyszerek plazmafehérjéhez kötődése mérsékeltebb, mivel alacsonyabb aplazma albuminszint,- megnő a gyógyszerek megoszlási térfogata, mivel a felnőttekéhez képest relatívenagyobb az extracellularis tér,64

- csökkent a máj metabolizáló képessége, ezáltal a prodrug-aktív gyógyszer átalakulásmértéke is,- a veseműködés fejletlensége (illetve az előbb említett éretlen májműködés) agyógyszerek felezési idejének megnyúlását okozhatja, ami kumulációhoz vezethet,- az alkalmazott gyógyszer tejelválasztást serkentő illetve csökkentő volta is fontos(lactatiot fokozó szerek: fenotiazinok, haloperidol, sulpiride, risperidone,methyldopa, domperidone, metoclopramide, cimetidine; lactatiot csökkentő szerek:bromocriptin, levodopa, atropin, ergot-alkaloidok, nicotine, diuretikumok, MAOgátlók,oestrogenek) (3,4,8,30).A csecsemő gyógyszerszintjének meghatározásaA csecsemőbe jutó gyógyszerszint megállapításához a farmakológusok gyakranhasználják az expozíciós indexet.A: az elfogyasztott tej mennyisége (150ml/kg/nap=0,1ml/kg/perc)Clearance: (ml/kg/perc)MP arány: anyatej/plazma arány, ami megadja, hogy az anyaiszérumkoncentrációhoz viszonyítva milyen a gyógyszer koncentrációjaaz anyatejbenMivel az expozíciós index és a csecsemő gyógyszer clearance között hiperbolikusösszefüggés van, ezért alacsony clearencenél az expozíciós index igen magas. Az MPhányados viszont egyenes arányban áll a csecsemő expozíciójának mértékével, azazminél nagyobb az MP arány, a baba annál inkább ki van téve a gyógyszer hatásának(29).65

3. táblázat: Néhány hatóanyag MP hányadosaHatóanyagMP arányCaptopril 0,03Ceftriaxone 0,04Diazepam 0,1-0,3Jód 15-65Lithium 3Metoprolol 1Paracetamol 0,8Phenobarbital 0,5Ranitidine 2,8Sotalol 4Valproic acid 0,05*Forrás (32) alapján módosítvaA táblázat számadataiból egyértelműen következik, hogy míg pl. a paracetamolés ceftriaxone biztonsággal adható szoptatás alatt, mivel alig kimutatható mennyiségbentalálhatók meg az anyatejben, a ranitidine és a jód alkalmazása kerülendő.2.2. Gyógyszercsoportok alkalmazhatósága szoptatás alatt2.2.1. Gastrointestinalis rendszerre ható szerek Antacidumként aluminium- és magnézium vegyületek, illetve a sucralfate(VENTER, ULCOGANT) javasoltak. Az ulcus terápiában használt ranitidine (ULCERAN, ZANTAC) magaskoncentrációt ér el az anyatejben, alkalmazása kerülendő szoptatáskor. A nizatidine(NAXIDIN) felezési ideje rövid, kisebb a kumuláció veszélye, az anyai dózis kb.1%-a jut az újszülöttbe. Famotidine (QUAMATEL) használata ellenjavallt. A bélmotilitásra ható metoclopramide (CERUCAL) adása után a gyógyszerkoncentrácója 100%-kal magasabb az anyatejben, mint az anyai plazmában. Acsecsemők fokozott érzékenysége miatt nem alkalmazható. A domperidone(MOTILIUM) kis mennyiségben jelenik meg az anyatejben, de mivel az újszülöttrekifejtett hatás ismeretlen, ne javasoljuk a készítményt lactatioban. Az atropin erős anticholinerg hatására még kis mennyiségben is fokozottanreagálnak a csecsemők, ezen kívül a tejelválasztás mértékét is csökkenti. Az említett66

hatások miatt használata ellenjavallt szoptatás alatt. Drotaverine (NO-SPA) éspapaverine (PAPAVERINUM HYDROCHLORICUM) adása kellő klinikaitapasztalat hiányában szoptatás alatt nem javasolt. Simethicone (ESPUMISAN)használatának viszont nincs ellenjavallata lactatio idején.Azok a készítmények javasolhatók biztonsággal hashajtóként, melyek a gyomorbéltraktusbólnehezen vagy egyáltalán nem szívódnak fel: natrium picosulfate(GUTTALAX), lactulose (DUPHALAC, LAEVOLAC-LAKTULÓZ), bisacodyl(DULCOLAX, STADALAX). A szennakészítmények a vékony és a vastagbélből isfelszívódnak, s az anyatejbe jutva gastrointestinalis tüneteket (hasmenés, görcsök)okozhatnak a csecsemőknél, így alkalmazásuk kerülendő. Phenolphtaleinhasználatakor a csecsemők nagy részénél szintén hasmenés lépett fel, ezért szoptatásalatti használatuk nem javallt.Az adsorbens hatású orvosi szén (CARBO ACTIVATUS) illetve a bizmutsók(BOLUS ADSTRINGENS) a bélből nem szívódnak fel, ezért kedvezőtlen hatásnagy valószínűséggel nem várható a készítményektől szoptatás alatt sem. Meg kellazonban említenünk, hogy a bizmutsók felszívódása veszélyt jelenthet aneurotoxicitás miatt. A diosmectittel (SMECTA) kapcsolatban a nagyszámúvizsgálatok egyikében sem írtak csecsemőkre gyakorolt káros hatásról. Adiphenoxylate (REASEC) és a loperamid (IMODIUM) feltételezhetően átjutnak azanyatejbe, alkalmazásuk tehát nem javasolt (3,31,32).2.2.2. VéralvadásgátlókAz antithrombotikus hatású heparin készítmények molekulasúlyúkból adódóan nemjutnak át az anyatejbe, ezért biztonságosan alkalmazhatók szoptatás alatt. Acumarinok a vizsgálatok során nem voltak kimutathatók az anyatejben (mivel aplazmafehérjéhez való kötődésük mértéke > 95 % ), illetve a csecsemők véralvadásiértékeit sem módosították.Thrombocyta-aggregatio-gátlók: Aszpirin használatakor (napi 100mg esetén) mégnem figyeltek meg a csecsemőkön nem kívánt hatásokat, szedése engedélyezettszoptatáskor is. A ticlopidine (APLATIC, TICLID) és a clopidogrel (EGITROMB,PLAVIX, PLAGREL) feltételezhetően átjutnak az anyatejbe, alkalmazásuk nemjavasolt (3,31,32).67

2.2.3. Cardiovascularis rendszerre ható szerekElsők között választandó vérnyomáscsökkentő szerek a methyldopa (Dopegyt),illetve a dihydralazine (DEPRESSAN). Előnyös tulajdonságuk, hogy nemkumulálódnak a csecsemőben, s az anyatejben kimutatható mennyiség nem éri el ahatás kifejtéséhez szükséges szintet.Az ACE-gátlók (captopril: TENSIOMIN, enalapril: RENITEC, perindopril:COVEREX-AS stb.) sem jelentenek nagy veszélyt a csecsemőkre nézve, mertalacsony koncentrációban vannak jelen a tejben.A béta-receptor blokkolókról általánosan elmondható, hogy nagy mennyiségbenkerülnek át az anyatejbe, és a csecsemőkben fennáll a kumuláció veszélye. Ez alólkivétel a propranolol (HUMA-PRONOL), mivel az ő esetében az anyatejben lévőhatóanyag-mennyiség lényegesen kisebb az anyai plazmáénál. Valamennyi β-blokkoló tartós alkalmazása esetén bradycardia, hypoglykaemia, légzésdepresszió,fáradékonyság fordulhat elő a csecsemőn.A Ca-antagonisták közül a fehérjékhez erősen kötődő nifedipine (CORDAFLEX,CORINFAR) és nitrendipine (BAYPRESS) csekély mennyiségben jutnak azanyatejbe, a szoptatás engedélyezett. A csecsemő monitorozása ebben az esetben isszükséges. Ma már verapamil (CHINOPAMIL R, ISOPTIN) használata esetén semtartják a szoptatást kontraindikáltnak, mert újabb mérések szerint alacsony akoncentrációja az anyatejben. A diltiazem (DILRENE, DILZEM) viszont jelentősmennyiségben van jelen a tejben, használata kerülendő.A szoptatás által csecsemőbe jutó digoxin (DIGOXIN) koncentrációja jóval aterápiás szint alatt van, ennek ellenére a csecsemő szívfrekvenciáját gondosanellenőrizni kell.A diuretikus hatású thiazidok tejelválasztást gátló hatása miatt, és az esetleg fellépőmellékhatások miatt használatuk nem ajánlott a szoptatás ideje alatt. A chlortalidone(HYGROTON) alkalmazása kerülendő lactatiókor, mert bár relatíve kiskoncentrációban mutatható ki az anyatejben, a hosszú felezési ideje miatt (50 óra)fennállhat a kumuláció veszélye a csecsemőben. A furosemid (FURON,FUROSEMID) a vizsgálatok során csak nyomokban volt megtalálható azanyatejben (3,30,32).68

2.2.4. Anyagcserére ható szerekA pajzsmirigyhormonok (levothyroxine: EUTHYROX, LETROX) kis mértékbenugyan, de átjutnak az anyatejbe. A szoptatás felfüggesztése nem szükséges, de acsecsemő folyamatos kontrollja elengedhetetlen. Az antithyroid-készítmények közüla propylthiouracil (PROPYCIL) használata engedélyezett, de mivel már fordult előhypothyreosis a kezelt anyuka szoptatott gyermekében, ezért a hosszabb idejűmegfigyelés jelen esetben is indokolt. A thiamazole (METOTHYRIN) alkalmazásakontraindikált szoptatáskor, mert az anyatejben és az anyai plazmában közel azonosmennyiségben van jelen, s nem zárható ki a csecsemőben a thyreostatikus hatáskialakulása. Jódsók alkalmazása tilos!Míg inzulin nyugodtan adható szoptatós anyukáknak, az orális antidiabetikumokhasználatakor a szoptatott csecsemő ellenőrzése szükségszerű.Hosszabb idejű corticosteroid kezelés –mivel kiválasztódnak az anyatejbebefolyásolhatjaaz újszülött mellékvesekéreg funkcióját, és növekedési zavarokléphetnek fel (3,30).2.2.5. AntiepileptikumokPhenytoin (DIPHEDAN, EPANUTIN) használata biztonságosnak tekinthetőszoptatás ideje alatt is, mivel nagyon kis gyógyszermennyiség jut a csecsemőszervezetébe.Az anyatejben a valproinsav (CONVULEX) is rendkívül kis koncentrációbanmutatható ki, ennek ellenére feltehetőleg még nem ismert zavarokat okozhat acsecsemők fibrinogén-anyagcseréjében, így szükséges a folyamatos monitorozás.A lipofil phenobarbital (SEVENAL) könnyen jut át az anyatejbe és a hosszúféléletideje miatt kumulálódhat a csecsemő szervezetében, aminek eredményekéntnehezen táplálhatóvá és somnolenssé válhat. Alkalmazásakor szigorú ellenőrzésszükséges.A carbamazepine (NEUROTOP, TEGRETOL) alacsony koncentrációban van jelenaz anyatejben. Mivel mellékhatásként hányás és aluszékonyság is előfordulhat,szintén indokolt a csecsemő gondos megfigyelése.Az újabb antiepileptikumok (vigabatrin: SABRIL, gabapentin: GORDIUS,NEURONTIN, levetiracetam: KEPPRA) megjelennek az anyatejben, ám az69

egyelőre kevés rendelkezésre álló vizsgálati adat szerint nem zárhatók ki a szoptatottgyermeket is érintő mellékhatások, ezért alkalmazásukat lehetőleg kerülni kell(23,30,32).2.2.6. AntibiotikumokA szoptatós anya bizonyos fertőzéses megbetegedései esetén szükség lehethosszabb-rövidebb idejű antibiotikus terápia alkalmazására. A kezelésnél figyelembekell venni, hogy készítmény a szoptatott csecsemőt szenzibilizálhatja, a bélflóráját ismegváltoztathatja, illetve fennáll a bélben található kórokozók rezisztenssé válásánakveszélye is. A cefalosporinok közül a cefadroxil (DURACEF) koncentrációja a legnagyobb azanyatejben (kumuláció veszély); ezt követi a cefalexin (PYASSAN), cefuroxime(ZINNAT), cefotaxime (CLAFORAN); a ceftriaxone (ROCEPHIN) és a ceftazidine(FORTUM) már csak kis mennyiségben mutathatók ki. Az ampicillin (SEMICILLIN), amoxicillin (OSPAMOX, DUOMOX) relatíve kismennyiségben jelenik meg az anyatejben, viszont alkalmazásuknál többcsecsemőnél fordult elő hasmenés és candidiasis. Valamennyi macrolid használata esetén a szoptatott csecsemőkben terápiás alattigyógyszermennyiség mutatható ki, ami kedvez a rezisztencia kialakulásának. Azanya macrolid kezelésekor a gyermekben fellépő bélműködési zavarokról éshasmenésről számolnak be a közlemények. Tetracyclinek alkalmazása szoptatás ideje alatt kerülendő, mert lerakódhat atejfogakba és a csontokba, illetve bélflórazavar kialakulása is feltételezhető agyermekekben. Fluoroquinolonokat sem javasolt lactatiókor szedni, mert G-6-PD hiányoscsecsemőkben haemolytikus anaemiát okozhatnak, és súlyos porckárosodásról istettek már az irodalmak említést ciprofloxacin (CIPROBAY) használata esetén. Sulfonamidok és trimethoprim adása szintén ellenjavallt, mert nagyon magaskoncentrációt érhetnek el az anyatejben. Ne adjuk G-6-PD hiányos csecsemőknek,hasonlóan a nitrofurantoinhoz, amelynek használata a potenciális mellékhatásaimiatt (légzőrendszeri, idegrendszeri, gastrointestinalis, hepaticus,vérképzőrendszeri, urogenitalis) kerülendő. Metronidazole (KLION) használata semjavasolt szoptatás alatt. Bár az anyatej révén csecsemőbe átjutó hatóanyagmennyiséga terápiás dózisnak csak 10%-a, előfordult már hasmenés és hányinger a70

szoptatott gyermekben, és carcinogenitása sem kizárható. Chloramphenicolalkalmazása is kontraindikált szoptatás idején, mert csontvelő-károsodást okozhat(28,30,32).2.2.7. Analgetikumok Fájdalom és lázcsillapítás céljából a paracetamol (BEN-U-RON, PANADOL) azegyik legelterjedtebben alkalmazott szer. Vízben oldódó, enyhén savas vegyület (aphenacetinhez hasonlóan), melynek csak kis mennyisége jut át az anyatejbe. Mivelfőleg a májban metabolizálódik, és az újszülöttek illetve csecsemők mája mégéretlen, ezért csak alkalmankénti, alacsony dózisú alkalmazása javasolt. Az acetilszalicil-sav (ASPIRIN, KALMOPYRIN) anyatejben kimutathatómennyisége nagyon kicsi. Ennek ellenére a fiatal csecsemőkben relatíve magasszöveti koncentrációt ér el, mivel bennük a szer fehérjéhez kötődésének mértékelényegesen kisebb, mint az anyai plazmában. Időnkénti alkalmazásaengedélyezhető, de tartós adagolás esetén thrombocyta-aggregatio, Reye-szindrómaés metabolikus acidózis kialakulásának veszélye áll fenn. Ha krónikus kezelés szükséges, a propionsav származékok (ibuprofen: ADVIL,ALGOFLEX, flurbiprofen: FLUGALIN) jöhetnek szóba, ugyanis ezeknek avegyületeknek az MP hányadosa savas karakterük és magas fehérjekötődésük miattnagyon alacsony. A morphine és pethidin (DOLARGAN) közel azonos mennyiségben van jelen azanyai plazmában és az anyatejben. Egyszeri alkalmazásuk relatíve veszélytelen aszoptatott csecsemőre nézve, tartósan adagolva viszont kumulálódhatnak, aminekkövetkeztében légzésdepresszióhoz vezető gyógyszer-koncentráció is kialakulhat. Methadon nagy koncentrációban jut át az anyatejbe, használata szoptatáskorkontraindikált. A nalbuphine (BUFIMORF) és a tramadol (CONTRAMAL) csekély anyatejkoncentrációtér el, az anya ismételt kezelése után sem okoztak légzésdepressziót. Acsecsemők monitorozása viszont használatuk esetén elengedhetetlen (3,30,32).71

2.2.8. Psychofarmakonok, antidepresszánsokA szülő nők 5-20 százaléka él át a postpartum időszakban depressziós tüneteket.Ebben az állapotban egyes anyák alig képesek gyermeküket szoptatni. Antidepresszánsterápiával javíthatunk a helyzeten, de a kezelés megkezdése előtt több szempontból kellmegvilágítani a kérdéskört. Mérlegelni kell a szoptatás előnyeit, a gyógyszeres kezelésveszélyeit a csecsemőre nézve, illetve a kezelés elmaradásának kockázatát az anya ésgyermeke számára egyaránt. A terápia beállításánál figyelembe kell venni, hogy azantidepresszánsoknak jó a zsíroldékonyságuk és aktív metabolitjaik felhalmozódhatnakaz anyatejben. A triciklikus antidepresszánsokat (clomipramine: ANAFRANIL, amitriptylin:TEPERIN, mianserin: TOLVON) alkalmazó nők esetén az MP arány tekintetébennagy variabilitást mutató eredmények születtek. A csecsemők szervezetében aligvoltak a hatóanyagok kimutathatók, ennek ellenére fokozott hatóanyag-expositioalakulhat ki a csecsemőben a felnőttekéhez képest eltérő fiziológiás paramétereikmiatt (csökkent plazmakötődés, nem teljesen kialakult „first pass” mechanizmusstb.). A szelektív serotonin reuptake-gátlók (SSRI) közül a fluvoxamine (FEVARIN)olyan minimális mennyiségben kerül az újszülöttbe a szoptatás alkalmával, hogykáros hatás kiváltása nem feltételezhető. A fluoxetin (PROZAC, FLOXET) is átjutaz anyatejbe, mellékhatásként sírás, álmatlanság, hasmenés, hányinger, bélgörcsökfordultak elő a szoptatott csecsemőknél. Citalopram (DALSAN, CITAPRAM,SEROPRAM) kezelésnél az anyai dózis 5%-a kerül a csecsemőbe, viszont azelérhető adatok hiányosak annak az eldöntéséhez, hogy milyen mértékbenjelentenek veszélyt a gyermekre nézve. Valamennyi SSRI hatóanyaggalkapcsolatban egyaránt elmondható, hogy az újszülöttekben megvonási tünetekhezhasonló szimptómák jelentkeztek. A MAO-A inhibitor moclobemide (AURORIX) csak kis mennyiségben jut át azanyatejbe, tartós használat esetén viszont kumulálódhat a plazmában és a tejbenegyaránt. Az anyatejben kimutatható koncentráció azonban annyira alacsony, hogyfeltételezhetően nem veszélyezteti a csecsemő egészségét. A chlorpromazine (HIBERNAL), levomepromazine (TISERCIN), haloperidol átjutaz anyatejbe, szoptatás alatt alkalmazásuk kerülendő, vagy a szoptatásfelfüggesztése javasolt.72

Flupentixol (FLUANXOL DEPOT), chlorprothixene (TRUXAL), zuclopenthixol(CISORDINOL) terápia esetén az anyai dózis 1-2%-a kerül a csecsemőbe, de tartóshasználat esetén kumulálódhat. Kellően indokolt esetben folytatható a kezelésszoptatás idején is, de csak a csecsemő gondos, folyamatos megfigyelése mellett. Clozapine (LEPONEX), olanzapine (ZYPREXA), risperidone (PERDOX,RISPERDAL) adása lactatio alatt ellenjavallt. Lithium alkalmazásakor a szer magas koncentrációt ér el a szoptatott csecsemőben,és sok mellékhatás (cianózis, hypothermia, hypotonia, tremor, szívzörej)jelentkezett. Használata kerülendő szoptatás alatt. Quetiapine (SEROQUEL, KETILEPT), sulpiride (DEPRAL), tiapride(TIAPRIDAL) anyatejbe jutásával kapcsolatban nincs kellő adat, ezért tartózkodnikell alkalmazásuktól lactatio idején. Benzodiazepinek alkalmankénti adása megengedett, de tartós használat eseténletargia, testsúlycsökkenés, aluszékonyság léphet fel a csecsemőkben (33,34).2.2.9. Élvezeti szerek Koffein, teobromin nagymennyiségű fogyasztása esetén várható kumulációkövetkeztében az anyatejben is mérhető koncentráció jelenik meg. Csecsemőknélfokozott remegést és nyugtalanságot okozhatnak. Fogyasztásuk kerülendő. A nikotin gyorsan és relatíve magas koncentrációban jut az anyatejbe. Napi 20 szálcigaretta elszívása a tejelválasztás csökkenését, a csecsemőknél émelygést, hányást,tachycardiát és nyugtalanságot okozhat. Jelentős mértékben fokozódik a gyermekveszélyeztetettsége, ha a szobában is dohányfüst van, a „passzív dohányzás” károshatásai köztudottak. Az alkohol szintén gyorsan választódik ki az anyatejbe, és már kis mennyiségfogyasztása után is közel azonos anyatej-anyai plazma koncentrációk alakulnak ki.Nagyobb mennyiség elfogyasztását követően pedig már 40%-kal magasabbkoncentráció-értéket mérhetünk az anyatejben a plazmához képest. Az alkoholdózistól függően centrálisan károsítja az oxytocin produkciót az anyában, ennekkövetkeztében csökken maga a tejelválasztás is. A csecsemőkben idegrendszeri- ésmájkárosodást okozhat az etanol, ugyanis az alkoholt bontó enzimek aktivitása mégcsökkent mértékű, ami kumulációhoz vezethet. (Az anya 0,1%-os alkoholkoncentrációjakor már 0,04% koncentrációt is mértek csecsemőben) (4,30,35).73

Irodalomjegyzék1. Gődény S., Lampé L.: Terhesség és nőgyógyászati kórképek, SpringerHungarica Kiadó Kft., 1995.2. Elek Cs.: A terhesség alatti gyógyszeres kezelés alapelvei, Gyermekgyógyászat,53. évf. 6. sz., 711-720, 2002.3. Török J.: Középpontban a nők gyógyszerészi szemmel a terhességtől amenopausáig, Galenus Kiadó, 2010.4. Kleinebrecht J., Franz J., Windorfer A.: Gyógyszeres kezelés terhességben ésszoptatás alatt, Golden Book Kiadó Kft., 1999.5. Buhimschi C.S., Weiner C.P.: Medications in Pregnancy and Lactation. Part 1.Teratology, Obstetrics&Gynecology, Vol. 113. No. 1., 2009.6. Falkay Gy.: Biztonságos gyógyszeres terápia terhességben, Gyógyszerészet, 53,584-588, 2009.7. Hutson J.R., Koren G., Matthews S.G.: Placental P-glycoprotein and breastcancer resistance protein: Influence of polymorphisms on fetal drug exposureand physiology, Placenta, 31, 351-357, 2010.8. Papp Z.: A szülészet-nőgyógyászat tankönyve, Semmelweis Kiadó, 2007.9. Novák J., Takács T., Újszászy L., Bene L., Oláh A., Rácz I.: Agasztroenterológiai megbetegedések ellátása várandósság alatt, Lege ArtisMedicinae, 17(4-5), 289-296, 2007.10. Zágoni T.: A gyomor-bél rendszer megbetegedései terhességben: a diagnosztikaés a terápia lehetőségei11. Buhimschi C.S., Weiner C.P.: Medications in Pregnancy and Lactation. Part 2.Drugs with Minimal or Unknown Human Teratogenic Effect,Obstetrics&Gynecology, Vol.113. No. 2., 417-432, 2009.12. Rónaszéki A.: Terhesség és antitrombotikus kezelés, Háziorvos TovábbképzőSzemle, 12, 190-192, 2007.13. Calderwood C. J.: Thromboembolism and thrombophilia in pregnancy, CurrentObstetrics&Gynecology, 16, 321-326.14. Kulaga S., Zagarzadeh A., Bérard A.: Prescriptions filled during pregnancy fordrugs with the potential of fetal harm, BJOG: An International Journal ofObstetrics and Gynaecology, 116, 1788-1795, 2009.74

15. Pajor A.: Hematológiai betegségek terhességben, Háziorvos TovábbképzőSzemle, 11, 891-895, 2006.16. Rigó J.: A magas vérnyomás gyógyszeres kezelése terhességben, HáziorvosTovábbképző Szemle, 7, 369-372, 2002.17. Soydemir F., Kenny L.: Hypertension in pregnancy, CurrentObstetrics&Gynaecology, 16, 315-320, 2006.18. Baranyi É., Winkler G.: Terhesség és inzulinrezisztencia: elméleti és klinikaikérdések, Lege Artis Medicinae, 18 (2), 97-102, 2008.19. Hyer S. L., Shehata H. A.: Gestational diabetes mellitus, Current Obstetrics &Gynecology, 15, 368-374, 2005.20. Vecsernyés M.: A terhesség alatti gyógyszerfogyasztás veszélyei, Képzés egyéleten át, IV. évf. 5. sz., 3-10, 2004.21. Balázs Cs.: Pajzsmirigybetegségek terhességben, Háziorvos TovábbképzőSzemle, 11, 896-901, 2006.22. Nagy Gy.: A pajzsmirigy fokozott és csökkent működése terhességben,Háziorvos Továbbképző Szemle, 7, 373-382, 2002.23. Sabers A., Tomson T.: Managing antiepileptic drugs during pregnancy andlactation, Current Opinion in Neurology, 22, 157-161, 2009.24. Nahum G.G., Uhl K., Kennedy D. L.: Antibiotic Use in Pregnancy andLactation, Obstetrics&Gynecology, Vol. 107. No. 5., 1120-1138, 2006.25. Mylonas I.: Antibiotic chemotherapy during pregnancy and lactation period:aspects for consideration, Archives of Gynecology and Obstetrics, 283, 7-18,2011.26. Horváth B.: Húgyúti infekciók terhességben, Háziorvos Továbbképző Szemle,7, 366-368, 2002.27. Vogt G.: A magas láz teratogén hatása, Magyar Nőorvosok Lapja, 71, 165-171,2008.28. Crider K. S., Cleves M. A., Reefhuis J., Berry R. J., Hobbs C. A., Hu D. J.:Antibacterial Medication Use During Pregnancy and Risk of Birth Defects,Archieves of Pediatrics & Adolescent Medicine, 163 (11), 978-985, 2009.29. Ito S., Lee A.: Drug excretion into breast milk – Overview, Advanced DrugDelivery Reviews, 55, 617-627, 2003.30. Hale T. W.: Maternal Medications During Breastfeeding, Clinical Obstetrics andGynecology, 3, 696-711, 2004.75

31. Hugyecz T., Takács G.: Gyógyszeres terápia a laktáció alatt, Gyógyszerészet,49, 751-759, 2005.32. Schaefer C., Peters P., Miller K. R.: Drugs during pregnancy and lactation(Treatment options and risk assessment), Elsevier BV, 2007.33. Berlin C. M., Briggs G. G.: Drugs and chemicals in human milk, Seminars inFetal & Neonatal Medicine, 10, 149-159, 2005.34. Burt V. K., Suri R., Altshuler L., Stowe Z., Hendrick V. C., Muntean E.: TheUse of Psychotropic Medications During Breast-Feeding, The American Journalof Psychiatry, 158, 1001-1009, 2001.35. Friguls B., Joya X., Garcia-Algar O., Pallás C. R., Vall O., Pichini S.: Acomprehensive review of assay methods to determine drugs in breast milk andthe safety of breastfeeding when taking drugs, Analytical and BioanalyticalChemistry, 397, 1157-1179, 2010.76

III. A gyermekgyógyászat és a gyermekek gyógyszerterápiájánakbiofarmáciai-farmakokinetikai vonatkozásai1. Pediátria, pediátrikumok„A gyermekgyógyászok nem miniatürizált férfiakkal és nőkkelfoglalkoznak, csökkentett gyógyszeradagokkal és kisebb testbenjelentkező azonos betegségekkel, hanem tevékenységük sajátos,független terjedelemben és látóhatárokkal rendelkezik”1.1. Fogalom, történeti áttekintés(Abraham Jacobi)A gyermekgyógyászat önálló, egységes tudományág, mely nem egy konkrétbetegségcsoporttal, hanem egy adott korosztály (0-18 éves), különböző kórképeinekkezelésével foglakozik. Ez a korcsoport a Föld lakosságának egy igen jelentős részéttöbbmint 20%át- teszi ki.A kielégítő gyógyszeres terápiát gyerekkorban nehéz megtalálni, ennek háromoka van. Az első, hogy a gyermekek ugyan egészségesebbek, mint az idősebbkorcsoportok tagjai, ugyanakkor sokkal sebezhetőbbek is, egyes farmakonokra eltérőválaszt adnak. Ebből következik a második ok - miszerint ebben a csoportban végzettfarmakológiai vizsgálatok nem kielégítőek. A harmadik ok pedig a megfelelőgyógyszerformák hiánya. Az eredményes gyógyszeres terápia kialakítása céljából ezenproblémák megoldása sürgető, főleg annak tükrében, hogy Európa népessége öregedőtendenciát mutat és évről-évre kevesebb újszülött lát napvilágot.1.2. BiofarmáciaA gyógyszerek alkalmazásához elengedhetetlen azok farmakokinetikájának, ésfarmakodinámiájának az ismerete, a gyermekgyógyászatban ezen túl a beteg korát is77

figyelmbe kell venni, mivel ez az egyik legfontosabb változó a gyógyszerek biológiaihozzáférhetőségében és a hatásában.A gyermekkort az egészségügyben általában öt nagy csoportra szokták osztani,melyet az 1. táblázat foglal össze.1. táblázat: A WHO szerinti gyermekkorcsoportokKorcsoportKoraszülöttÚjszülöttCsecsemő és kisdedGyermekSerdülőKorbetöltött 24. gesztációs hétre született0 - 28 nap28 naptól 2 éves korig2 - 11 évig12 - 18 évigA legtöbb gyermekgyógyászat szakkönyv első mondatai között szerepel, hogy „agyermek nem kis felnőtt. Ennek alapját az képezi, hogy mind farmakokinetikai mindfarmakodinámikai szempontból eltérés figyelhető meg a gyermek-és felnőtt kor között.Ezek az eltérések nagyban befolyásolhatják a felszívódást, megoszlást, metabolizációt(1. ábra) és az exkréciót. Gyermekeken - azon belül kortól függően is -, más lehet egyadott betegség megjelenési formája, lezajlása, prognózisa, a gyermek szervezetébeneltérő lehet a hatóanyag kinetikája, metabolizmusa, eliminációja, a gyermek másképpenreagálhat a gyógyszer farmakodinámiás hatására, eltérőek lehetnek mind megjelenésiformában, mind súlyosságban a gyógyszer okozta nem-kívánt hatások (25).A gyermekgyógyászati gyógyszerformák formulálásának kezdeti lépései közöttmindenképp figyelembe kell venni az egyes beviteli kapuknál a felszívódást befolyásolótényezőket, mint gyomor pH, GI motilitás, enzimaktivitás (1. ábra) és GI mikroflóra,felszívó felület nagysága.78

KoncentrációHatásFejletlenmetabolizmus,kiválasztásFejlett receptoraktivitásFejlett metabolizmus,kiválasztásFejletlen receptoraktivitásDózisDózis1. ábra: Gyógyszer lebontásának és a gyógyszer hatásainak módosulásafejletlen enzim, illetve receptor aktivitás eseténEzeken kívül figyelembe kell venni az újszülöttekre és csecsemőkre jellemzőorális gyógyszerhasznosulás bizonytalanságát, a fokozott központi idegrendszeripenetrációt, a fokozott transzdermális felszívódást, a magas összvízteret, az alacsonyzsírtartalmat (2. ábra), a csökkent máj és vesefunkciókat és az elégtelen fehérjekötődést[8].79

Korasz.Érett1 év10év15 évFelnőttÖreg100908070807061,2 64,8 64,6 60 546050403013,422,4 13,7 13 18 3020 610 12 13,4 13,4 17,3 18,1 16,5 120 2 3,2 3 4,2 4,3 5,5 4Ásványok Fehérje Zsír Víz2. ábra: Test felépítésének változása az életkorralA 0-18 éves korú gyerekek igen heterogén csoportot képeznek. A gyógyszerekbevitelének és a bevitt gyógyszermolekulával a szervezetben való történések leírásáraebben az esetben is a nemzetközileg elfogadott LADMER rendszert alkalmazzuk,melynek mutatóit az ehhez a népességcsoporthoz kifejlesztendő gyógyszerekmegtervezésénél mindenképp figyelembe kell venni [9].A gyermekekben is a gyógyszerek sorsa alapvetően 4 fázisban alakul. Ezek afelszívódás, megoszlás, metabolizmus és a kiválasztás.FelszívódásA szervezeten belül kívánt hatás eléréséhez a gyógyszereknek a célszervekhezkell jutniuk. Az alkalmazás helyéről a vérbe jutás folyamatát nevezzük felszívódásnak.A gyermekgyógyászati gyógyszerelés során elsősorban oralis, rectalis, parenteralis,inhalatív és transzdermalis gyógyszerbeviteli utak ismeretesek.80

A gyógyszerek felszívódása a különbözö helyekről:A gyógyszereket gyermekkorban is leggyakrabban szájon át adagoljuk, ez a per osadagolás. A felszívódás a gastrointestinalis traktus különböző helyein történhet agyógyszertechnológiai megoldásoknak köszönhetően.Felszívódás a szájüregbőlA szájüreg bő vérellátása, és vékony nyálkahártyájának (epithelium) köszönhetőenalkalmas gyógyszerek felszívódására. A kis felszívó felület - gyermekeknéltermészetesen relatíve még kisebb, mint felnőtteknél - szab gátat ennek a bevitelimódnak, de a fentebb említett két tényező ezen korlátot kompenzálja.A szájüregből történő felszívódást nagyobb gyermekek (6 éves kortól) körébenhasználjuk ki, akiknél a megfelelő compliance biztosítható. Ellenkező esetben, kisebbkorcsoportúaknál alkalmazva a szájban oldódó tabletta lenyelése megváltoztatja az adottszer felszívódását, illetve gyakran félrenyelés (a tabletta légútakba kerülése)következhet be, ami azonnali sürgősségi ellátást tesz szükségessé. Óvatosságot igényelcsecsemőkorban a „rózsaméz” (Sol.glycerin borax) alkalmazása. A kellő felvilágosításhiányában, a szülő gyermekének „jót” akarva gát nélkül alkalmazza, gyakran nemcsak aszájnyálkahártya ecsetelése céljából. A játékcumi napi többszöri borax-glycerinneltörténő kezelése kapcsán balesetszerű túladagolás, glycerin mérgezés alakulhat ki,görcsök, eszméletlenség léphet fel a kialakult központi idegrendszert is érintő dehydrálóhatás következményeként. Ez is mutatja, hogy a szájüregből felszívódó, direkt aszisztémás keringésbe jutó szerek elkerülik az ún.first pass effektust, nemmetabolizálódnak a májban idő előtt.Felszívódás a gyomorbólA szájon át alkalmazott készítmények adásakor figyelembe kell venni, hogy azújszülöttek születéskori gyomor pH-ja -csakúgy, mint a bélmotolitás- érésen megykeresztül. Ennek köszönhetően az extrauterin nap első óráiban neutrális érték körüli,majd néhány óra elteltével lecsökken pH 1,5-3-ra. Az extrauterin életkor előrehaladtávala gyomor sósavelválasztása kétfázisú lefolyást mutat: a sósav koncentráció az első 10napon magas, a 10-30. nap között alacsony. A testtömegre vonatkoztatott81

gyomorsavelválasztás 3 hónapos korra éri el a felnőttkori normáltartomány alsó határát.A legtöbb szájon át adott gyógyszer a vékonybélből szívódik fel, ezért a gyomorürülésiideje a gyógyszerfelszívódás sebességét és a felszívódott mennyiséget jelentősenbefolyásolja. A gyomorürülés sebessége összefüggést mutat a gesztációs és postnataliskorral, továbbá a táplálék állaga is befolyásolja. Az újszülött korban a gyomorkiürülésideje megnyúlt, melyet a bélmotilitás lassabb voltával lehet magyarázni. A felnőttkoriértéket 6-8 hónapos korra éri el. Ezt a lassabb motilitást is figyelembe kell venni, hisz azadott gyógyszer több időt tölt a gastrointestinalis rendszerben, mely farmakonja ígynagyobb koncentrációt érhet el a szervezetben.Felszívódás a vékonybélbőlA vékonybélből történő felszívódást elősegíti a speciális felszívó hengerhám, a nagyfelszívó felület-a bélbolyhok révén megsokszorozódik ezen felszívó felület nagysága-, abőséges vér-és nyirokellátás és az 5-6 értékek közötti pH. A gyógyszerek felszívódása ajejunum felső szakaszán általában befejeződik. A belekből való felszívódástbefolyásolja a tranzitidő, az áthaladás sebessége. Lassú áthaladás segíti, gyors áthaladáspl. a gyermekkorban gyakori gastroenteritisek következményeként kialakult hasmenéscsökkenti a felszívódás mértékét. Krónikus beteg állandóan szedett gyógyszerénekfelszívódása ilyenkor zavart szenvedhet, és az alapbetegség tüneteit újra észlelhetjük.Pl. antiepileptikum kezelésre beállított epilepsziás gyermek hasmenése idején az addigrohammentes gyermek újra görcsölhet, vagy halmozódhatnak görcsei. Mindezek melletta vékonybelekből történő felszívódás fontosságára, mutat rá egy speciális kora-ésújszülöttkori kórkép, a rövidbél szindróma. Rövid bél szindrómáról akkor beszélünk, haa születést megelőzően vagy a születést követően a vékonybél több mint fele károsodik,illetve elveszik, pl necrotizáló enterocolitis következtében. A vékonybél elvesztésebetegség vagy sebészi úton történő eltávolítás következménye, mely malabszorpcióhozvezet. Az ilyen beteg gyógyszerelésénél mindenképpen figyelembe kell venni ezenfunkció kiesését és a parenterális gyógyszerbeviteli utat javasolt választani.A hasnyálmirigy enzimeiA pancreasenzimek akitivitása születéskor csökkent, koraszülöttekben még alacsonyabba normál újszülöttekben mért értékekhez képest. A lipázt már intrauterin 34-36 heteskor körül ki lehet mutatni, az első postnatalis héten aktivitása 5x emelkedést mutat,majd 9 hónapos korra meghússzorozódik. Az amilázt már a 22. gestációs héten ki lehet82

mutatni, de születés után a felnőttkorra jellemző érték 10%-át nem haladja meg, és azelső életév során alacsony aktivitást észlelünk. Érett újszülött tripszinelválasztásaelmarad a felnőttkori normál értéktól, de az első életév végére jelentősen nő. Ezért azolyan gyógyszerek, amelyeket pancreas enzimeknek kell hasítaniuk, hogy fel tudjanakszívódni (chloramphenicol-palmitat, clindamycin-palmitat) az élet első 3 hónapja során,változatos és bizonytalan felszívódást mutatnak.Felszívódás a végbélbőlHa a szájon át történő gyógyszeradagolás nem kivitelezhető, például nem formulálhatómegfelelő stabilitással folyékony gyógyszerkészítmény vagy fokozott bélmozgás,illetve leggyakrabban pl. ha hányása van a betegnek, akkor a rectális alkalmazásthelyezik előtérbe. Azon esetekben is a végbélen keresztüli adagolás kerül előtérbe, ha abeteg együttműködése nem megfelelő: kisgyerek, eszméletlen beteg, illetve ha agyógyszer súlyos gyomornyálkahártya izgalmat, hányingert, hányást okoz. A rectumvérellátása igen jó, innen a farmakon azonnal a szisztémás keringésbe jut, végső soron av.cava inferiorba jut, így a gyógyszer kikerüli a májat, a first pass effektust. Továbbá, haviszonylag gyors hatás elérésére van szükség, sürgősségi ellátás során is választható eza gyógyszerbeviteli út (rectalis diazepam).Intramuscularis gyógyszerbeviteli módA beadás helyén uralkodó pH és a beadott gyógyszer vízoldékony volta szükséges agyors, kiszámítható, kicsapódás mentes felszívódáshoz. A gyógyszereklipidoldékonysága elősegíti a capillarisokba diffundálást. A beadás helyén a lokalisvéráramlásnak jónak kell lennie ahhoz, hogy a keringésbe juthasson a gyógyszer. Ezkritikus állapotú, csökkent perctérfogatú, vagy légzési elégtelenség következtébenkialakult megváltozott perifériás keringésű csecsemő illetve gyermek esetében ez nemáll fenn.Felszívódás a légutakbólAz inhalatív gyógyszerbevitel bármennyire is jó megoldás napjainkban afejlesztéseknek köszönhetően, egyetlen fő korlátja a kisgyermek együttműködésénekhiánya. Emellett fontos szerepet kap mind a szülő mind a gyermek edukálása is, ahelyes használatot és gyakorlatot segítő ilyen eszköz illetve készülék vagy gépalkalmazásával. Ezért 4-6 éves kor alatti gyermekek kezelését belélegzési segédeszköz83

(pl. Babyhaler) közbeiktatásával kell végezni, ugyanis a kisgyermekek képtelenek azinhalator és a belégzés koordinálására. Kompresszoros porlasztókészülékekkel(Nebulizerekkel) csecsemőkorban is sikeresen lehetővé válik inhalációs gyógyszerekbeadása. Ezekről a készülékekről és megoldási lehetőségekről (DPI: Drug PowderInhaler, MDI: Meterd Dose Inhaler, Nebulizerek) külön teszünk említést részleteiben azinhalációs gyógyszerbeviteli fejezetnél.Felszívódás a bőrön keresztülA bőr a felszívódás fontos kapuja lehet, nemcsak terápiásan alkalmazott gyógyszerek,hanem azok balesetszerű vagy egyéb környezeti ártalomként szereplő vegyi anyagokszámára is. (pl. hexachlorophen, hydrocortison toxicus hatása újszülöttekben. Azalapvető kérdéseket és transzdermális (TDS: Transdermal Drug Delivery System)rendszereket ebben az esetben is külön tárgyaljuk egy önálló fejezetben. A bőrönkeresztül történő gyógyszerfelszívódás egyenes arányban áll a bőr hidráltságával, ésfordított arányban a szaruréteg vastagságával. Az érett újszülött bőre vastagabb, azazsokkal hatékonyabb barrier mint egy koraszülötté. Továbbá az újszülött bőrfelületetesttömegéhez viszonyítva 3x nagyobb mint a felnőtté. Ez azt jelenti, hogy ugyanakkorapercutan adag esetén újszülöttben 3x annyi gyógyszer jut a vérkeringésbe, mintfelnőttben.Egyéb folyamatokA kor, a szülés módja, a táplálék minősége és a gyógyszerelés erősen befolyásolja agyomor-bél rendszer bakterialis colonisatioját, az pedig erősen hat az epesavas sók ésgyógyszerek felszívódására és a bélmotilitásra. A kizárólag anyatejjel táplált babákbelének pH-értéke alacsonyabb, s ez a savas környezet kedvez a hasznos baktériumok(Lactobacillus bifidus) jelenlétének. Az időre (terminusra), vaginalis úton született,mesterségesen táplált csecsemő bélrendszerét 4-6 napos korra anaerob baktériumoklepik el. Már egyetlen üveg tápszer elfogyasztása is megváltoztatja a bélflórát, amely afelnőttéhez válik hasonlóvá, s az új környezetben hamarosan megjelennek a vegyesétrendet fogyasztókra jellemző baktériumok A csecsemők, kisgyermekek és felnőttekbélflórája jelentősen eltér abban is egymástól, hogy mennyire képes bizonyos anyagokatspecifikusan metabolizálni.84

MegoszlásA disztribúciót meghatározó paraméterek az abszorpció mértéke, a membránokonvaló áthaladás mértéke, a szervperfúzió, a szöveti kompartmentek volumene ésösszetétele, a vízterek nagysága és megoszlása, valamint a fehérje és szöveti kötődésmértéke. Ezen paraméterek életkorhoz kötött változása ismert. Az újszülöttekben aplazmafehérjék szintje és a kötési képességük (2. ábra) is alacsonyabb, illetve a testzsírtartalma alacsonyabb, víztartalma pedig magasabb a felnőttekénél, ezért a zsírbanoldódó hatóanyagok megoszlási térfogata alacsonyabb és a zsírszövet kevésbé képes afarmakon deponálására. Az újszülöttekben a központi idegrendszeri penetrációfokozottabb a csökkent vér-agy gát funkcionalitás miatt.Metabolizmus, eliminációEzen folyamatok jellemzői is lényeges eltérést mutatnak a felnőttekéhez képest. Amájban zajló I.-es fázisú metabolizációs tevékenység (oxidáció, redukció, hidrolízis)születéskor korlátozott, de a születés után gyors fejlődésnek indul. Fontos, hogy az I.-esés II.-es fázisú (konjugáció) metabolizmus csak 4-5 éves korra éri el a felnőtt szintet. Amájban a gyógyszerek lebontását, mint említettük a citokróm P-450 enzimcsalád tagjaivégzik, melyek nagy része már születéskor jelen van. A vesefunkciók teljeskifejlődéséhez fél- egy év szükséges. Újszülöttekben és csecsemőkben a vesén átkiürülő gyógyszermetabolitok mennyisége kicsi, így a napi gyógyszerdózisnak is kisebbnekkell lennie [10].1.3. Forgalomban lévő gyermekgyógyszerek technológiai vonatkozásaiFormulálási feladatokAz ideálisnak mondható pediátrikum gyógyszerformát a kényelmes, könnyű ésbiztonságos alkalmazhatóság jellemzi, a lehető legártalmatlanabb toxikus segédanyagottartalmazza, és a legfontosabb, hogy a lehető legkevesebb számú alkalmazást tegyelehetővé, hogy minél kevésbé befolyásolja az életvitelt [11]. Az életkor előrehaladtávalaz alkalmazható gyógyszerformák csoportja jelentősen változik (2. táblázat). Ezértkülönösen fontos az, hogy a gyógyszertervezésénél pontosan megállapítsuk, hogy azadott készítménnyel a fiatalkorú populáció melyik korosztályát célozzuk meg.85

2. táblázat: Alkalmazható gyógyszerformák korosztályonkéntGyógyszerformaKoraszülöttÚjszülöttCsecsemő/kisded(1hó-2év)Gyermek(2-5év)Gyermek(6-11év)Kamasz/serdülő(12-18év)Oldat/Csepp - -/+ + + -/+ -/+Emulzió/Suspenzió - -/+ -/+ + -/+ -/+Pezsgőtabletta - -/+ + + -/+ -/+Por - - - -/+ -/+ +Szájban diszpergálódótabletta- - -/+ -/+ + +Rágótabletta - - - -/+ + +Per os tabletta - - - -/+ -/+ +Per os kapszula - - - - -/+ +- : nem alkalmazható / alkalmazása körülményes, -/+ : elfogadható / preferált, + : választandóPerorális készítmények esetében külön kell beszélnünk a folyékony és a szilárdhalmazállapotú készítményekről. Az ötévesnél fiatalabb gyermekek esetében a tabletta,kapszula adása igen nehézkes a korlátozott nyelési képesség miatt, így ennek akorcsoportnak a folyékony gyógyszerforma adása előnyösebb.A folyékony gyógyszerformák tekintetében alapvető követelmény, hogy akészítmény alacsony ozmolalitású legyen, mert a magas ozmolalitás hasmenést okoz.Figyelemmel kell lenni arra, hogy a folyadék állomány a könnyű bevehőséget szolgálja,a lehetőségekhez mérten ne tartalmazzon alkoholt. Célszerű törekedni a hatóanyagok ésa segédanyagok minimalizálására, a megfelelő fizikai, kémiai és mikrobiológiaistabilitás meglétére valamint az íz, szín és szag harmóniájára. A gyógyszerhez mindenesetben szükséges mellékelni az adagoláshoz szükséges eszközt (lenyelhető forma ésméret kialakítása) azonban az adagolókanállal történő dozírozás nem minden esetbenpontos, illetve az otthon oldandó gyógyszerek elkészítésénél a szülő is követhet el hibát.Szilárd készítmények esetében az egyik fő szempont a könnyen lenyelhető formaés nagyság megteremtése. A gyerekek a jó ízű, könnyen elrágható és a szájbandiszpergálódó tablettákat részesítik előnyben. Növeli az együttműködést a szokásostóleltérő alakú készítmény is, mint például vitaminkészítmények esetében virág, marslakó,stb. Van lehetőség szájban diszpergálódó készítmény formulálására is, mely bevételenem igényel folyadékot. A gyermekek esetében is szükség lehet szabályozott86

Felírt gyógyszerforma / %hatóanyag-leadású gyógyszerek alkalmazására, ám ebben az esetben mindenképpfigyelembe kell venni az előző fejezetben tárgyalt farmakokinetikai sajátságokat. Agyermekgyógyászatra szánt szabályozott hatóanyag-leadású rendszerek esetén ajánlott amultipartikuláris rendszerek formulálása, ahol az egyedi szemcsék (többnyire pelletek)rendelkeznek a felszabadulást befolyásoló tulajdonságokkal. Kutatások szerint, azéletkor előrehaladtával az orvosok egyre nagyobb százalékban részesítik előnyben aszilárd gyógyszerformákat a folyékonyakkal szemben, melynek pontos alakulását a 3.ábra szemlélteti.Injekciók formulálása során az egyik legjelentősebb technológiai feladat amegfelelő mennyiségű és minőségű folyadék előállításának biztosítása. Például a nagymennyiségű intravénásan adagolt folyadék az áramlási viszonyokat könnyenmódosíthatja. Ez az oka, hogy az injekciók tekintetében is elvárt a folyadékmennyiségének minimalizálása, akár csak a per os adagolt készítmények esetében. Nagykörültekintés igényel a segédanyagok pontos megválasztása is. Csak azelengedhetetlenül szükséges anyagokat alkalmazzuk.szilárdfolyadékKor / év3. ábra: Felírt gyógyszerformák előfordulása az életkor változásávalAz inhalációs technika az egyik legősibb alkalmazási forma. Ezen adagolásalkalmazását a négy év alatti gyermekek is tökéletesen elsajátíthatják, de ebben a87

korban inkább különböző maszkokat, aerochambereket, egyéb lélegeztető készülékeketalkalmaznak a megfelelő porlasztás elérésének érdekében. Előállításukkor szigorúfigyelemmel kell lenni a részecskék méretére és alakjára, illetve, hogy netartalmazzanak nyálkahártya izgató, allergizáló komponenseket (lásd külön fejezet).A rektális alkalmazást előszeretettel alkalmazzák mind orvosok, mind pedigszülők. Viszonylag fájdalommentes alkalmazási mód és a gyerekeket nem rémíti megjobban, mint egy hőmérőzés. Előállításánál gyorsan megolvadó kúpalapanyagokatalkalmaznak, így a visszacsorgás megakadályozható. Másik formulálási lehetőség amikroklizmák előállítása, itt a visszacsorgást a viszkozitás növelésével csökkenthetjük.Veszélye, hogy bizonyos készítmények, farmakonok nem kiszámítható mértékbenszívódnak fel, viszont például a diazepam esetében gyors, kiszámítható felszívódásrólbeszélhetünk. Kimagasló előnye ennek az alkalmazási módnak, hogy egyes anyagokkalpár perc alatt az intravénás adásnak megfelelő vérszintet lehet elérni.Számos gyógyszer kerül dermális/transzdermális alkalmazásra is. Afejlesztéseknek köszönhetően a kezelések nem okoznak fájdalmat, nem okoznakdiszkomfort érzetet a gyermeknek, így növelik a beteg együttműködését, ugyanakkorezen gyógyszerformák nem frekventáltak és limitáló tényezők állnak fenn. Ennek okai ahatóanyagok és segédanyagok megoszlásában keresendők. Ezen készítményekmegtervezésénél, illetve a készítményalap kiválasztásánál több szempontot isfigyelembe kell venni. Első, hogy bizonyos hatóanyagok és segédanyagok nem kívántmértékben is felszívódhatnak, mely toxikus mellékhatásokat rejt magában. Ennek okai:az újszülöttek kisebb plazma fehérjeszintje és csökkent kötési kapacitása, amelyre az 1.ábrán is utalást tettünk. Valamint az újszülöttek és csecsemők test zsírtartalma kisebb,mint a felnőtteké (2. ábra), így a zsírban oldódó hatóanyagok megoszlási térfogataarányosan kisebb és a zsírszövet kevésbé képes a különböző hatóanyagok deponálására.A második, hogy a bőrön át történő felszívódás mértékét nehéz kiszámítani, s ezkülönösen igaz gyermekekre, akiknél a bőr vékonyabb, illetve vérellátása meglehetősengazdag. A harmadik, hogy e korcsoport esetében a központi idegrendszeri penetrációfokozottabb lehet, mivel a vér-agy gát nem megfelelően kifejlett. A negyedik, hogy aformulálásnál célszerű kerülni a tartósítószereket, irritatív emulgenseket, illatanyagokat.Minden gyermekgyógyászatra szánt gyógyszer esetében figyelembe kell venni ametabolizációs és eliminációs aktivitás lényeges eltérését a felnőttekéhez képest. A vese88

kb. 1 éves korra, míg a máj kb. 2 éves korra éri el a felnőttekével egyenértékűhatékonyságot [8].SegédanyagokA gyógyszergyártás technológiai vonatkozásainak egyik sarkalatos pontja asegédanyagok szükséges minőségének, számának és mennyiségének pontoskiválasztása. A mai gyógyszergyártási gyakorlatban a legtöbb gyógyszer készítésekoralkalmazunk segédanyagokat a készítmény úgynevezett organoleptikustulajdonságainak (szín, szag, küllem) módosítására, továbbá a gyógyszer fizikai, kémiaiés mikrobiológiai megfelelőségének biztosítására, illetve a megfelelő gyógyszerformakialakítására. Bár a farmakológiai hatás szempontjából inertnek tekintendők, de asegédanyagok a „tévhittel” ellentétben sem kémiailag, sem pedig élettanilag nemtekinthetők indifferens anyagnak, ugyanakkor technológiai és biofarmáciai funkcióvalrendelkeznek. A funkció a liberáció illetve abszorpció fázisaiban könnyen sérülhet.Reakcióba léphetnek más ható- vagy segédanyagokkal, esetleg saját nem kívánt hatássalrendelkező metabolitjaik lehetnek. Ezért van jelentősége annak, hogygyógyszerkészítmények formulálásakor megfontolandó a felhasznált segédanyagoktípusa, mennyisége és mérlegelni kell az esetleges kockázati tényezőket.Továbbá a folyékony gyermekgyógyszerek dózisának és mennyiségének gátatszabhat a hatóanyag oldhatósága. Rosszul oldódó anyagok esetén koszolvenseket,felületaktív anyagokat alkalmazunk. Gyógyszerkészítményeknél elengedhetetlen amegfelelő fizikai, kémiai és mikrobiológiai stabilitás is, melyeket különbözőágensekkel, pl. nyákokkal, pufferekkel, antioxidánsokkal és tartósítószerekkel érhetünkel.Ugyanakkor sokféle szilárd halmazállapotú gyermekgyógyszer található agyógyszer kereskedelemben, mint például bevételre szánt porok, granulátumokgyermektabletták. A porokat, granulátumokat általában valamilyen ételbe vagy italbakeverve a gyermek könnyedén lenyelheti. Ezeknél a készítményeknél potenciálistechnológiai kihívást jelent a feldolgozás, csomagolás, stabilitás és a megfelelődozírozás. A gyermekek szempontjából viszont a gyermekgyógyszerek esetében döntőjelentőséggel bír a készítmény ízének, illatának, édességének, illetve színénekmegfelelősége. Ezen felül egy pediátrikum készítésénél különösen nagy figyelmet kell89

fordítanunk a segédanyagok biotikus hatásaira, mivel bizonyos ható- és segédanyagoknem úgy metabolizálódnak, elminálódnak, mint felnőttek esetében [12].A gyermekgyógyszerek egyik fontos kritériuma a megfelelő íz és illat. Ezekeléréséhez a gyógyszergyártásban ízfedőket, illetve aromákat alkalmazunk. Újgyógyszerkészítmény fejlesztésekor a hatóanyag tulajdonságai közül a hatékonyság, abiztonság, a tolerálhatóság, illetve oldékonyság, stabilitás és permeábilitás, mint fizikaikémiaiparaméterek élveznek elsőbbséget, nem pedig a készítmény íze [13]. Ha azelőzetes vizsgálatok során az előbb említett tulajdonságok kielégítőnek tekinthetők,akkor az első klinikai vizsgálatok során szóba kerülhet a farmakon ízének javítása. Agyakorlatban a gyermekgyógyszerek többségét elsősorban etikai okokból felnőttekenvizsgálják. A pediátrikumok ízét egy ötfokozatú hedonikos skálán (= arckifejezés a szerbevételekor) értékelhetjük (4. ábra). Az ízhatás összetevői a bevételkor tapasztaltkezdeti íz, a lenyelést követő utóíz, illetve az aroma és textúra [14]. Abban az esetben,ha az ízfedés egyszerűen nem megvalósítható, más technológiai módszert kellalkalmaznunk. Ilyen például a bevonás, mikrokapszulázás, stb. Ebben az esetbenszámolnunk kell azzal, hogy a kutatás és fejlesztés hosszadalmas és költséges lehet.Egyes kutatások kimutatták, hogy különböző ízeket más és más ízfedőkomponenssel lehet hatékonyan maszkolni. Úgy, mint keserű ízt csokoládéval, ánizzsal,kakaóval, gyümölcsaromákkal; sós ízt fahéjjal, karamellel, borsmentával, barackkal;savanyú ízt citrommal és gyümölcsaromákkal; édes ízt vanillinaromával, karamellel,bogyósgyümölcs-aromákkal; fémes ízt mentával citrom- és cseresznye aromával, illetveolajos íz esetén citromaroma használható. Az élelmiszeriparban használt, érvénybenlévő szabványoknak megfelelően készült aromák általában megfelelnek aGyógyszerkönyv által előírt kritériumoknak, így ezek is használhatók folyékonygyógyszerkészítmények ízesítésére.Az ízérzetet befolyásolhatja a készítmény textúrája is, így a viszkozitásnövelősegédanyagok képesek befolyásolni az ízhatást. Ezek a komponensek az ízlelőbimbókbevonásával képesek csökkenteni a rossz ízérzet kialakulását. A technológiafejlődésével egyre jobb ízfedők készülnek, ezeknek viszont megvan a maguk hátrányais, hisz a nagyon kellemes és cukorszerű íz potenciális veszélyt jelent a célcsoportranézve, túladagolás, esetleg mérgezés is kialakulhat a túlzott fogyasztás következtében,így megfontolandó ezek alkalmazásának mértéke [15].90

1. 2. 3. 4. 5.Nagyon ízlik Ízlik Semleges Nem ízlik Nagyon nem ízlik5. ábra: 5 fokozatú hedonikus skálaAz édesítőszereknek is kulcsfontosságú szerepük van a gyermekeknek szántkészítményekben, mivel ők már nagyon fiatal korban képesek felismerni, valamintsokkal jobban szeretik és igénylik is az édesebb ízt a felnőtteknél.A gyermekgyógyászati készítményekben gyakran előfordulnak az intenzív édesítőtulajdonsággal rendelkező anyagok, mint például a szacharin- nátrium, az aszpartámvagy a ciklamát. A szacharin illetve a ciklamát karcinogén volta még nem tisztázott. Azaszpartám egy dipeptid, melynek egyik alkotója egy L-fenilalanin. A fenilketonúriábanszenvedők szervezete nem képes lebontani ezt az aminosavat, ezért az ilyen anyagottartalmazó gyógyszerek csomagolásán mindig kötelező feltüntetni, hogy a termékmennyit tartalmaz ebből. A cukoralkoholok, mint amilyen a szorbitol és a mannitolszintén előfordulnak édesítőként, de számolni kell azzal, hogy megváltoztatják azozmotikus viszonyokat és így hasmenést okozhatnak.Manapság a leggyakrabban alkalmazott édesítőszer a szacharóz. Azonban túlzotthasználata kerülendő, főleg hosszú távú terápiában. Ennek oka, hogy az orális és per oskészítményekben alkalmazva a túlzott cukortartalom a fogszuvasodás kialakulásátindukálja. Cukorbetegeknek az ilyen készítmények használata ellenjavallt. Számukra azelsőként választandó édesítő valamely cukoralkohol, hiszen metabolizmusuk függetlenaz inzulintól.A laktózt is alkalmazzák édesítőként, bár manapság inkább csak töltőanyagkénthasználják. A laktóztartalomra különösen a laktózérzékeny betegeknél kell odafigyelni.Napjaink legalkalmasabbnak vélt édesítőszerei a xilit és a mannit, melyek úgynevezettfogbarát édesítőszerek. Ennek magyarázata, hogy ezek öt szénatomos szerkezetűek ésellentétben a hat szénatomos szorbitollal, mannitollal, ezeket nem képesek lebontani a91

szájban található baktériumok, ezáltal nem képesek a fogszuvasodásért felelős savakattermelni, így nem fokozzák, sőt egyes kutatások szerint csökkentik a fogszuvasodásveszélyét.Ha a gyermekek együttműködéséről beszélünk, nem hagyhatjuk ki a felsorolásbóla színezékeket sem. A készítmény színe fontos szempont a gyermekek számára.Egyrészről tetszetőssé teszik a külsőt, másrészt csökkentik az összecserélés veszélyét.Gyermekek számára elsősorban fényes színeket szoktak alkalmazni. Azonban aszínezékeknek is megvan a hátrányuk. Egyes típusaik allergiás tüneteket, hiperaktivitástés más nem kívánatos mellékhatást válthatnak ki. Hazánkban alkalmazott néhányszínező: Sunset Yellow, azorubin, indigókármin, sárga vasoxid [16].A gyermekgyógyászatban alkalmazott készítményekben nem ritkák a különbözőillatkomponensek, hiszen a gyermekek együttműködését a megfelelő illat is nagybanelősegíti. Vannak olyan aromaanyagok, melyeknek szag- és ízfedő hatásuk egyarántvan. Ezek a segédanyagok igen fontosak biofarmáciai, gyógyszertechnológiaiszempontból, hiszen ha egy kellemetlen ízű anyagot illatosítunk, akkor a beteg agyógyszer bevétele előtt az orrnyíláson, a szaglómezőt ért ingerek hatására könnyebbenfogyasztja el azt [15]. Kritikus figyelmet igényel, hogy három éves kor alatt nemjavasolt illatosítóként alkalmazni mentolt vagy mentol tartalmú illóolajokat, mertreflexes légzésmegállást és gégegörcsöt idézhet elő [17].A többadagos gyógyszerkészítmények esetében általában tartósítószeralkalmazása is szükséges. Ezen komponens segítségével biztosíthatjuk a megfelelőmikrobiológiai stabilitást. Hazánkban számos konzerválószer használatosgyógyszerkészítésben, mint benalkónium-klorid, tiomerzál, metil-para-hidroxi-benzoát,szorbinsav, nátrium-benzoát. Azonban ezek alkalmazása mindenképp megfontolandó,mérlegelve a haszon/kockázat súlyát. Újszülötteknek szánt injekciós készítményekbentilos alkalmazni a benzil-alkoholt, mert felmerült, hogy súlyos légzési és metabolikuszavarokat, továbbá halált is okozhat.Az FDA javaslata alapján a pediátriai készítményeknek alkoholmentesnek kelllenniük. Amennyiben ez elkerülhetetlen maximum 5%- os mennyiségben használható,ugyanis ha az etanol újszülöttekben és csecsemőkben eléri a 25mg/ 100ml-es vérszintértéket, súlyos idegrendszeri tüneteket, izomkoordinációs zavarokat, viselkedésizavarokat okozhat. A propilénglikol gyakran alkalmazott szolubilizáló- illetve oldószer,92

de gyermekek esetében per os alkalmazása nem ajánlott, mert súlyos idegrendszerielváltozásokat okoz. Ugyanilyen hatást vált ki égett bőrfelületről történő felszívódásután is [12].AdagolásMinden gyógyszerkészítmény egyik legnagyobb hibaforrása a pontos adagolásimennyiség megállapítása. A dózis megállapításánál nem hagyhatjuk figyelmen kívül,hogy a gyermek korcsoport a legnagyobb variabilitást mutató populáció. A hazánkbanhivatalos VIII: Magyar Gyógyszerkönyv, illetve a Formulae Normales VII. szerint azadagolás életkorfüggő. Ezekben a hivatalos szakmai irányelvekben és irodalmakban a3-, 6-, 9-, 12-, 15 éves és felnőtt egyénre találhatóak meg a pro dosi és pro die értékek.Az optimális dózis kiszámítására korábban használt képleteket (Young szabály,Clark testsúly alapú képlet) ma már a testfelület-négyzetméterre számítottgyógyszerdózis váltotta fel és ez az érték a gyermekkor alatt nem változik. A testfelszínrutinszerű kiszámítása azonban rengeteg hibaforrást hordoz magában, ezért gyakranalkalmazzák a testsúlyalapú számolási módszert. A testsúlyalapú számolás mellett szól,hogy a WHO (World Health Organization) a mg/ttkg alapján számított értékeketjavasolja.Ezen nagy variabilitás-, illetve a korcsoport mutatta változatosságfigyelembevételével a pontos adagolás csak olyan gyógyszerformáknál valósítható meg,melyek dózisa könnyebben változtatható. Ilyen gyógyszerformák például a folyadékok.A per os adagolt folyadék dózisának kimérésére számos eszköz használható, alegegyszerűbben használható a háztartási kanál típusok (evő, teás, mokkás), mígspeciális eszközként a másodlagos csomagolásba rejtett adagolókanál, adagoló mércevagy fecskendő mondható [12, 16].93

1.4. Új gyógyszerformák, a jövő gyógyszereiAz egészségügy és az ipar közös összefogással nagy hangsúlyt fektetnek újgyógyszerformák, új technológiai módszerek és biofarmáciai megoldásokkifejlesztésére annak érdekében, hogy a gyermekek számára minél specifikusabbkészítményeket fejlesszenek ki, állítsanak elő. Ezen törekvések egyik eredményepéldául egy speciális, úgynevezett SIP technológiával készült Clarosip nevűgyermekgyógyszer, mely klaritromicint tartalmaz hatóanyagként. Ezt a technológiát anémet Grünenthal nevezetű gyógyszercég fejlesztette ki, melynek lényege, hogy egyszívószál belsejében találhatók az antibiotikum tartalmú granulátumok. Alkalmazásaúgy történik, hogy a szívószál alsó felét, melyen egy szűrő található elkerülvén agranulátumok kijutását, a megfelelő italba kell meríteni és a pohárban található teljesfolyadékmennyiséget kell felszívni azon keresztül. Ez a szűrő vagy védőelem feljut aszívószál felső részében és így jelzi, hogy az antibiotikum teljes mennyisége aszervezetbe jutott [18].A másik új gyógyszerforma az amerikai Cephalon Inc. által gyártott ACTIQ orálisnyálkahártyán át felszívódó fentanil-citrát tartalmú nyalóka. Kifejlesztésének ésalkalmazásának indikátora a 16 évnél idősebb rákos betegségben szenvedők állandó,csillapíthatatlan fájdalma. A nyalóka alkalmazása úgy történik, hogy a beteg az ínye ésarccsontja közé helyezi és így fogyasztja el. Ennek oka a szájüreg jó vérellátása,melynek eredményeként gyors felszívódást lehet elérni. Normál esetben 25% szívódikfel a bukkális nyálkahártyán keresztül közvetlenül a véráramba és mintegy 75%- át ahatóanyagnak lenyeli a beteg és a gyomorból lassan szívódik majd fel. Az ACTIQ 6különböző hatáserősséggel került forgalomba. Ezeket egymástól más színkód ésfogantyú különbözteti meg [19].Ugyancsak amerikai fejlesztés és igen népszerű az USA-ban az ún PedialyteFreeze Pops (fagyasztható nyalóka), mely hasmenés, hányás után a rehidrációt segítielő. Elektrolitokat tartalmazó oldat lefagyasztásával készül. Már 1 évesnél idősebbgyermekeknek adható [20].Egyre népszerűbb beviteli forma a gyermekek körében a szájban dezintegrálódóformák alkalmazása. Ilyen például a Nurofen Non-Aqua 100mg víz nélkül bevehetőszájban oldódó tabletta, mely 6-12 évesek számára használatos láz-, fájdalom- és94

gyulladáscsökkentő hatású. A tablettát a nyelvre kell helyezni, majd szétesést követőenlenyelni [21].Továbbá van egy új lehetőség, mely merőben más megközelítése azegyüttműködés javításának. Ez pedig az ízesítést helyezi a középpontba. Észak-Amerikában arra a következtetésre jutottak, hogy ha a gyerek saját ízlésénekmegfelelően választhatja meg a készítmény ízét, az javítja a compliance-t. Errefejlesztették ki a Tylenol Flavour Creator (ízformuláló) nevezetű készítményt, amelyneklényege, hogy a 2-11éves gyermekeknek szánt paracetamol tartalmú meggyízűszuszpenzió másodlagos csomagolásában további négy íz található, melyet a gyermekbevételkor egyénileg választhat ki [22]. Továbbá példa az ausztrál és észak-amerikaipiacon az FDA által engedélyezett FLAVORx. Ebben negyvenkettő fajta színezék ésaromaanyag található. Ezek egyaránt alkalmasak a vényköteles és vénynélküli szájon átalkalmazható folyékony gyógyszerkészítmények ízesítésére [23].Végezetül nem szabad elfelejtkezni a technológia fejlődésével elénk tárulólehetőségekről, mint amilyen a nanotechnológia. Ennek orvosi felhasználásátnanomedicinának nevezzük, melynek egyik fő célja a nanoméretű gyógyszerszállítás.Ezen a területen is nagy lehetőségek kínálkoznak a gyermekgyógyászat vonatkozásábanis. Ilyen módon lehetőség nyílik a célzott rákellenes kezelésre is. Mindehhez olyangyógyszerszállító kell kifejleszteni, amely képes lesz különbséget tenni a rákos ésegészséges sejtek között. Valamint egyéb betegségek esetén úgy tervezik meg ezeket aszállító rendszereket, hogy képesek legyen a gyógyszer farmakokinetikájánakmegváltoztatására a beteg szervezetében történő változásokhoz és viszonyokhoz mérten(mint amilyenek a koraszülöttek, újszülöttek, csecsemők és kisgyermekek is), illetveképesek lehetnek gyógyszermolekulák tárolására. Ehhez a gyógyszermolekulákatnanorészecskek belsejében helyezik el (encapsulation), vagy nanorészecskékhez(elsősorban lipidekhez vagy különféle polimerekhez) kapcsolják (conjugation). Ilyenmódon lehetséges a gyógyszerek kontrollált felszabadítása – ideális esetben acélszövetben vagy a célsejtben [24]. Ezekről is külön fejezetben szólunk mégrészletesebben.95

Irodalomjegyzék1. http://www.europarl.europa.eu/sides/getDoc.do?pubRef=//EP//TEXT+REPORT+A6-2005-0247+0+DOC+XML+V0//HU, 2010. december 08.2. http://ec.europa.eu/health/files/paediatrics/docs/paeds_memo_29_sept_en.pdf,2010.december 08.3.http://www.who.int/mediacentre/news/releases/2007/pr63/en/index.html, 2010.december 12.4. Daróczi Etelka–Spéder Zsolt (szerk.) (2000): A korfa tetején. KSH NKI Kutatásijelentések, 64. sz. 180 old.6. www.mindentudas.hu/doc/tulassy_nyomtathato.rtf, 2010. december 15.7. ICH: Clinical Investigation of Medicinal Products in the Paediatric Population, TopicE11,0 Step 5: Note For Guidance On Clinical Investigation Of Medicinal Products In ThePaediatric Population (CPMP/ICH/2711/99).8. Révész Piroska: Gyógyszertechnológia. JATEPressz. Szeged. 2009.9. Swarbrick, J., Boylan, J. C.: Encyclopedia of pharmaceutical technology, 2ndEdition, Volume 2-3, Marcel Dekker Inc., New York, Basel, 2002.10. Fekete Ferenc, Gyurkovits Kálmán, Ablonczy László: Gyermekgyógyászatifarmakoterápia. B+V Kiadó, Budapest. 2006.11. Nunn, T., Williams, J.: Formulation of medicines for children, Br. J. Clin.Pharmacol., 59. 674-676 (2005).12. American Academy of Pediatrics, Committee on Drugs: Pediatrics, 99, 268-278(1997).13. Cram, A., Breitkreutz, J., Desset-Brèthes, S., Nunn, T., Tileu, C.: Int. J. Pharm.,365, 1-3 (2009).14. Nataha, M. C.: Pediatrics, 104, 607-609 (1999).15. Rácz, I., Selmeczi, B.: Gyógyszertechnológia, Egyetemi tankönyv, Medicina,Budapest, 1996.16. Strickley, R. G., Iwata, Q., Wu, S., Dahl, T. D.: J. Pharm. Sci., 97, 1731-1774(2008).17. Csupor D: Fitoterápia – növényi szerek a gyógyászatban, JATEPress Szeged, 2007.96

18. http:/grunenthal.com, 2010. december 19.19. Gordon, D., Schroeder, M.: J. Palliative Med. 11, 633-634 (2008).20. http://pedialyte.com/, 2011. január 15.21. http://nurofen.hu/, 2011. január 15.22. http://www.tylenol.com/, 2011. január 16.23. http://www.flavorx.com/human/default.asp/, 2011. január 22.24. Jin, S. és Ye, K.: Nanoparticle-mediated drug delivery and gene therapy.Biotechnol. Prog., 2007. 23. 32-41.25. Clinical trials in children. The Lancet 2004; 364, 9436: 803-11.97

1.1. Gerontológia, geriátriaIV. Az idősek gyógyszerelése és annak biofarmáciaifarmakokinetikaivonatkozásaiFogalmak és történeti áttekintésA gerontológia (gero = öregkor; gerontesz = öregek, görög eredetű szó) az öregedés ésöregkor élet- és kórtanával foglalkozó tudomány. Alap- és alkalmazott kutatásokkalvizsgálja az életfolyamatok időben előrehaladó változásait és megfogalmazza azöregedés és öregkor jellemző törvényszerűségeit. Az embert élettani, lélektani,társadalmi és ökológiai rendszerében tanulmányozza és öregedésének fajra és személyrejellemző sajátosságait "normál" és kóros csoportosításban értelmezi. Az öregedésrevonatkozó számos ókori és középkori tapasztalati ismeretre épült, de a XX. századbanfejlődött ki, több tudomány együttműködésével. Így különült el rendszerében aszociális, klinikai - orvosi és elméleti - kísérletes gerontológia, az összehasonlító,elkülönítő kultúr-antropológiai gerontológia.Tehát a gerontológia alatt az öregedés tudományát értjük, mely tudományterületgyakorlati megvalósításával foglalkozik a geriátria, vagy idősgyógyászat, az idősödésés időskor gyógyászata, amely e korcsoport sajátos problémáira keres megoldásokat,valamint az időskorúak betegségeivel, a betegségek megelőzésével, gyógyításával és azápolással foglalkozik. Ezen kifejezések alatt nem egy adott betegség vagybetegségcsoport terápiájával foglalkozó egységes tudományágat, hanem egy adottkorosztályhoz tartozó, különböző kórképek kutatásával, kezelésével foglalkozóterületeket értünk.Hasonlóan a nemzetközi irányzatokhoz vagy fejlődéshez, Magyarországon isfoglalkoztak kutatók a gerontológiával már a múlt század első felében. Korányi Sándor1927-ben tanulmányt írt az öregedésről, s javaslatára 1939-ben megszervezték az elsőgerontológiai kongresszust is. 1954-ben megalakult a Magyar Tudományos Akadémiánegy Gerontológiai bizottság, később pedig a Magyar Biológiai Társaság keretén belülegy Gerontológiai szekció alakult. 1956-ban Magyarország felvételt nyert a NemzetköziGerontológiai Társaság tagjai közé, s ezt követően megalakult a hazai gerontológia elsőszervezete, a Magyar Gerontológiai Társaság is 1966-ban. Ezzel szinte egy időben azelső magyar gerontológiai kutatócsoport is Budapesten, az Országos Reumatológiai és98

Fizikoterápiás Intézet, majd a Semmelweis Orvostudományi Egyetem (SOTE) kereténbelül Gerontológiai Központtá alakult. A magyar kísérletes gerontológiának nagy lökéstadott az 1979-ben megalakult Verzár Frigyes Nemzetközi Kísérletes GerontológiaiLaboratórium Magyar Szekciója (VILEG), a Debreceni Orvostudományi Egyetemen. Aszakmai munka koordinálására 1988-ban hozták létre a Gerontológiai Kollégiumot,majd a kormány segítségével 1996-ban az Idősügyi Tanácsot. 2001-ben létrejött egymásik gerontológiai társaság, a Preventív Gerontológiai és Geriátriai Társaság, mely agerontológia meglevő eredményeinek megismertetését, a gyakorlatba történő átültetésétés a gerontológiai prevenciót tűzte zászlajára. 2008-ban megalakult a hazaigerontológiai élet koordinálására a Gerontológiai Tudományos Koordinációs Központ aDebreceni Egyetem, Orvos és Egészségtudományi Centrum, Egészségügyi Karán. Mégez évben nyomdába kerül a Magyar Gerontológia folyóirat, a hazai gerontológiai életelső írásos fóruma.1.2. Idősek gyógyszerelése, ennek szociális háttere, geriátrikumok terápiásalkalmazásának speciális kérdéseiNapjaink egészségügyi szervezetei, többek közt az Európai Unió EgészségügyiBizottsága és a WHO (World Health Organization), valamint a fejlett államok jelentősrésze egyre nagyobb hangsúlyt fektet az idősödő népesség illetve az időskorúakgyógyszerelésének megreformálására, ennek a növekvő számú célcsoportnak a terápiáskérdéseire, a kezelésükhöz szükséges önálló gyógyszerformák és hatóanyagokkifejlesztésére, forgalomba hozatalára.Földünk népessége, kiemelve Európa lakosságát, rohamosan öregszik. A világnépessége, túllépte a hatmilliárdos lélekszámot és ezek közel 10%-a tartozik a definíciószerint 65. életévét meghaladó időskorú korcsoportba, azaz világszerte mintegy 600millió időskorúval számolhatunk. A magyarországi arányok még erőteljesebbek. AzENSZ „ A világnépesség öregedése 1950–2050” című, 2000-ben közzétett kiadványaszerint 2050-re az emberiségnek már több mint egyötödét, Európában 36–37-%-át 60éven felüliek teszik majd ki. A globális prognózis szerint a 75 éven felüliek száma2050-re 2 milliárdra nőhet a Földön. Ennek hatására 1982-ben az ENSZ Közgyűlése99

elfogadta az öregedésről szóló nemzetközi stratégiát és minden kormány idősekkelkapcsolatos programjába ajánlott elvi és gyakorlati szempontjait. A különbözőtagállamok vállalták az „Egészséget Mindenkinek” globális stratégia megvalósítását.Globális szinten a WHO is hasonló törekvésekbe kezdett. Felismerve, hogy az egészségjavítja az életminőséget és ezzel növeli az élethosszt, a teljes életút során, az idősödésegészségügyét kiemelten kezeli és kampányba kezdett „Életet az Éveknek”, „Egészségetaz Éveknek”, „Aktív Idősödés és Időskor” jelszavakkal. Fontos kérdés az idősödőnépesség egészsége, hiszen egyre aktívabb szerepük van az országok, nemzetekjövőképének formálásában és gazdaságának emelésében, fejlesztésében, illetve idősebbszervezetük védekezőképessége és ellenállása a betegségekkel szemben már nemazonos értékű egy egészséges fiatalabb felnőttével.Időskorban az életkorból adódó élettani változások valamint az együttesen jelentkező,sok esetben halmozódó kórképek leggyakrabban a következő problémákkal ésbetegségekkel társulnak: alvászavar, izületi fájdalom, kardiovaszkuláris betegségek,vizelet és széklet incontinentia, hallás és látásromlás, étvágytalanság, hasmenés,székrekedés, feledékenység, depresszió, feledékenység, daganatos betegségek.A 65 éven felüli népesség gyógyszerfogyasztása is számos szempontot alapul vévejelentősen eltérő és speciális kérdéseket érint. Egyértelműen fokozottabbgyógyszerfelhasználás jellemzi ezt a korcsoportot, mint az a populáción belüliarányukból következne és lényegesen több, mint a 65 éven aluliaké. A 65 év felettikorosztály mintegy 80%-a legalább egy gyógyszerkészítményt szed rendszeresen, ésigen magas az egyszerre 2-3 vagy még ennél több gyógyszert együttesen szedők aránya.A népesség öregedését és fokozott gyógyszerfogyasztását a gyógyszeripar is felismerte,belátta és komoly anyagi forrásokat mozgósítva megindultak a kutatások olyanspeciális, kifejezetten időseknek szánt gyógyszerek kutatására, mely segíthet azélethossz növelésében, a felmerülő számos betegség mihamarabbi leküzdésében, hiszena betegség és a beteg ember kezelése szoros összefüggésben vannak az életminőséggel.Fejezetünk célja, hogy ennek a több szempontból is különleges és speciálismegfontolásokat, szakmai szempontokat igénylő népességi csoportnak agyógyszerterápiás, farmakológiai, elsősorban biofarmáciai, farmakokinetikai ismérveitfoglaljuk össze, melyek ismerete, szem előtt tartása és helyes alkalmazása javítja a100

gyógyszerterápia kimenetelét, az idős betegek egészségi állapotát és a betegekegyüttműködését is.BIOFARMÁCIA és FARMAKOKINETIKA1. Biofarmáciai szemlélet és klinikofarmakológiai vonatkozásokAz Egészségügyi Világszervezet (WHO) 1963-ban az alábbi csoportosítást fogadta el a45 évnél idősebb népesség besorolására (1. táblázat):1. táblázat: Középkorú és idősebb korosztályok a WHO ajánlása alapjánKorcsoportKözépkorúakIdősödőkIdősekAggokKor45 – 59 év60 – 74 év75 – 89 év90 év felettA mai orvoslásban és orvosi gyakorlatban a 65. életévüket betöltött személyekettekintjük időskorúaknak. Ez a korcsoport a fejlett országok népességének egyrejelentősebb hányadát alkotja. Ezen célcsoportnak szánt gyógyszerkészítményektervezésekor és fejlesztésekor meglehetősen sok paramétert kell figyelembe venni atársadalom ennél fiatalabb tagjainak szánt gyógyszerkészítményekkel szemben, mintpéldául-fiziológiai paraméterek, farmakokinetikai és farmakodinámiás eltérések-társbetegségek gyakori előfordulása, több betegség egyidejű előfordulása-egyidejűleg több gyógyszer szedése, gyógyszermellékhatások ésgyógyszerkölcsönhatások emelkedése és fokozódása, nemkívánatos hatás nagyobbhányadú előfordulása-betegegyüttműködés csökkenése vagy hiánya-bizonyítékon alapuló terápiás elvek és adatok hiányos volta erre a populációra101

Ezen kívül ez a korcsoport hajlamos az önkezelésre („ahány panasz, annyi gyógyszer”),adagemelésre, a kezelés abbahagyására, illetve felmerülnek bizonyos problémák akognitív funkció beszűkülésének eredményeként. A fentebb sorolt problémák közülkiemelt figyelmet kíván a különböző farmakokinetikai és farmakodinámiás eltérésekvizsgálata. Az időskorúaknak szánt gyógyszereknél és terápiás lehetőségeknél akövetkezőkben részletesebben is ismertetett biofarmáciai, farmakodinámiás ésfarmakokinetikai változásokat mindenképp figyelembe kell venni. A fiziológiásváltozások akkor is az öregedés részei, ha az egyénnek egyébként nincs betegsége.2. FarmakodinámiaAz öregedésből következő változások nagyfokú variabilitást mutatnak, és ugyanazongyógyszer esetén is egyénenként adott esetben jelentősen eltérő hatások figyelhetőekmeg. Éppen ezért csak általános szakmai szempontok adhatóak meg. Az életkorelőrehaladtával a humán szervezet érzékenysége és általános válaszkészsége isjelentősen változik vagy módosulhat. Általánosságban elmondható, hogy a korelőrehaladtával: A volumenreguláció homeostasisának működési zavara következtébencsökken a szomjúság érzet, a folyadéktartalékok elégtelenné válnak, a feleslegesszabadvíz nem megfelelő mértékben távozik Az ozmoreceptorok érzékenysége fokozódik, kóros ADH szekréció éshyponatraemia következhet be A vérnyomásszabályozás elégtelensége és a baroreceptor zónarenyhesége léphet fel Időskorban a béta-adrenerg receptorok „down-regulációja” tapasztalható,amely a bronchodilatátorok csökkent hatékonyságának és az időskori asthmakialakulásának magyarázata lehet számos esetben A morfin fájdalomcsillapító hatása tartósabb, de légzésdepressziót okozómellékhatása is ezzel párhuzamosan emelkedik idős emberek esetén A benzodiazepinek szedatív hatása fokozottabb lehet, a pszichomotorosteljesítmény is csökkent, ami elesésben, csípőtáji törésekben mutatkozhat meg102

Egyes receptorok érzékenysége fokozódik a gyógyszerekkel szemben.Ennek eredményeképp adott plazmaszint esetén az elvárhatónál lényegesenmagasabb gyógyszerkoncentráció és ezzel egyidejűleg erősebb gyógyszerhatásis kialakulhat. Például a hatás fokozódik ACE-gátlók, benzodiazepinek,coumarin, kalciumcsatorna-blokkolók, levodopa, opiátok vagy warfarinadagolásakor, míg a hatás csökken bronchodilatátor béta-agonisták és avízhajtók kapcsán. Farmakodinámiás hatás figyelhető meg akkor is, amikor két gyógyszerilletve farmakon „versenyez” egyazon receptorért (competitivebinding), melyekközül az egyik vagy leszorul, vagy éppen leszorítja a másik anyagot, adottesetben pedig antagonizálja/ fokozza a másik hatását, gyógyszerinterakciótkialakítva A Parkinson kórban alkalmazható levodopa adásánál elhúzódó zavartságléphet fel az idősebb betegeknél Csökken a belek motilitása, melynek hatására növekszik a gyógyszerektranzitútja és így bizonyos farmakonok nemkívánt hatásokat okozhatnak. Ezutóbbi folyamat vizsgálati eredményeinek hatására egyes szakirodalmak azalkalmazandó gyógyszeradagok csökkentését irányozzák elő, mely 75 év felett10%-kal, 85 év felett 20%-kal csökkentendő. Hogy ezt a korszerű retard- ésfilmtabletták vagy kapszulák esetében hogyan lehet kivitelezni, az nehezenmegválaszolható kérdés, de az bizonyos, hogy az adag csökkentése inkábblegyen nagyobb mértékű, mint kisebb, hisz az adag későbbi óvatos emeléséneknincs semmi akadálya.A farmakodinámiás változások következtében az idősek nagyobb eséllyel érzékenyekkülönböző típusú gyógyszerekre, ezért fokozott körültekintést igényel a gyógyszerekdózisának pontos beállítása, illetve a hatás ellenőrzése.3. Farmakokinetika –LADME rendszerA farmakokinetikai változások leírására ebben az esetben is a modern biofarmáciaiszemlélet és megközelítés alappillérének számító LADME rendszer (liberation,absorption, distribution, metabolism, excretion) a legalkalmasabb ebben az esetben is.103

A rendszer fő elemeit külön-külön, de mint egymással összefüggő és komplex rendszertalkotó korszerű szemléletet is fontos tanulmányozni. Ebben a részben igyekszünk eztbemutatni és gyakorlati példákkal is szemléltetni.Az idősek általában véve érzékenyebbek a gyógyszerek iránt. A fiatalok esetében 6,3%-nál, míg a 60 év felettiek esetében 15,4%-nál tapasztaltak kóros mellékhatást. Ez akülönbség azonban nem teljes egészében róható fel az életkor előrehaladtával járófarmakodinámiás változásoknak, hanem a gyógyszer-anyagcsere (farmakokinetikai)változók is hangsúlyt kapnak. A gyógyszer felszabadulás kérdéseire itt talán nemindokolt külön kitérnünk az időskor vonatkozásában, ez a kérdés elsősorbangyógyszertechnológiai kérdéseket érint, mely jelen munkánknak nem céljamélységeiben tárgyalni.Felszívódás – AdszorpcióAz orálisan (per os) szedett készítmények esetében figyelemmel kell lenni a gyomorcsökkent savtermelésére (hypaciditás), melynek következtében a gyomor pH-jamagasabb lesz, illetve a bélmotilitás csökkenésére és a gyomor ürülésének lassulásárais. Emellett a colon tranzitideje is fokozódhat a regionális neuronvesztés következtében.A felszívásra alkalmas felület beszűkül, bár a passzív bélpermeabilitás a legtöbbanyagra vonatkozóan alig változik, romlik a bélhám vérellátása, illetve változik abélflóra összetétele. Azok a baktériumok, melyek jótékonyan hatnak a bélműködésre,fokozatosan elveszítik ezt a tulajdonságukat és csökken az anyagcserében játszottszerepük és az a fontos tulajdonságuk, mellyel egyes hatóanyagokat olyan biológiailagaktív formába képesek hozni, amely alkalmas a terápiás hatás kifejtésére. E változástfigyelembe kell venni az olyan terápia megtervezésénél, ahol az alkalmazandófarmakon úgynevezett prodrug formában van jelen a készítményben.A gyógyszerek abszorpcióját jelentősebben érinthetik viszont az időskorban viszonylaggyakran együtt alkalmazott laxatívumok, gyomorürülést lassító készítmények vagy asavkötők.A per os adagolt gyógyszerek döntő többsége a felszívódást követően 90–99%-banplazmaproteinekhez, elsősorban albuminhoz kötődve szállítódik a vérben (pl.104

Prednisolon, Furosemid, szalicilátok, orális antidiabetikumok). Időseknél csökkentalbuminszint figyelhető meg, mely csökkent gyógyszermegkötő (szállító) funkciót isjelent. Ezért a szervezetbe juttatott farmakonok nagyobb (jelentős) hányada maradszabad formában a plazmában és okozhat ezért toxikus hatásokat.Intramuszkuláris készítményeknél figyelni kell az izomszövet mennyiségének, azizomrostok számának és méretének fokozatos csökkenésére, az izomátáramlásromlására (pl. kardivaszkuláris betegség esetében). Ezek a változások az im. bevitelimód esetében éreztethetik hatásukat és a vártnál alacsonyabb lehet a biohasznosulásmértéke is.Inhalációs gyógyszerek esetében mindenképpen számításba kell venni a tüdő csökkentlégző felületét és rugalmasságát, minek következtében a kilégzést követő tüdőbenvisszamaradt levegő térfogata jelentősen nő. Általánosan elmondható, hogy időseknélcsökkent a gázcsere, a csúcsáramlás, vitálkapacitás és a tüdő védekezőképessége is.Nem dohányosok esetében azonban ez a kor előrehaladtával szerencsére igen ritkánokoz mellékhatást. Dohányzók esetében viszont, akiknél már tüdőtágulat lépett fel vagyvan kialakulóban, a kor előrehaladtával erősödő légszomj jelentkezhet. Mint mindenéletkorban, itt is leginkább az 1 és 5 mikrométer közé eső átmérővel rendelkezőrészecskék inhalációs terápiában történő alkalmazásától várhatunk megfelelőfarmakoterápiás hatást. Ezen korcsoport esetében a hajtógázas készülékek (MDI:Metered Dose Inhaler), a száraz por inhalátorok (DPI: Dry Powder Inhaler) vagy akár aporlasztós készülékek (nebulizerek) esetén is mindenképpen fel kell hívnunk a betegekfigyelmét a helyes belégzési technikára és készülék megfelelő alkalmazására.Transzdermálisan alkalmazott, de szisztémás terápiára szánt (pl. tapaszok,transzdermális terápiás rendszerek - TDS-ek, gélek) valamint lokális bőrt érintőproblémák kezelésére alkalmazott gyógyszerkészítmények alkalmazásakor számításbakell venni, hogy az öregedés során a bőr egyre jobban elvékonyodik, ráncos lesz, aszubkután zsírszövet vastagsága csökken, az epidermis és a dermis elvékonyodik. A bőrszárazabbá is válik és jelentősen veszíthet korábbi rugalmasságából. A bőrbenelhelyezkedő idegvégződések száma lecsökken, ezáltal tompul, gyengül az érzékelés is.Idővel csökken a verejtékmirigyek száma és aktivitása is, aminek hatására csökken abőr hőleadó képesség. Ehhez még hozzájárul a romló perifériás keringés hatása is. Abőrhőmérséklet és testhőmérséklet emelkedése fokozhatja egyes gyógyszerek105

felszívódását (pl. fentanyl alkalmazása tapasz formájában), ami lázas betegnél különöskörültekintést igényel. Ugyanakkor kevés vagy nem kielégítő információnk van arról,hogy az elvékonyodó bőr, a subcutis szerkezetváltozása, a bőr atrophiája, a romlóperifériás keringés, a bőr csökkent víztartalma hogyan és milyen mértékbenbefolyásolják a transzdermálisan bejuttatott hatóanyagok biohasznosulását. Ugyancsakhasonló kételyek merülhetnek fel a subcutan alkalmazott injekciókkal szervezetbejuttatott különböző hatóanyagokkal kapcsolatosan is. A vártnál rosszabb biohasznosulástörténhet az intramuscularisan alkalmazott injekcióknál is, elsősorban az izomtömegcsökkenése, a perifériás átáramlás és a korábban már ismertetett tényezők miatt.Rektálisan alkalmazott gyógyszerkészítményeknél fontos szempont, hogy az idősekesetében a székrekedés és az aranyér előfordulása kétszer olyan gyakori, mint afiataloknál. Aranyér fennállása esetén a végbélben található vénás erek kóros mértékbenkitágulnak. Időskorban mindenképpen értékes és számos helyzetben jól alkalmazhatóbeviteli kapu lehet a rektális gyógyszeradagolás. A rektális gyógyszerek bizonyosesetekben az injekciók kiváltására is alkalmasak lehetnek, valamint a perorálisgyógyszerelés nehézségei esetén is hasznosan választható ez a beviteli mód (pl. lelassultvagy felgyorsult bélmozgás, hányás, egyéb gasztrointesztinális problémák, elesett,gyenge állapotban, kommunikációs nehézségek esetén), bár ezt a bevitelt elsősorbanhelyi hatás – aranyér ellenes és hashajtó hatás- elérésére alkalmazzák, de alkalmazhatóláz, fájdalom, hányinger fennállásakor is.Megoszlás – DisztribúcióEnnél a folyamatnál a szervezet folyadék és víztereinek valamint az öregedő humanszervezet szövet összetételének (elsősorban a zsír- és szárazanyag tartalom)változásával és átrendeződésével is számolnunk kell. Az emberi test teljes víztartalma afelnőtt kor és az idős kor között (20-80 év) mind abszolút értelemben, mind testsúlyhozviszonyítva megközelítőleg 10–15%-kal csökken. Ugyancsak csökken az úgynevezetttiszta testtömeg a teljes testsúlyhoz képest. A tiszta testtömeg fiatal felnőttben még atestsúly mintegy 82%-át éri el, míg az idős betegekben ez az arány legfeljebb 64% körülmozog. Ezzel szemben a test relatív zsírtartalma geriátriai betegeknél fokozatosannövekszik mintegy kb. 20%-kal. Férfiak esetében ezek az értékek a felnőttkori kb. 18%-106

ól 36%-ra, nőknél 36%-ról kb. 48%-ra változnak. A száraz testtömeg csökkenése azizomhoz és a fehérjékhez előszeretettel kötődő farmakonok megoszlási térfogatát ismódosíthatja. Emellett például egyéb társuló kórfolyamatok is hatással vannak aszervezet víztereire, többek között az elhízás a lipophil gyógyszerek, az ascites ahydrofil hatóanyagok megoszlási térfogatát módosíthatja. Azt is nyugodtanleszögezhetjük, hogy a férfiaknál kisebb testtömegű nőknél ezek a változások ésismérvek még határozottabban és hangsúlyosabban érvényesülhetnek.Ezeknek a tényeknek az ismeretében megállapítható, hogy a csökkent testtömeg és azalacsonyabb testvíztartalom a vízben jól oldódó gyógyszerek eloszlási térfogatátjelentősen csökkenthetik, ezzel emelve koncentrációjukat (vancomycin, litium, bétaadrenergreceptor blokkolók, paracetamol. Ezen gyógyszerek potenciális toxicitásanőhet, illetve idős korban különösen például vízhajtók alkalmazása és a csökkentfolyadékbevitel esetén gyógyszertoxicitás léphet fel (theophyllin, digoxin,antiarrhytmiás szerek, lidocain, aminoglycosidok, litium szedésekor). Ezzel ellentétbena test zsírtartalmának relatív növekedése növeli a zsírban oldódó gyógyszerek eloszlásitérfogatát, így ugyanolyan koncentráció eléréséhez idős egyének esetében nagyon dózisszükséges egy fiatalabb szervezettel ellentétben. Mindezek alapján a lipophilhatóanyagok dózisait helyesebb lenne elvileg 10-20%-kal növelni, míg a hydrophilgyógyszerekét pedig kb. 10-20%-kal csökkenteni. A valós klinikai gyakorlatbanazonban ezeknek a korrigált dózisoknak a beállítása és alkalmazása nem mindenesetben vitelezhető ki könnyen. Az életkor előrehaladtával jelentkező eloszlási térfogatváltozásokat sok gyógyszer esetében igazoltak. Példa erre, hogy a digoxin eloszlásitéfogata idős emberekben jelentősen csökkenhet egy fiatalabb szervezethez viszonyítva.Az öregedés során a szérum albuminszintben is változás áll be. Általában csökkenőtendenciát mutat, kb. 10%-kal, ami megváltoztahatja a fehérjéhez kötődő farmakonokarányát. Általánosan igaz, hogy a farmakonok szabad frakciójának aránya a szérumalbumin szint csökkenésének mértékével fordított arányban, vagyis kb. 10%-kal nő. Ezaz emelkedés tapasztalható például a diazepam, a kumarin származékok, piroxicam,phenytoin, theophyllin, szalicilsav esetén. Meg kell említenünk, hogy vannak azonban,olyan fehérjefrakciók is a szervezetben, amelyeknek a szintje idővel emelkedhet. Ilyenpéldául az alfa-1 savi glycoprotein. Hozzá kötődő farmakon a dysopiramid (Palpitin).Ennek hatására az adott farmakonból a vérpályában több lesz kötött állapotban éskevesebb szabadon, nem kötött formában.107

A megoszlást befolyásolja még az is, hogy az egyes szöveteknek milyen az affinitása azillető gyógyszerhez. Például idősekben a tüdőszövet affinitása romlik streptomycinhez,tetraciklinhez, maguknak a hörgőknek pedig aminoglikozodokhoz.Metabolizmus – Lebomlás, átalakulásA gyógyszerek lebomlását és metabolizmus rátáját alapvetően a máj működése ésvérellátása határozza meg. Ezek a paraméterek az idősödés során nagymértékű változástmutatnak. Alapvetően kijelenthetjük, hogy az időskorúak gyógyszermetabolizmusalelassul. Általánosan igaz az is, hogy a máj tömege és a működő májsejtek száma a korelőrehaladtával csökken. A máj tömege átlagosan 25-35%-al csökken, ám ennél aváltozásnál jóval erőteljesebb a máj vérellátásának csökkenése, mely elérheti egyátlagos 65 éves vagy annál idősebb egyénben - egy fiatal 25 éveshez képest - a 40-50%-ot is. A vérellátásnak ez a csökkenése, illetve a máj tömegének és metabolizációsképességének mérséklődése (un. „first pass” metabolizmus erőteljes csökkenése)hozzájárul ahhoz, hogy a májban átalakuló és lebomló gyógyszerek jelentősenfelhalmozódhatnak a szervezetben. Példaként említhető, hogy a propranolol, lidocain,kalciumcsatorna-blokkolók májbéli metabolizmusa jelentősen lelassul a first- pass effectcsökkenésére.A gyógyszermetabolizáció függ a perfúziótól. Ez alapján vannak úgynevezettperfúziódependens farmakonok (pl: lidokain, béta adrenerg receptor blokkolók, nitrát,ópiát), melyek „first pass” csökkenésével, plazmakoncentrációjuk nő. A perfúziótólfüggetlen (vagy másnéven kapacitáslimitált) szerek metabolizmusa viszont azenzimatikus aktivitás függvénye. A csökkent hepatikus clearance következtében számosgyógyszer illetve hatóanyag időskorban csak indokolt esetben, körültekintően és alaposmérlegelés után célszerű csak alkalmazni (pl: teofillin, diazepam, chlordiazepoxid,levodopa, propranolol, chinidin).A máj metabolizmus 2 fázisra különíthető el. Az első fázisban (fázis I reakciók) amikroszomális enzimek (cytochrome P-450) működnek és aktivizálódnak elsősorban, ésezen enzimek hatására lehetséges az un. pro-drug-ként adagolt formák biológiailag aktívállapotba kerülése. Ezeknek az enzimeknek a működése az idő múlásával csökken, így108

az ilyen hatásmechanizmussal összefüggő készítmények adagját növelni kell. Bizonyostanulmányok arra utalnak, hogy a 65-70 év felettieknél mintegy 30-szoros enzimatikuscsökkenést lehet tapasztalni. Az eredmények ennek ellenére nem mindig értékelhetőkvilágosan és számos olyan tényező is befolyással van ezen folyamatokra, mint amilyena dohányzás, az elhízás, más fennálló vagy kísérő betegség vagy éppen folyamatbanlévő egyéb gyógyszerterápiák. Ezzel szemben a II. fázisú reakciók (fázis II reakciókvagy más néven konjugációs reakciók) a legkevésbé vannak érintve az öregedés által.Vizsgálati eredmények alapján az ezen az úton lebomló anyagok hepatikus clearanceértékei jelentős érdemi változást gyakorlatilag nem mutatnak. Ezek alapján az idetartozó II. fázisú reakció utakat követő farmakonok rendelése és terápiás alkalmazásamindenképpen előnyben részesítendő az időskorban (példaként említendő a lorazepam).Exkréció – Kiválasztás ill. EliminációA gyógyszerkiválasztás meghatározó útvonala a veseműködés által meghatározottfolyamat, amely általában jelentősen beszűkül a korral. Ennek főbb okai a vesevérellátásának, véráramlásának, a parenchyma méretének, a működő glomerulusok,működőképes nephronok számának, illetve a glomeruláris filtrációs rátának a mérhetőés érzékelhető csökkenése. Ezek a korral járó változások nemcsak mennyiségi, deminőségi változásokkal is járnak, mint amilyen az arteriosclerosis, a tubularis atrophiavagy a fibrosis megjelenése. Maga a parenchyma mérete kb. 20-25%-al csökken a 30-80. életév között. Időskorban nem törvényszerű azonban a veseműködés beszűkülése,de ebben a korcsoportban kb. 30%-nak közepes beszűkülés, egy másik harmadnakpedig ennél súlyosabb beszűkülése van.A veseműködést vizsgálva, tehát alapvetően globális (glomeruláris és tubuláris)funkciócsökkenés a jellemző, mégpedig a kor előrehaladtával szignifikánsan, amitfennálló hypertónia vagy cukorbetegség csak tovább súlyosbít. Általában véve a 85.életévre mintegy 50%-os vesefunkció romlásra is számíthatunk. Ennek a folyamatnak jóindikátora a kreatinin clearence, ami a 30. életév után kb. 8 ml/perccel csökkenévtizedenként. Az idősek vesefunkciójának monitorozására tehát a legmegfelelőbbmódszer a kreatinin clearance mértékének megállapítása. Ezért az optimálisgyógyszerdózis kiszámításához szükséges lehet ezen érték ismerete, azonban ennekmérése ebben a korban meglehetősen nehéz, például az inkontinencia miatt.109

Azon gyógyszerek esetében, amelyek főleg renálisan eliminálódnak, illetve a terápiásindexük nagyon kicsi (például amikacin, amilorid, aminoglycosidok, gentamycin,hydrocholothiazid, lithium, atenolol, captopril, ciprofloxacin, digoxin, furosemid,vancomycin) javasolt a kisebb adagolás, lehetőleg kevesebb alkalommal és a plazmagyógyszerszint ellenőrzése, mivel toxicitásuk az idő múlásával nő. Ilyenek például azaminoglycosid csoportba tartozó antibiotikumok is, melyek a csökkent kiválasztásmiatti ototoxicitásukból következően, az idős emberek egyébként is csökkent hallásáterősen tovább rontják. Klinikai szemszögből tekintve tehát a 30 ml/perc alatti clearancenélközel felére kell vagy kellene csökkenteni a geriátriai populáció Li, amilorid,digoxin, vagy a belső fülben akkumlálódó ototoxikus- aminoglikozid, illetve furosemid,ranitidin, methotrexat, enalapril dózisait.A fenti adatok ismeretében a nyújtott, illetve szabályozott hatóanyag-leadásúkészítményeknél jelenthetnek igen súlyos problémát, ha a felszabadulás megtervezésesorán nem vesszük figyelembe ezeket a korcsoportra jellemző tulajdonságokat. Akifejezetten szűk terápiás indexű farmakonok klinikai alkalmazásának mindenképpenlegbiztonságosabb módja a terápiás gyógyszerszint monitorozás megvalósítása.4. Egyéb, a farmakokinetikát befolyásoló időskori szervi és szervrendszeriváltozásokRöviden megemlítenénk még olyan, a témakörhöz tartozó változásokat és élettani,pathophysiológiai paramétereket, melyeket a geriátriai gyógyszerterápiák soránmindenképpen érdemes és szükséges figyelembe venni, elsősorban a farmakokinetikáragyakorolt hatásuknál fogva is.- A szív percvolumene csökken- A tüdő vitálkapacitása csökken (75 éves korra kb. a felére)- központi idegrendszer esetén, csökken:az agy tömege (mintegy 300g-mal)az ingerületvezetés sebessége110

a központi idegrendszer aktivitása, ezáltal a központi idegrendszerfarmakoterápiájában alkalmazott gyógyszerek időskorban számottevőbbmellékhatásokat produkálhatnak illetve nagyobb incidenciával jelentkezhetnek. az agy véráramlása- Látás és hallásromlásA 64 évnél idősebb nők körében pl. riasztóan magas (17%) azok aránya, akikismerőseiket kartávolságból csak szemüveggel ismerik fel, ill. ugyanezen korsávottekintve, a minimum enyhe halláscsökkenés minden 3. idős embert érint.Ezeknek a compliance-ben is van szerepe, ld.: gyógyszerek megkülönböztetése, vagy pl.üvegből, bliszterből való (pontos) kivétele.- Egyes hormonok szekréciója csökken- Az ízlelő bimbók száma csökken- A szomjúságközpont érzékenysége csökken, így a beteg kevesebb folyadékotfogyaszt, melynek hiperozmolaritásos hipohidráció a lehetséges következménye.A terminális életszakaszukat élő idősek kardiális problémáinak egyik oka a krónikushipovalémia indukált tartós sympathicotonia, így vazokonstrikció, só- és vízretenció,tachycardia, pitvarfibrilláció.111

Az időskori gyógyszerelés nehézségei1. Alapelvek, farmakoterápiás problémák és kihívásokMindenképpen leszögezhetjük, hogy az idősek terápiáját illetően nem korfüggőbetegségek fordulnak elő, hanem az idősödéssel gyakoribbá váló betegségek, melyekfőleg az alábbi csopotokba sorolhatók:Kardiovaszkulárisangina pectorisszívelégtelenséghypertoniapitvarfibrillációNeurológiai agyvérzés Parkinson- kórPszichiátriai depresszió demenciák- Urológiai vizeletinkontinenciaOnkológiaiCsont- és vázizomrendszert érintőarthritis, arthrosisosteoporosisEndokrinológiai• pajzsmirigy betegségekGasztrointesztinálisobstipációGERD: Gastroesophageal Reflux Disease112

A korábban bemutatott megállapításokból következően kimondhatjuk, hogy időskorbangyakran alacsonyabb százalékban gyógyszerdózisokkal is elérhető a fiatalokéval azonosmértékű terápiás hatás. Továbbá figyelembe kell venni, hogy a 65 év feletti páciensekesetében a gyógyszerhatások is lassabban jelennek meg, ezért a gyógyszerváltásokat,gyógyszercseréket semmiképpen nem érdemes elkapkodni. Emellett fokozottan fennáll anemkívánatos gyógyszerhatások (például mellékhatások, nemkívánatos esemény)valószínűsége, ez a 30 év alatt fiatalokhoz képest 2-3-szor gyakrabban fordul elő az idősekkörében. A sok gyógyszer szedése számos esetben pontatlan bevételt eredményezhet,valamint gyakran előforduló gyógyszercseréket, ezek együttesen több mellékhatástokozhatnak. Ezért mindenképpen törekedni kell a lehető legjobb kombinációk összeállítására.A csomagolás tervezésének szempontjából körültekintőnek kell lenni, ugyanis az idős emberujjai nehezebben hajlanak, kezük ereje gyengül, így a gyógyszeres üvegcsék kinyitása számosesetben nehézségekbe ütközhet illetve tabletták esetén azok felezése vagy eltörése isproblémát jelenthet. A gyógyszerek tervezésénél, kiválasztásánál figyelemmel kell lenni azidősek anyagi helyzetére is, hisz a gyógyszerek kiváltása, terápiás alkalmazása gyakortakomoly anyagi terhet jelenthet. A tervezést és a gyártási folyamatot minél inkábbköltségkímélővé kell tenni.2. PolifarmáciaAz idősebb korosztály a lakossági részarányánál jelentősen nagyobb hányadot tesz ki avényköteles gyógyszerek fogyasztásában (megközelítőleg 32%). Egy betegbiztosított 60 évfeletti személy átlagosan 2-6 vényköteles gyógyszert használ (1. ábra) továbbá kb. 1-4vénynélkülit, vagy gyógyszernek nem minősülő gyógyhatású készítményt, étrend kiegészítőt,vagy tápszert fogyaszt. A vényköteles készítmények fogyasztása a receptfeldolgozó éskiértékelő adatrendszerek segítségével statisztikailag viszonylag könnyen nyomon követhető,ugyanakkor a többi kategóriára vonatkozóan nem rendelkezünk részletesen kielemezhető,megbízható adatokkal.Amint az ábrán is látszik, az idő előrehaladásával a páciensek egyre nagyobb hányada tolódika 13 vagy több aktív hatóanyagot fogyasztó betegek kategóriájába (1. ábra). Mindenképpenmeg kell állapítanunk, és ki kell emelnünk, hogy egy sikeres gyógyszeres terápia tükrében ahalmozott gyógyszerszedés (polifarmácia) növeli az interakciók és a nemkívánatos113

Az összes betegbiztosított személy aránya %-bangyógyszerhatások kialakulásának veszélyét. Ezzel együtt viszont jelentősen romlik a betegekéletminősége, a túlgyógyszerezés kockázata fokozódik, illetve romlik a beteg compliance-e is.1-4 aktív anyagok 5-8 aktív anyagok9-12 aktív anyagok 13 vagy több aktív anyag61-70 év 71-80 év 81-90 év 91 évKorosztályKorosztály1. ábra: Idős korosztályok vényköteles gyógyszerfogyasztása3. Geriátrikumok biofarmáciai vonatkozásaiComplianceA betegek együttműködése (compliance) is jelentős mértékben befolyásolja a gyógyszerhatását, a terápia kimenetelét, elsősorban is krónikus kezelések során. Az orvos-beteggyógyszerészhármas kapcsolata nagyban érinti a páciens viselkedését, gyógyszerszedéshez114

Az előírthoz képest felhasználtgyógyszermennyiség (%)való hozzáállását, hiszen ahol a beteg nem érzi fontosnak a gyógyszer megfelelő szedését,vagy ha sűrűn, valamint nagy mennyiséget kell szednie, az egyenesen arányosan rontja acompliance-t (2. ábra). A gyógyszer szedésének alkalmazkodni a kell a beteg életmódjához,életritmusához, ezért célszerű olyan gyógyszerek tervezése, amelyek napi egyszeri (reggeli)vagy kétszeri (reggeli és esti) szedést tesznek lehetővé.Az időskorú betegek együttműködését számos paraméter ronthatja, mint például a terápiabonyolultsága, vagy gyakran változtatott kezelési mód, nem kívánatos hatások,mellékhatások, nagyszámú készítmény, gyakori adagolás (2. ábra), nehezen nyithatógyógyszercsomagoló, nem megfelelő érzékelés, nehezen osztható gyógyszerformák, magasár. Számos megoldás segíti ezeknek a problémáknak a megoldását, mint például azemlékeztető naptár, gyógyszeradagoló doboz.A napi adagolási rend hatása azegyüttműködési készségre806040726357442001X 2X 3X 4XNapi adagolási rend2. ábra: Napi adagolási rend és a compliance alakulása115

IrodalomjegyzékAmerican Medical Association (AMA) Council on Scientific Affairs (CSA): Featured Report:Improving the Quality of Geriatric Pharmacotherapy. CSA Report 5, AMA Annual Meeting2002.Bakó Gyula: Farmakoterápia. Medicina. Budapest. 2007.Banker,G. S.: Modern pharmaceutics, 4th Edition, Taylor & Francis LLC., USA, 2002.Beers, M. H.: MSD orvosi kézikönyv a családban, Budapest, Melania, 1998.Daróczi Etelka–Spéder Zsolt (szerk.) (2000): A korfa tetején. KSH NKI Kutatási jelentések,64: 180.Dr. Iván László: Gerontológia a gyógyszertárban. Dictum Kiadó. Budapest. 2002.Dr. Semsei Imre előadása Gerontológiai Tudományos Koordinációs Központ címmel2009.11.20.; Dr. Semsei Imre: Gerontológia Debreceni Egyetem Egészségügyi Kar.Nyíregyháza. 2008.Dr. Szabó Rezső: Geriátria idősgyógyászat. Medicina. Budapest. 1990.http://www.compliance.hu/, 2011. január 22.Lakner, G., Gachályi, B.: Gyógyszereink – OGYI Közlemények, 57(3): 99-106,2007.Matos Lajos: Időskorú betegek kezelése. Springer. Budapest. 1997.McLean, A. J, Le Couteur, D. G.: Pharmacol. Rev., 56:163-184,2004.Nolan, L., O’Malley, K.: J. Am. Geriatr. Soc., 36: 245-254,1988.Pomázi, A., Szabóné Révész, P., Ambrus, R.: Gyógyszerészet 53: 397-404, 2009.Rytting, J. H., Fix, J. A.: Drug Delivery: Rectal Route, In: Encyclopedia of PharmaceuticalTechnology,Siró Béla-Bódor Csilla: Gyakorlati geriátria. Springer. Budapest. 1999.Stewart, R. B., Cooper, J. W.: Drugs Aging, 4: 449-461,1994.Stoehr, G. P., Ganguli, M., Seaberg, E. C.: J. Am. Geriatr. Soc., 45:158-165,1997.Swarbrick, J., Boylan, J. C., 2nd Edition, Vol 3, Marcel Dekker Inc., New York, 2002.Turnheim, K.: Exp. Gerontol., 38. 843-853 (2003).Vestal, R. E.: Cancer, 80:1302-1310 ,1997.Viola, R., Csukonyi, K., Doró, P., Janka, Z., Soós, Gy. Pharm. World Sci., 26:143-147,2004.116

V. Gyógyszer-biotechnológia, biológiai gyógyszerekDNS, RNS, fehérjeA legtöbb biológiai aktivitás összehangolásáért a sejt fő makromolekuláriskomponensei, a fehérjék a felelősek. A proteinek alapláncát specifikus aminosav-szekvenciaépíti fel, mely egyben szerkezetüket és funkciójukat is meghatározza. Minden egyes fehérjeaminosav-sorrendjét a kromoszómákba szerveződő DNS-láncban kódolt gének határozzákmeg. A DNS-ben tárolt információ RNS molekulák segítségével fordítódik le a fehérjéknyelvére. A DNS mint templát és az RNS mint közvetítő működésének megismerése olyanmódszereket eredményezett, melyekkel szerkezetük, és ezáltal a fehérjeszerkezet,módosítható.A DNS kémiai szerkezeteA nukleozid-monofoszfátokból felépülő polinukleotidok lineáris polimerek. Ilyenközponti szerepű molekula a dezoxiribonukleinsav (DNS) (1. ábra). A DNS molekulában amonomer építőeleme négyféle nukleotid lehet, kétféle purinbázist (adenin: A és guanin: G),illetve kétféle pirimidin bázist (citozin: C és timin T) tartalmaz. Függetlenül attól, hogymilyen szervezetből izoláljuk a DNS-t, a négyféle nukleotid minden DNS-ben előfordul,csupán arányuk változik (emlős sejtekben az A/T arány 45-55%).A DNS kémiai szerkezetének alapját a nukleotid 3’-szénatomján találhatófoszfátcsoportnak a következő dezoxiribóz 5’-szénatomjának hidroxilcsoportjával alkotottdiészter kötés. Ezek a 3’, 5’-foszfodiészter kötések hozzák létre a DNS elsődleges szerkezetét.A lánc két végén szabad 5’-foszfát (vagy –hidroxil) csoport, ill. szabad 3’-hidroxil (vagy –foszfát) csoport található. Megállapodás szerint a polinukleotidok bázissorendjét 5’→3’irányban írjuk fel.F.H.C. Crick és J.D. Watson 1953-ban publikálták a modern biológia egyik legnagyobbhatású modelljét, a DNS kettős hélix szerkezetét [Watson 1953]. A kettős hélixben a kétDNS-szál parallel lefutású a foszfodiészter kötések képzeletbeli tengelyének megfelelően. Akét szálat hidrogénhidak kötik össze a bázisok mentén úgy, hogy egy purin bázis mindig egyprimidin bázishoz kapcsolódik (az adenin a timinhez 2 hidrogénkötéssel, a guanin acitozinhoz pedig hárommal). A DNS másodlagos szerkezetét a 1. ábra illusztrálja. Mivel adezoxiribóz és a foszfát az antiparallel lefutású lánc külső felületén helyezkednek el, a DNS-117

felülete negatív töltésű, sóoldatokban jól oldódik. Ezeket a negatív töltéseket a sejtmagban abázikus aminosavakban gazdag fehérjék (pl. hisztonok) ellensúlyozzák. A purin- ésprimidinbázis párok a molekula tengelyére merőlegesen befelé fordulva helyezkednek el. Akét lánc elméletileg jobb vagy bal irányba is tekeredhet, a természetben azonban ajobbmenetes hélix fordul elő nagyobb mennyiségben. A Crick és Watson által vázolt DNS ún.B-konformációjú, ahol fordulatonként 10 bázispár helyezkedik el. A B-DNS külső felszínénnagy és kis árkok alakulnak ki [Watson 1953]. A fehérjekötés szempontjából a könnyebbenmegközelíthető nagyobb árok jelent elsősorban kapcsolódási felületet.118

1. ábra: A DNS szerkezete. 1) A polinukleotidlánc ismétlődő egységeit a DNSmolekulábanfoszfodiészter kötésekkel kapcsolt dezoxiribózok alkotják. 2) A nukleozidmonofoszfátokbólfelépülő polinukleotidok lineáris polimerek. A DNS molekulában amonomer kétféle purinbázist (adenin: A és guanin: G), illetve kétféle pirimidin bázist (citozin:C és timin T) tartalmaz. 3) A normál, jobbra csavarodó ún. B-DNS. Ebben a szerkezetben ahélix 3,4 nm-enként egy fordulatot tesz, és két szomszédos bázispár között a távolság 0.34 nm,így egy fordulatra kb. 10 bázis jut. A feltekeredett láncok két árkot, az ún. nagy és kis árkothozzák létre, melyek különféle fehérjék kötödését teszik lehetővé.A kettős hélix a replikáció során szétválhat, és egyszálú DNS-szakaszok jönnek létre. Aszál szétválása, denaturációja befolyásolható hőmérsékletváltozással, a pH- vagy asókoncentráció módosításával. Megfelelő körülmények között a DNS két szála ismét egyesül,ez a folyamat a renaturáció. Hibridizációról akkor beszélünk, ha különböző eredetű DNS-119

szálakat kapcsolunk össze. Hibridizáció létrejöhet komplementer DNS- vagy RNS-szálak,illetve DNS- és RNS-szálak között.A DNS prokariótákban cirkuláris, és bázikus nem-hiszton fehérjékhez kapcsolódik.Eukariótákban a DNS bázikus fehérjékkel, hisztonokkal és nem-hiszton fehérjékkelkomplexet alkotva egy többszörösen felcsavarodott formát vesz fel és létrehozza akromoszómákat felépítő kromatinállományt (2. ábra). A DNS-molekula negatív töltései és abázikus töltésű aminosavakból felépülő magfehérjék elektrosztatikus kölcsönhatás révénstabilizálják a kromatint, mely többszörösen feltekeredve a DNS negyedleges szerkezeténekfelel meg. A DNS-nek ez a szuperhelikális fehérjékkel alkotott komplexe biztosítja, hogyelférjen a sejtben.2. ábra: DNS-től a kromoszómáig. A kb. 2 nm széles méretű DNS hélix kétszer rátekeredik ahiszton oktamerre és 10 nm-es nukleoszómákat alkot, melyek mindegyike kb. 160 bázipsárt tartalmaz.A nukleoszómák ún. szolenoid szerkezetbe tekerednek fel úgy, hogy fordulatonként 6 nukleoszóma egyegy30 nm-es kromatinszálat képez. A modell szerint a 30 nm-es filamentumok hosszú DNS-hurkokatalakítanak ki, melynek mindegyike mintegy 60.000 bázispárt tartalmaz, és tovább kondenzálódik,végül létrehozva a jellegzetes kromoszóma szerkezetet.120

Az RNS kémiai szerkezeteAz RNS elsődleges szerkezete a DNS elsődleges szerkezetéhez képest az alábbikülönbségeket mutatja:– Az RNS bázisok mindig D-ribózhoz kapcsolódnak β-N-glikozidos kötéssel.– Az RNS-ben timin helyett uracil található, a többi bázis megegyezik a DNS-t felépítőbázisokkal, bár bizonyos RNS molekuláknál ún. ritka bázisokat is találhatunk, ill.ritkán timin is előfordul.– Az RNS többnyire egyszálú láncot alkot, a purin és primidin bázisok aránya ezérttetszőleges. Gyakori, hogy az adott RNS bizonyos szakaszai egyszálúak, mások kettősszálúak.– Az RNS lúgos közegben könnyen hidrolizálható, míg a DNS hasonló körülményekközött is stabil marad [Gergely 1994].Az RNS molekulák szerepük és felépítésük szerint alapvetően több félék lehetnek.A messenger RNS (mRNS) feladata a DNS hármas egységű kodonjaiban kódoltinformációjának továbbítása a fehérjeszintézis helyére, a riboszómákhoz. Eukariótákban azmRNS prekurzor (pre-mRNS) formában szintetizálódik a sejtmagban; ebben a formában mégtartalmaz nem-kódoló intron szakaszokat is. Megfelelő enzimek segítségével ezek az intronszakaszokkivágódnak, és létrejön az érett mRNS, mely a magból a citoplazmábatranszportálódik. A citoplazmában az érett mRNS-hez riboszómák kapcsolódnak ésmegkezdődik a transzláció, azaz a fehérjeszintézis.A transzfer RNS-ek (tRNS) mintegy 80 aminosavból állnak, szerepük a megfelelőaminosavak szállítása a növekvő polipeptid lánchoz. A tRNS az aminosav felismerő helymellett, rendelkezik egy ún. antikodon régióval, mely az mRNS specifikus szekvenciájátismeri fel.A riboszómális RNS-ek (rRNS) a citoplazmában proteinekhez kapcsolódnak, éslétrehozzák a riboszómákat. Egyetlen mRNS-hez több rRNS is kapcsolódhat, így egyetlenmRNS molekuláról párhuzamosan számos fehérjemolekula íródhat át [Lewin 2008].A fehérje szintézis komplex folyamatának irányításában számos szabályozó RNS is résztvesz. Ilyen az eukariótákban a 21-22 nukleotidból álló micro-RNS (miRNS), mely az RNSinterferenciánaknevezett folyamaton keresztül befolyásolja, hogy egy adott mRNS-rőltörténjen átírás, vagy éppen degradálódjon a molekula [Wu 2008]. A 20-25 nukleotidból121

felépülő ún. kicsi interferáló RNS-ek (siRNS) az miRNS-ekhez hasonlóan interferencia útjánszabályozzák gének kifejeződését például gének metilációja által [Sontheimer 2005]. Azantiszensz RNS-ek többnyire alúlszabályozzák (downregulálják) a gének működését példáulazáltal, hogy az adott mRNS-sel kettős spirálú RNS-t képeznek, melyet bizonyos enzimekfelismernek és lebontanak. Az eukarióták szabályozó RNS-einek egy másik fajtája az ún.hosszú nem-kódoló RNS (long non-coding RNA), ilyen pl. az Xist, mely nőstény emlősökbenaz egyik X kromoszóma inaktivitását idézi elő [Heard 1999]. Az mRNS önmagában istartalmaz olyan szekvenciákat (cisz elemek az 5’ vagy 3’ nem transzlálódó régióban), melyekbefolyásolják aktivitását [Batey 2006].Aminosavak, peptidek, fehérjékA peptideket és fehérjéket felépítő mintegy 20 aminosav négy nagy csoportba sorolható:hidrofób, töltéssel nem rendelkező, savas és bázikus. Az örökítőanyagban kódolt aminosavaknevének rövidítéseit és oldalláncuk szerinti besorolását az 1. Táblázat mutatja be. Azaminosavak α-amino- és α-karboxilcsoportja vízkilépéssel peptidkötést hoznak létre (3. ábra)úgy, hogy a peptidlánc szintézisekor a legutoljára beépült aminosav karboxilcsoportjáhozkapcsolódik a következő aminosav aminocsoportja. A peptidek néhány aminosavból állómolekulák, míg a természetes fehérjék min. 50 aminosavból épülnek fel, de akár 2000-2500aminosav is alkothat egyetlen óriásmolekulát [Gergely 1994]. A fehérjék az őket felépítőpeptidek mellett tartalmazhatnak más molekulákat is, ún. kofaktorokat. A fehérjék elsődlegesszerkezetét aminosavsorrendjük határozza meg. A fehérjék másodlagos szerkezetén a peptidgerinchidrogénkötések által stabilizált lokális (legalább négy aminosavra kiterjedő)rendezettségét értjük. Ilyen például az α-hélix, az antiparallel β-redő és a β-kanyar.Harmadlagos szerkezetnek a fehérje teljes háromdimenziós szerkezetét nevezzük. A fehérjékegy része rendszerint páros számú polipeptidláncból álló egységgé szerveződik (4. ábra).122

OxigénPeptidcsoportHidrogén3. ábra: Peptidkötés. A peptidkötés egyik aminosav molekula karboxilcsoportjából és egymásik aminosav molekula aminocsoportjából víz kiválasztásával keletkezik.Fehérjék a sejtben lejátszódó minden folyamatban részt vesznek. Lehetnek biológiaikatalizátorok (enzimek), rendelkezhetnek szerkezeti funkcióval (aktin, intermedierfilamentumok) vagy szerepelhetnek transzportfolyamatok (miozin), mozgások (akto-miozinrendszer) aktív résztvevőiként, de a külvilág és a szervezet közötti információáramlásban iskulcsszerepet játszanak.123

1. Táblázat: A fehérjéket felépítő legfontosabb aminosavak rövidítése és típusaAminosav Hárombetűs rövidítés Egybetűs rövidítés TípusaAlanin Ala A HidrofóbArginin Arg R BázikusAszparagin Asn N Nincs töltéseAszparaginsav Asp D SavasCisztein Cys C Nincs töltéseFenilalanin Phe F HidrofóbGlutamin Gln Q Nincs töltéseGlutaminsav Glu E SavasGlicin Gly G Nincs töltése (akirális)Hisztidin His H BázikusIzoleucin Ile I HidrofóbLeucin Leu L HidrofóbLizin Lys K BázikusMetionin Met M HidrofóbProlin Pro P HidrofóbSzerin Ser S Nincs töltéseTreonin Thr T Nincs töltéseTriptofán Trp W HidrofóbTirozin Tyr Y Nincs töltéseValin Val V HidrofóbA peptidek jelentősége a molekuláris biológusok számára az elmúlt évtizedekbenmegsokszorozódott. Ennek egyik oka, hogy ún. peptid antitestek hozhatók létre állatokbananélkül, hogy a kérdéses proteint bonyolult eljárással tisztítani kellene [Du 2001]. Másik ok,hogy a tömegspektrometriában a peptidek tömege és szekvenciája alapján azonosíthatóakkáváltak a fehérjék, de a protein szerkezet és funkció tanulmányozásában is fontos szerepetkapnak. Klinikai kutatásokban ún. gátló (inhibitor) peptideket használnak pl. daganatoknövekedésének befolyásolására.124

4. ábra: A fehérjék térszerkezete. A fehérjék elsődleges szerkezetét a molekulát felépítőaminosavak alkotják, másodlagos szerkezetén a peptidgerinc hidrogénkötések által stabilizáltlokális rendezettségét értjük, harmadlagos szerkezetén a polipeptidlánc teljes térbeliszerkezetét. Bizonyos fehérjéket több peptidlánc alkot, ezeknek a láncoknak a kölcsönöstérbeli helyzete hozza létre a fehérje negyedleges szerkezetét.IrodalomjegyzékBatey RT. Structures of regulatory elements in mRNAs. Curr. Opin. Struct. Biol. 16 (3): 299–306. 2006.Du L, Shen B. Biosynthesis of hybrid peptide-polyketide natural products. Current Opinion inDrug Discovery & Development 4 (2): 215–28. 2001.Gergely Pál, Penke Botond, Tóth Gyula: Szerves és bioorganikus kémia. Semmelweis Kiadó,Budapest. 1994. ISBN 963-815-44-2XHeard E, Mongelard F, Arnaud D, Chureau C, Vourc'h C, Avner P. Human XIST yeastartificial chromosome transgenes show partial X inactivation center function in mouseembryonic stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 8;96(12):6841-6. 1999.Lewin B. Genes IX: Jones and Bartlett Publishers. Sudbury, MA, USA. 2008. ISBN: 978-0-7637-4063-4125

Sontheimer EJ, Carthew RW. Silence from within: endogenous siRNAs and miRNAs. Cell122 (1): 9–12. 2005.Watson JD, Crick FH. The structure of DNA. Cold Spring Harb Symp Quant Biol.;18:123-31.1953.Wu L, Belasco JG. Let me count the ways: mechanisms of gene regulation by miRNAs andsiRNAs. Mol. Cell 29 (1): 1–7. 2008.126

VI. Biotechnológiai módszerekkel előállított gyógyszerekA biotechnológia az Egyesült Nemzetek Biodiverzitás Egyezményének definíciójaszerint "bármely olyan technológiai alkalmazás, mely biológiai rendszereket, élőszervezeteket vagy azok termékeit használja adott célra szánt termékek vagy folyamatoklétrehozására vagy módosítására” [United Nations Convention on Biologycal Diversity],magában foglalhatja az ősi növénytermesztési vagy állattenyésztési módszereket is, de akár asumérok sörfőzési technikáját. A modern gyógyszer-biotechnológia ezzel szemben, aEuropean Association of Pharma Biotechnology (EAPB) javaslata szerint olyantechnológiákra vonatkozik, melyek gyógyszermolekulák létrehozásához, gyártásához éstörzskönyvezéséhez szükségesek, és magukban foglalják a DNS, és ezáltal a sejt főmakromolekuláris komponensei, a biológiai funkciók legtöbbjének összehangolásáért felelősfehérjék módosítását. A biotechnológia két alapmódszere, a génsebészet és a sejt- ésszövetkultúrák kifejlesztése az orvostudományban új távlatokat nyitott, és ma már szintenélkülözhetetlen szerepük van a gyógyszertermelésben, a farmakogenomika bizonyosterületein, a génterápiában és az örökletes betegségek kimutatásában.A modern biotechnológia alapját az a felismerés képezi, hogy az ún. restrikciósendonukleázok segítségével a DNS-szál specifikus helyen felnyitható, a láncba a DNS-ligázsegítségével tetszőleges szakasz beépíthető, így speciális polipeptideket, vagy fehérjéketkódoló DNS szekvenciák tervezhetőek. A létrehozott mesterséges DNS a rekombináns vagyrNDS most már klónozható a donor organizmus plazmidjába, mely expressziós vektorkéntműködve a kívánt fehérjét fogja termelni. Fogadó sejtként leggyakrabban az Escherichia Coli(E. coli) baktériumot használják, de sokan részesítenek előnyben élesztősejteket (pl.Saccharomyces cerevisiae), míg bizonyos fehérjék termeltetése csak rovar- vagyemlőssejtekben valósítható meg. Az idegen fehérjét a sejt a táptalajba választja ki, vagy asejten belül felszaporodik és utólag kivonható (5. ábra). A rekombináns technológiasegítségével előállított gyógyszerek fejlesztésének főbb lépéseit mutatja be a 2. Táblázat.Az első biotechnológiával – fermentációs úton – előállított gyógyszerek azantibiotikumok voltak, közülük is a penicillin, mely 1940-ben vált humán bakteriálisfertőzések kezelésére hozzáférhetővé. Az igazi áttörést a gyógyászat számára a rekombinánsDNS technika tökéletesítése hozta meg: 1977-ben Herbert Boyer laboratóriumi körülményekközött állított elő humán inzulint [Genentech 1977]. Az eljárás során az inzulint kódoló127

génszekvenciát ültették E. coli baktériumba. Ez volt az első rekombináns DNS technológiávalelőállított gyógyszer, melyet az amerikai Élelmezési és Gyógyszerészeti Hivatal (Food andDrug Administration: FDA) Humulin néven törzskönyvezett 1982-ben, mint ahogyan eztmásutt már említettük. Eddig az időpontig a humán inzulinnal való nagyfokú hasonlóság miattmarha és sertés inzulint alkalmaztak, azonban ezek igen gyakran váltottak ki allergiásreakciókat, ráadásul élő szervezetekből történő előállításuk miatt forrásuk korlátozott. Agéntechnológiával előállított inzulin elméletileg korlátlan mennyiségben termelhető éstermészeténél fogva nem allergizál.1.2.3.4.5. ábra: Rekombináns DNS létrehozása: 1.) A sokszorosítani kívánt DNS-t és azönreplikációra képes bakteriális plazmidot adott helyen restrikciós endonukleázzal hasítjuk.2.) A hasítás következtében ún. ragadós végek jönnek létre, melyek segítségével a DNS-ligázösszekapcsolja a két DNS-darabot. 3.) Az így létrehozott rekombináns DNS gazdasejtbejuttatása után a bevitt gén expresszáltatható a DNS replikáció enzimapparátusánaksegítségével. 4.) A rekombináns DNS-t tartalmazó sejtek a plazmidban hordozott antibiotikumrezisztencia gén segítségével megfelelő táptalajon szelektálhatóak és a rekombináns fehérjenagy mennyiségben kinyerhető.A biotechnológiában a következő mérföldkő a szöveti plazminogén aktivátor (tissueplasminogen activator: tPA) klónozása volt, melyet a Genentech Inc. jelentett be 1983-ban.Igazolták, hogy az E. coliban termeltetett tPA alkalmas műtétek, tüdőembólia vagy stroke és128

szívinfarktus utáni vérrögök feloldására azáltal, hogy visszafordítja a vérrögképződésikaszkádot [Lapchak 2002]. A plazminogén-aktivátor az erekben jelenlévő inaktívplazminogént aktív plazminná alakítja, amely feloldja a trombusokat alkotó fibrint. Ez a tPAazonban még alacsony aktivitású volt, és hamarosan felváltotta a szintén Genentech általlétrehozott rekombináns tPA (rtPA, márkanév: Activase, generikus név: alteplase) [Lapchak2002].129

2. Táblázat: Rekombináns technológiával előállított gyógyszerként szolgáló fehérjékelőállításának lépései [Kayser 2004]I. Folyamat kidolgozása II. Analitikai lépések III. Preklinikai/klinikai tesztekGén klónozása Standardok meghatározása Preklinikai vizsgálatok (2 emlős fajban)Az expressziós vektor kialakítása Bioesszék Toxikológia vizsgálatok rágcsálókban (akut, krónikus,szubkrónikus)Fogadó sejt transzfektálása SDS-poliakrilamid gél elektroforézis Toxikológiai vizsgálatok nem rágcsáló fajokban (akut, krónikus,szubkrónikus)Stabil klónok szelektálása Western blot Biztonságosság vizsgálata (gyógyszertől függően:kardiovaszkuláris, légzőszervi, renális, gasztrointesztinális,központi-idegrendszeri)Expresszió optimalizálása,sejttenyésztő médium kiválasztásaKapilláris gélelektroforázisFarmakokinetikai vizsgálatokÚn. master sejtbank létrehozása Reverz fázisú HPLC I. fázisú vizsgálatok (egészséges önkéntesek):Ún. working sejtbank létrehozása Méret-kizárásos HPLC Biztonságosság/Tolerancia/Farmakokinetika/Far-makodinámiaSejtbankok karakterizálása ésbiztonságosságának vizsgálataTermék-specifikus ELISAFermentációs módszerek beállítása(„upstream” folyamatok)Fogadó sejt-protein ELISATisztításai eljárás kidolgozása(„downstream” folyamatok)Reziduális DNS kimutatásaII. fázisú klinikai vizsgálatok (betegek):Biztonságosság, hatékonyság, dózis beállításAz egyes lépések optimalizálásaN-terminális szekvenálásA folyamat stabilitásának ésrobusztosságának vizsgálataC-terminális aminosav tartalomHelyes gyártási gyakorlat (GMP)beállításaPeptid térképezésIII. fázisú klinikai vizsgálatok:Kontrollált biztonságossági és hatékonysági vizsgálatok adottindikációraKonzisztens adagok (batch)kialakításaTeljes aminosav tartalomTöbbkarú vs. referencia készítmény vagy placebó kontrolláltvizsgálatok. Tipikusan vak vizsgálatok, megfeleltetettbetegcsoportokkal.ValidálásSzénhidrát elemzésGyógyszer kifejlesztés (formulálás)Tömegspektrometriás vizsgálatokBefejezés és benyújtástörzskönyvezésreSzabad szulfhidril csoportokSzerológiai esszék (ELISA, radioimmunoesszé: RIA) agyógyszer és az antigyógyszer kvantifikálására.Neutralizáló antitestekFelületi plazmon rezonanciaStabilitási vizsgálatokKörkörös spektroszkópia130

Az rtPA hatását gyorsabban fejti ki, hatékonyabb és kevesebb mellékhatással társul[Robertson 2010]. Az első rtPA kifejlesztése óta további plazminogén aktivátorokat hoztaklétre biotechnológiai módszerekkel a vérrögképződés egyre hatékonyabb és biztonságosabbmegakadályozására. A tPA első három doménjének deléciója például szignifikánsan növeli aplazma félélet-időt. A vérzés magasabb kockázatának csökkentése érdekében pedig egy új,rövidebb kiméra (ld. 28. oldal) tPA-t dolgoztak ki, melynek fibrin-kötő képessége is nagyobb[Bavami 2010]. Ez utóbbi molekulát emlős sejtekben expresszáltatják, így a képződő fehérjemásodlagos szerkezete jobban hasonlít az eredetihez, clearence lassabb, vérrög-lizálóaktivitása pedig megfelel a normál tPA-énak.Biológiai válasz-módosító molekulák (bioterápia, immunterápia)A szervezetet megtámadó kórokozókra adott immunválasz az érintett sejtek és azáltaluk termelt faktorok közötti komplex interakciók folyamata. A biológiai válasz-módosító(biological reponse modifier: BRM) molekulák olyan ágensek, melyek a gazdaszervezetpatogénre adott válaszát módosítják kedvező profilaktikus vagy terápiás hatással, de aszervezetben természetes módon megtalálható vagy kívülről bejuttatott BRM-ek adaganatsejtekkel is felvehetik a versenyt az immunrendszer stimulálása által. A BRM-ek nagymennyiségben történő előállítását a biotechnológia fejlődése tette lehetővé, és az elsődiagnosztikai célt szolgáló antitesteket követően gyorsan elterjedtek, ma már az onkológia,autoimmun és gyulladásos betegségek kezelése és a transzplantációs orvoslásnélkülözhetetlen résztvevői. A BRM-ek passzív módon, az immunrendszer erősítése révén isképesek hatni például daganatos sejtekre vagy aktívan a tumorsejt differenciációját/osztódásátbefolyásolják. Kedvező hatásaik mellett azonban széleskörű elterjedésük a káros gyógyszermellékhatások megszaporodását is maga után vonta, mely mind közvetlen farmakológiai,mind immunológiai hatásukból ered [Murthy 2010]. A legtöbb BRM endogén effektorkéntható fehérje vagy peptid, és közéjük tartoznak a citokinek, a növekedési faktorok, bizonyosenzimek, a véralvadási faktorok, a hormonok és a monoklonális antitestek (ld. a külön fejezetrészben).131

A legfontosabb biológiai válasz-módosító molekula típusokCitokinek3. Táblázat: Terápiában alkalmazott rekombináns citokinekHatóanyag Készítmény JavallatAldesleukin /IL-2/ Proleukin Metasztatikus vesesejtes karcinóma,melanomaDenileukin diftitox (IL-2 és Diphteria toxin)Interferon alfacon-1Interferon alfa-n1Interferon alfa-2aInterferon alfa-2bInterferon alfa-n3OntakInfergenWellferonRoferon-AIntron-AAlferon-NT-sejtes limfómaHepatitis CKrónikus hepatitis CHajas sejtes leukémia, AIDS-hez társulóKaposi szarkóma, krónikus myeloidleukémiaHajas sejtes leukémia, AIDS-hez társulóKaposi szarkóma, krónikus hepatitis B és C,melanomaCondyloma acuminataInterferon beta-1b Betaseron Akut relapszusos remittáló szklerózismultiplexInterferon beta-1a Avonex, Rebif Akut relapszusos remittáló szklerózismultiplexInterferon gamma-1bOprelvekin (IL-11)ActimmuneNeumegaKrónikus granulomatózus, oszteoporózisKemoterápia eredetű trombocitopéniaA citokinek felelősek a sejtek közötti kommunikációért, az immunfolyamatokösszehangolásáért és aktiválják az immunrendszer sejtjeit. Az immunrendszerben betöltöttközponti szerepük miatt, a citokinek különféle immunológiai, gyulladásos és fertőzőbetegségekben vesznek részt. Virtuálisan valamennyi sejtmaggal rendelkező sejt képescitokinek termelésére, de például az interleukinek (IL-1, IL-6) és a tumor nekrózis faktor alfatermelésében az endo/epithélsejtek és a makrofágok a legjelentősebbek [Boyle 2005]. Alegfontosabb terápiás rekombináns citokineket a 3. Táblázat foglalja össze.132

A daganatterápiában gyakran alkalmazott citokin például az interferon és az IL-2. Ezekkülönféle módon hathatnak: közvetlenül elpusztíthatják a daganatos sejteket; stimulálják azimmunsejteket; illetve alkalmasak a mellékhatások ellensúlyozására például a kemoterápiaindukálta thrombocitopénia kezelésében [Weber 2004]. Az interleukin fontos szerepet tölt beaz immunrendszerben, a fehérvérsejtek több típusának növekedését és működésétszabályozza. Potenciálisan felhasználható a rák, az AIDS vagy immundeficienciákkezelésében és a sebgyógyítás folyamatában.Növekedési faktorok4. Táblázat: Néhány gyógyszerként használt növekedési faktorHatóanyag Készítmény Hatás JavallatBecaplermin(PDGF)Regranex Vérlemezke gátlás Diabéteszes lábfekélyDarbepoetin alfa Aranesp Vörösvérsejtekmennyiségét növeliEpoetin alfa Epogen, Procrit Vörösvérsejtekmennyiségét növeliFilgrastim Neupogen Granulocitákproliferációját ésdifferenciálódásátstimuláljaPegfilgrastim Neulasta Filgrastim pegiláltformája, granulocitakolónia-stimuláló faktoranalógSargramostim Leukine Granulocita-makrofágkolónia-stimuláló faktor,immunstimulánsKrónikus veseelégtelenséggel éskemoterápiával társult anémiaKrónikus vesebetegség,kemoterápia okozta anémiaSúlyos krónikus neutropénia(kemoterápia, csontvelőtranszplantáció)Mieloszupresszív kemoterápiaokozta neutropénia és fertőzésAutológ vagy allogéntranszplantáció után a mieloidsejtek helyreállítása, akut mieloidleukémia kemoterápiája mellettkialakult neutropénia (klinikaivizsgálati fázisban: Chronbetegség,autoimmun pulmonálisalveoláris proteinózis)A növekedési faktorok szabályozzák a sejtnövekedést, proliferációt ésdifferenciálódását. Az epidermális növekedési faktor (epidermal growth factor: EGF)gyógyszerként a sebgyógyításban kaphat szerepet [Fernandez 2009], az inzulinszerűnövekedési faktor (insulin-like growth factor: IGF) pedig szövetnövekedést idéz elő, ésnövekedési zavarokban lehet alkalmas terápiára [Wyatt 2011]. A vérlemezke-eredetű133

növekedési faktorok (platelet-derived growth factor: PDGF) a szövetek regenerálásakorelősegítik a kollagén beépülését [Rosen 2006], míg a kolónia-stimuláló faktorok (colonystimulating factors: CSF) az immunrendszer növekedési hormonjaként szabályozzák afehérvérsejtek differenciálódását, növekedését és aktivitását, így immundeficienciák eseténalkalmazhatóak. A forgalomban lévő, gyógyászatban használt különféle hematológiainövekedési faktorokat a 4. Táblázat foglalja össze [Rogers 2004].Enzimek5. Táblázat: Néhány gyógyszerként használt enzimHatóanyag Készítmény Hatás JavallatAlteplase Activase Plazminogén aktivátor Akut miokardiális infarktus, sztrók,tüdőembóliaBivalirudin Angiomax Direkt thrombin inhibitor Instabil anginaDornase alfa Pulmozyme A cisztás fibrózisosbetegek köpetében találhatóDNS-t hidrolizálja, ezáltalcsökkenti a viszkozitást atüdőbenCisztikus fibrózis okozta légzésinehézségEptifibatide Integrelin Vérlemezke gátlás Akut koronária szindrómákImiglucerase Carezyme Humán β-glükocerebrozidáz analóg1-es típusú Gaucher-kórLepirudin Refludan Direkt thrombin inhibitor Instabil anginaReteplase Retavase Trombolitikum Akut miokardiális infarktusTenecteplase TNKase Trombolitikum Akut miokardiális infarktusTirobifan Aggrastat Vérlemezke gátló Akut koronária szindrómákA súlyos kombinált immunhiányos betegség (severe combined immunodeficiency:SCID) a legsúlyosabb veleszületett immunhiányos állapot, mely mind a B-sejteket, mind a T-sejteket érintheti és kialakulásában számos gén játszhat szerepet. A betegség egyikautoszómális recesszív öröklődési formája a purinok lebontásáért felelős adenozin-deamináz(ADA) enzim hiányával magyarázható. Az enzim hiánya az adenozin, deoxiadenozin és másmetabolitok felhalmozódásához vezet, ami gátolja a ribonukleotid-reduktáz működését,ezáltal a dezoxiribonukleotidok (dNTP) létrejöttét. Az immunrendszer hatékony működése a134

limfociták proliferációján múlik, az pedig függ a dNTP szintézistől [Online Medelianinheritance]. Az ADA-hiány gyermekeknél az enzim gyógyszerként történő bejuttatásávalkezelhető, a betegek állapa javítható [Hersfield 1998].A legkülönfélébb kémiai reakciókat katalizáló enzimeket állítják ma már előrekombináns DNS technológia segítségével, közülük mutat be néhányat az 5. Táblázat.Véralvadási faktorokA véralvadás összetett kémiai folyamat, melyben számos ún. véralvadási faktor veszrészt. A véralvadási kaszkád bármely elemének hiánya súlyos véralvadási rendellenességhezvezet. Hemofília A-ban a VIII-as véralvadási faktor hiányzik. A betegség viszonylag jólkarbantartható vérből kivont VIII-as faktorral, azonban a HIV vérrel való átvitelének néhánylegkorábbi esetéhez is ilyen kezelések vezettek [US Department of Health and HumanServices]. Ma már nem csak a VIII-as, hanem a IX-es és a VII-es faktor is hozzáférhetőrekombináns formában klinikai használatra, így a Hemofília B-ben (IX-es faktor deficiencia)és a VII-es faktor hiányában szenvedő betegek kezelése biztonságosabbá tehető (6. Táblázat)[Pipe 2008].6. Táblázat: Rekombináns technológiával előállított véralvadási faktorokHatóanyag Készítmény IndikációkFaktor VII NovoSeven HemofíliaFaktor VIIIBioclate, Recombinate, Kogenate,Helixate, ReFactoHemofília AFaktor IX BeneFIX Hemofília BHormonokAz orvosi gyakorlatban mindennapos a különböző rekombináns DNS technológiával gyártotthormonok használata (7. Táblázat). A humán növekedési hormont (human growth hormone:hGH, szomatotropin) a biotechnológia térhódítása előtt humán tetemek agyalapi mirigyébőlvonták ki és olyan gyermekkori növekedési zavarokban használták, mint a törpenövés. Azilyen eredetű hormon néhány esetben fehérje-asszociált fertőző részecskéket tartalmazott, aminéhány páciensnél a Creutzfeld-Jacob kór néven ismert vírusfertőzéshez hasonló állapototeredményezett, mentális leépüléshez és halálhoz vezetve. Ma már biotechnológiai úton135

előállított, tiszta humán növekedési hormon áll rendelkezésre. A hGH ipari termelésefelváltotta a korábban csak nagyon kis mennyiségben kinyerhető, és etikai kérdések miattcsak korlátozottan felhasználható formát. A hGH alkalmas kórosan vékony testalkatú vagybizonyos táplálkozási rendellenességben szenvedő betegek kezelésére, mivel csontjaikat ésizomzatukat megerősíti.7. Táblázat: Rekombináns DNS-technológiával előállított hormonokHatóanyagKészítményHatásmechanizmusJavallatChoriogonadotropin alfa Ovidrel Human chorion gonadotropinkötődik a luteinizálóhormon/choriogonadotropinreceptorhoz és elősegíti asárgatest fennmaradását, aprogeszteron szekrécióját, ezzelaz embrió beágyazódásátTerméketlenségFollitropin alfa Follistim, Puregon Stimulálja a tüszők érését Ovulációs elégtelenségFollitropin beta Gonal-F Stimulálja a tüszők érését Ovulációs elégtelenségHumán inzulinHumán növekedési hormonHumulin,Humalog, Novolin,LantusProtopin, NutropinSerostimHumatrope,GenotropinAz inzulin inzulinreceptorokonkeresztül kötni tud bizonyossejtekhez, a sejtmembránonpórusokat nyit, amin keresztül asejtek a glükózt fel tudják venniStimulálja a növekedést, sejtekreprodukcióját és regenerálódásátGanirelix Antagon Gonadotropin-felszabadítóhormon antagonista; asszisztáltreprodukcióban ovulációszabályozásaGlucagon GlucaGen A májban a glikogént glükózzáalakítja, ezzel növeli a vércukorszintetNövekedési hormontfelszabadító hormonGerefElősegíti a tárolt növekedésihormon szekréciójátTireotropin Thyrogen Pajzsmirigy endokrin működésétszabályozzaInzulin-függő (1-estípusú) diabetes mellitusGyermek- és felnőttkorinövekedési hormonhiány, Turner szindróma,AIDSLuteinizáló hormonpótlás terméketlenségterápiájábanHipoglikémiaGyermekkori növekedésihormon hiány kimutatásaés kezelésePajzsmirigyrákMint azt a jegyzet más fejezeteiben is említjük, a rekombináns humán inzulinelőállítását megelőzően gyógyászati célra szarvasmarhák vagy sertések hasnyálmirigyéből136

vonták ki az inzulint, mely gyakran allergiás reakciót eredményezett. A rekombináns humáninzulin biotechnológiával nem csak megbízhatóan és nagy mennyiségben állítható elő, de azallergiás reakciók is kiküszöbölhetőek. A biotechnológiai eljárásoknak köszönhetően ma márakár növényekben (Carthamus tinctorius, sáfrányos szeklicében) is termeltethető humáninzulin [pl. SemBiosys].Az asszisztált reprodukció és a mesterséges megtermékenyítés rekombináns DNStechnológiával gyártott gyógyszerek nélkül ma már elképzelhetetlen lenne.Rekombináns biológiai válasz-módosító molekulákkal végzett kezelések potenciálismellékhatásaiInterferonA leggyakoribb mellékhatás az influenza-szerű tünetek megjelenése: láz, levertség,fáradékonyság, fejfájás, izomfájdalom, görcsös rángatózás, szédülés, hajritkulás ésdepresszió. Az injekció helyén gyakran alakul ki bőrpír, fájdalom és a bőrkeményedés. Azinterferon terápia az immunreakciót mérsékli, ami szokatlan formában manifesztálódófertőzések kialakulásához vezethet [Bhatti 2007].InterleukinAz IL-2 hangulatbeli változásokat idézhet elő: ingerlékenységet, álmatlanságot,zavarodottságot vagy depressziót. A rekombináns humán IL-3 influenza-szerű tüneteket éslázat okozhat. Az IL-4-hez mellékhatásként hasmenés, gyomorfekély, orrfolyással párosultfejfájás, víz visszatartás, izületi fájdalom társulhat, de fáradtság, anorexia, hányinger éshányás szintén gyakori kísérőjelenségek.EritropoetinAz eritropoetint általában jól tolerálják a beteget. Mellékhatásai közé tartozik: mellkasifájdalom, víz visszatartás, gyors szívverés, fejfájás, magas vérnyomás, keringő vörösvérsejtekmennyiségének és koncentrációjának emelkedése, rohamok, légszomj, bőrvörösödés, izületifájdalom, hasmenés, hányinger, fáradékonyság vagy minden dózis után jelentkező influenzaszerűszindróma.137

Tumor nekrózis faktorRosszindulatú elváltozások, az injekció vagy infúzió helyén fellépő reakció,demielinizációs betegség, szívelégtelenség, autoimmunitás indukálása, fertőzések.Kolónia stimuláló faktorA leggyakoribb mellékhatások sargramostim kezelés mellett: enyhe-mérsékelt láz,gyengeség, hidegrázás, fejfájás, hányinger, hasmenés, izom és csont fájdalom. Ritkánlégszomj, a végtagok megduzzadása vagy bőrkiütés az injekció helyén. A filgrastimotáltalában jól tolerálják a betegek. Mellékhatás leggyakrabban kemoterápiát kapó betegeknéllép fel krónikus neutropénia formájában, de enyhe-mérsékelt csont fájdalom is jelentkezhet.Csontvelő transzplantáció utáni filgrastim kezelés hányingert és hányást okozhat. A csontvelődonorok filgrastim kezelés után gyakran csont és izületi fájdalmakról számolnak be. Afilgastrim teratogén hatású.GénterápiaA rekombináns DNS technológia tette lehetővé, hogy ma már olyan betegségekkezeléséről is reálisan gondolkodhatunk, melyeket jelenlegi ismereteink szerint csak agenetikai anyagba való beavatkozással, génterápiával lehet(ne) gyógyítani. Az első ilyen célúpróbálkozás már a 70-es években megtörtént [Rogers], de lényeges előrelépés csak a 90-esévektől tapasztalható, bár egyelőre törzskönyvezett génterápiás készítmény még nincsforgalomban.Génterápia során specifikus, működőképes géneket juttatunk adott sejtekbe gyógyításivagy preventív céllal. Elvben alkalmas genetikai betegségek korrekciójára,anyagcserezavarok vagy idegrendszeri elváltozások kezelésére, daganatos sejtekelpusztítására, az immunválasz módosítására vagy fertőző betegségek ellen immunizálásra. Agénterápia célpontja lehet valamely testi sejtben (szomatikus génterápia) vagy a csíravonalaksejtjeiben. Ez utóbbi esetben vagy a pre-embrió vagy a hímivarsejt vagy a petesejt valamelyikgénjét módosítanák/cserélnék ki, ezzel egyben az új gén örökletessé válna, azaz az utódgenerációkba is bekerülne. Ezzel azonban nem csak az örökletes betegséget szüntetnénk meg,hanem számos etikai problémával is szembe találnánk magunkat, így egyelőre a járható utat a138

szomatikus génterápia jelenti. A fejlesztés alatt álló, testi sejteken végrehajtandó eljárásoktöbbsége a betegből kivett sejteket a szervezeten kívül, steril körülmények között kezeli,ezután visszajuttatja a betegbe (ex vivo génterápia). A génbejuttatás másik lehetősége, amikora kezelendő szövetébe, például a szívbe vagy az agyba in vivo juttatják be a helyileg hatógéntartalmú kezelőanyagot. Ezen ágensek sejtbe juttatásáról külön szólunk majd. Hibás génkijavítására több lehetőség adódik: a) mutáns gén funkciójának helyreállítása céljábóljuttatnak be funkcióképes gént a genom nem-specifikus helyére; b) homológ rekombinációvalkicserélik a hibás gént; c) szelektív reverz mutáció; d) a hibás gén szabályozásánakmegváltoztatása (erősítés, csökkentés). Ez utóbbihoz elsősorban az antiszensz RNS és az RNSinterferencia tartozik, melyekről részletesebben egy későbbi fejezetben beszélünk.Közel 3000 olyan betegséget ismerünk, melyet egyetlen gén mutációja okoz. Ilyenpéldául a vérzékenység (hemofília) és az izomdisztrófia bizonyos típusai. A génterápiáskutatások előrehaladott fázisban tartanak többek között a kardiovaszkuláris betegségekterületén, veleszületett vakságban vagy retinopátia kezelésében cukorbetegeknél,koraszülötteknél, illetve a macula degeneráció terápiájában; legújabban a HIV-fertőzéssikeres génterápiás kezeléséről számoltak be [Lalezari 2011].A génterápia kapcsán felvetődő technikai problémákRövid élettartam: A terápiás célú DNS genomba integrálása egyelőre problémát jelent, és agyorsan osztódó sejtekben a hosszú távú hatást egyelőre nem teszi lehetővé, így a betegeknektöbb ciklus génterápián kell átesniük a hatás elérése érdekében.Immunválasz: Bármilyen idegen anyag bejuttatása a szervezetbe az immunrendszertprovokálhatja, csökkentve a génterápia hatékonyságát, ráadásul immunreakció után a kezelésmegismétlése még súlyosabb immunválaszt válthat ki.Probléma a génterápiás ágens bejuttatásával: a génterápiák többségénél hordozókéntmanipulált vírusokat használnak, ami egyben toxicitási, immunológiai és gyulladásosproblémákat vet fel, de a génszabályozás és a kérdéses gén célbavétele is gondot okozhat.Poligénes betegségek: génterápiára a legmegfelelőbbek azok a betegségek, melyek okaegyetlen gén hibás működése vagy hiánya, mint amilyen a cisztás fibrózis, a hemofília, az139

örökletes izomdisztrófia vagy a sarlósejtes vérszegénység. A leggyakoribb betegségek jórészét azonban (például a keringési betegségek, magas vérnyomás, Alzheimer betegség,arthritisz) több gén meghibásodása okozza.Rekombináns DNS technológiával előállított humán vakcinákA rekombináns DNS technológia segítségével a betegséget okozó ágensből izolálható ésgenetikailag meghatározható az az alapvető komponens, mely betegséget már nem okoz, de aszervezetben erős immunválaszt vált ki. A rekombináns DNS technológiával fejlesztettvakcinák esetében a betegséget okozó ágens alapos ismeretére van szükség, a szervezetvédekezése szempontjából különösen az antigén tulajdonságai kritikusak. Fontos továbbá,hogy ismerjük a betegséget okozó ágens patogenitása és a gazdaszervezet közötti kapcsolatotannak érdekében, hogy az oltóanyag a megfelelő immunológiai reakciót váltsa ki. Arekombináns technológiával előállított vakcinákat úgy tervezik, hogy azok a hagyományosoltóanyagoknál biztonságosabbak, hatékonyabbak és/vagy kevésbé drágák legyenek.A rekombináns DNS technológiával előállított vakcinák fejlesztésének három fő típusalétezik: élő genetikailag módosított organizmusok, rekombináns vakcinák és genetikaivakcinák [Ellis 1999].Az első forgalomba került rekombináns DNS technológiával gyártott humánoltóanyagot a Hepatitis B Vírus (HVB) ellen fejlesztették ki. Ez a vakcina a hepatitis vírussejtfelszíni fehérjéjét tartalmazza tisztított formában. A HBV vakcina sokkal biztonságosabb,mint a vírus legyengített változata, mely utóbbi mutáció révén akár hepatitist vagy májrákot isokozhat. A HBV vakcina rendelkezésre áll a Haemophilus influenzae elleni vakcinávalkombinálva is (Comvax).2006-ban törzskönyvezték Gardasil néven az első daganatellenes oltóanyagot, melyet aHuman papillomavirus (HPV), elsősorban annak 6, 11, 16 és 18 típusa ellen véd [Lowy2006]. A HPV 16 és 18 a felelős a méhnyakrákok mintegy 70%-áért, és a genitális traktusnéhány más rosszindulatú elváltozásáért, a HPV 6 és 11 pedig a genitális szemölcsök mintegy90%-áért. A Gardasil hatását a fenti 4 HPV típus elleni antitestek termelésének stimulálásávalfejti ki, más HPV típusok ellen nem véd, ezért a rutin szűrővizsgálatokat nem váltja ki. AGardasil akkor sem jelent védelmet, ha a szervezetben az oltást megelőzően már jelen volt aHPV. Gardasil oltást nem kaphat olyan beteg, aki immunszuppresszív terápiában részesül,alkiláló, citotoxikus vagy kortikoszteroid kezelést kap, vagy immunhiányos betegségben140

szenved. Ellenjavalt vérzékenységben szenvedő betegeknél is az emelkedett vérzési vagyhematóma kialakulási kockázat miatt.Humán vizsgálatok folynak a rekombináns influenza oltóanyag fejlesztése terén is, dekereskedelmi forgalomban ez a vakcina még nem kapható. A rekombináns influenza vakcinákkülönböző influenza vírus törzsek hemagglutininjét tartalmazzák, melyet rekombinánssejtkultúrákban termeltetnek, majd tisztítanak.A jövő fejlesztései feltehetően a rekombináns vakcinák biohozzáférhetőségének éshatékonyságának növelése, illetve a vakcinák szervezetbe történő bejuttatásánakmegkönnyítése (pl.orális adagolás) irányába fognak elmozdulni, és biztonságosabboltóanyagok válnak elérhetővé. Folynak már kísérletek nem-fertőző betegségek ellenioltóanyag kidolgozására, elsősorban autoimmun betegségek, ill. transzplantáció terén, de adiabétesz bizonyos formáinak kezelésére is vannak ilyen irányú kísérletek.A forgalomban lévő rDNS technológiával előállított vakcinákat a 8. Táblázatbanmutatjuk be.8. Táblázat: Forgalomban lévő rDNS technológiával készült vakcinákGenerikus név Márkanév Immunválaszt kiváltóalkotórészJavallatLeggyakoribbmellékhatásHaemophilus B/Hepatitis B vakcinaComvaxHaemophilus B capsidpoliszacharid a Neisseriameningitidis egy külsőmembránfehérjéjéhez kötveés a Hepatitis B sejtfelszíniantigénH. influenzae ésHepatitis BfertőzésmegelőzéseIngerlékenység,álmosság,étvágytalanság, láz,injekció helyénlokális bőrreakciókés fájdalomHepatitis B vakcinaEngerix-BRecombivax HBHepatitis B sejtfelszíniantigént (HBsAg) tartalmazHepatitis BfertőzésmegelőzéseIngerlékenység,injekció helyénlokális bőrreakciókés fájdalom,fáradtságHumanpapollimavírusvakcinaGardasilHPV 6,11,16,18 típusoklegfontosabb capsidfehérjéjének (L1)rekombináns keveréke, nemtartalmaz virális DNS-tA HPV 6, 11, 16 és18 típusa általokozottméhnyakrákmegelőzéseInjekció helyénfellépő lokálisreakciók, láz141

IrodalomjegyzékAli O, Wyatt D. Therapy of growth disorders. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes. 18(1):3-8. 2011.Antonia S, Mulé JJ, Weber JS. Current developments of immunotherapy in the clinic. CurrOpin Immunol. 16(2):130-6. 2004.Avidor Y, Mabjeesh N, Matzkin H. Biotechnology and Drug Discovery From Bench toBedside. South Med J. 96(12):1174-86. 2003.Bhatti Z, Berenson CS. Adult systemic cat scratch disease associated with therapy forhepatitis B. BMC Infect Dis. 23;7:8. 2007.Boyle JJ. Macrophage activation in atherosclerosis: pathogenesis and pharmacology of plaquerupture. Curr Vasc Pharmacol. 3(1), 63-68. 2005.Davami F, Sardari S, Majidzadeh-A K, Hemayatkar M, Barkhrdari F, Omidi M, Azami M,Adeli A, Davoudi N, Mahboudi F. Expression of a Novel Chimeric Truncated t-PA in CHOCells Based on in Silico Experiments. J Biomed Biotechnol. 108159. Epub 2010 Sep 22.Ellis R.W. New technologies for making vaccines. Vaccine 17:1596–1604. 1999.Fernández-Montequín JI, Valenzuela-Silva CM, Díaz OG, Savigne W, Sancho-Soutelo N,Rivero-Fernández F, Sánchez-Penton P, Morejón-Vega L, Artaza-Sanz H, García-Herrera A,González-Benavides C, Hernández-Cañete CM, Vázquez-Proenza A, Berlanga-Acosta J,López-Saura PA; Cuban Diabetic Foot Study Group Intra-lesional injections of recombinanthuman epidermal growth factor promote granulation and healing in advanced diabetic footulcers: multicenter, randomised, placebo-controlled, double-blind study. Int Wound J.6(6):432-43. 2009.Genentech News Release. First Successful Laboratory Production of Human InsulinAnnounced.1978-09-06.http://www.gene.com/gene/news/pressreleases/display.do?method=detail&id=4160.Letöltve 2011. március 28.Hershfield MS. PEG-ADA: an alternative to haploidentical bone marrow transplantation andan adjunct to gene therapy for adenosine deaminase deficiency. Hum Mutat. 5(2):107-12.1995.J Lalezari, R Mitsuyasu, S Deeks, and others. Successful and Persistent Engraftment of ZFN-M-R5-D Autologous CD4 T Cells (SB-728-T) in Aviremic HIV-infected Subjects onHAART. 18th Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections (CROI 2011).Boston. February 27-March 2, 2011. Abstract 46.142

Lapchak PA. Development of thrombolytic therapy for stroke: a perspective. Expert OpinInvestig Drugs. 11(11):1623-32. 2002Lowy DR, Schiller JT. Prophylactic human papillomavirus vaccines. J. Clin. Invest. 116 (5):1167–73. 2006.Online 'Mendelian Inheritance in Man' (OMIM): http://www.ncbi.nlm.nih.gov/omim/102700.Letöltve 2011. április 01.Pharmaceutical biotechnology, Drug Discovery and Clinical Applications. Szerk.: Kayser O,Müller RH. Wiley-VCH Verlag GmBH and CO. KGaA, Weinheim. 2004.Pipe SW. Recombinant clotting factors. Thromb Haemost. 99(5):840-50. 2008.Robertson I, Kessel DO, Berridge DC. Fibrinolytic agents for peripheral arterial occlusion.Cochrane Database Syst Rev. 17;(3):CD001099. 2010.Rogers D. Biotechnology and Pharmacogenomics. APhA’s Complete Review for Pharmac,C.C. Graduate Medical Publishing, Pharmacists Assoc. Szerk.: D.R. Gourley, J.C. Eoff 135-143. 2004Rogers S. New Sci. p. 194. 1970.United Nations. The Convention on Biological Diversity (Article 2. Use of Terms). 1992.Letöltve 2008. február 6.Rosen PS. Using recombinant platelet-derived growth factor to facilitate wound healing.Compend Contin Educ Dent.27(9):520-5. 2006.Marcial GG. SemBiosys: A New Kind Of Insulin inside wall street. 2007.US Department of Health and Human Services - Ricky Ray Hemophilia Relief Fund; FederalRegister. 70,188. 2005.143

Monoklonális antitestekA szerzett immunitás az élet folyamán a különböző antigénekkel való találkozás soránalakul ki, elemei képesek tanulni, alkalmazkodni és emlékezni, azaz adott antigénnelismételten találkozva az immunválasz gyorsabban alakul ki és hatékonyabb. A specifikusimmunitásban résztvevő legfontosabb elemek a limfociták, de az immunválaszban adendritikus sejtek, antitestek, citokinek és a komplement rendszer is fontos szerepet kap. Haegy B-limfocita antigénnel találkozik, megköti azt, majd az antigénre specifikus antitestet(plazmafehérjét, immunglobulint) termelő plazmasejtté differenciálódik [Falus 1993]. Azimmunrendszer plazmasejtjei által termelt fehérjék fő funkciója tehát a szervezetbe kerültantigént hordozó idegen anyagok specifikus felismerése (6. ábra). A monoklonális antitestek(mAb) egy adott B-limfocita utódsejtjei, azaz klónjai által nagy mennyiségben termelt,meghatározott epitópra nagy specificitással rendelkező antitestek. Az antitestek segítenek azimmunsejteknek az antigének bekebelezésében, a baktériumok által termelt mérgezőanyagokat semlegesítik, de közvetlenül is megtámadják a kórokozókat. Az antitestekaktiválják a komplement-rendszert, és nélkülözhetetlenek egyes bakteriális fertőzésekleküzdésében. Míg a poliklonális antitesteket (antiszérum) különböző B-sejtek termelik ésugyanazon antigén különböző epitópjaira specifikusak, a monoklonális antitestek olyanmonospecifikus antitestek, melyeket ugyanazon immunsejt leszármazottai termelnek [Falus1993]. Terápia szempontjából elsősorban ez utóbbiaknak van jelentősége. Az antitestekszervezeten kívül felhasználhatóak specifikus proteinek nagy precizitású detektálására,ideálisak diagnosztikai és ultraszenzitív analitikai reagensekként [Hagemeyer 2009]. Ezeknélkül ma már az élettani kutatások és a humán labordiagnosztika, bioanalitika semképzelhető el.144

6. ábra: Az antitest felépítéseAz ún. variábilis rész egy meghatározott antigénhez való kapcsolódásraspecializálódott., míg a konstans rész az antitest típusát (IgG, IgM, IgD, IgE, vagy IgA)meghatározó 5-féle szerkezet egyike alkotja.A monoklonális antitesteket alkalmazó kezelések tulajdonképpen passzív immunterápiátjelentenek, azaz nem közvetlenül a beteg saját immunrendszerét aktiválják, hanemlaboratóriumban előállított, és ilyen értelemben idegen antitesteket juttatnak a szervezetbe. Azantitestek beadását követően azok az immunrendszer más elemeit stimulálják, ezáltal aszervezet saját immunvédekezését növelik. Az ún. „magic bullet” elv alapján pedig, melyetelőször Paul Erlich javasolt, adott daganattípusra specifikus monoklonális antitesthez köthetőakár radiofarmakon, immunocitokin, immunotoxin stb., mely célzottan, a daganatsejthez érveés ahhoz kötődve fejti ki hatását, ezzel a normál szövet károsodása minimálisra csökkenthető(7. ábra) [Zhang 2007]. Számos laboratóriumban folynak kutatások különféle betegségek, pl.reumatoid arthritis, multiplex sclerosis, különféle daganatok, monoklonális antitestekkeltörténő kezelésére. Az első monoklonális antitestet 1986-ban törzskönyvezték, azóta többmint 20 további antitest került be a klinikumba (9. Táblázat), és számos jelenleg klinikaivizsgálatok tárgyát képezi.145

1. Csupasz antitestI.Csupasz antitestADCCCDCBiotinált radioaktív ligandStreptavidin3. Többlépcsős összetettmonoklonális antitestekRadioimmunkonjugátumBispecifikus antitestRadionuklidKiller sejtSejtes immunkonjugátumImmunotoxinCitokinScFv-enzimImmunoliposzómaProdrugADPET2. ImmunkonjugátumokScFvDrugLiposzóma7. ábra: Az antitest-alapú daganatterápia lehetőségei1. Csupasz (naked) monoklonális antitest (Mab) 2. Immunkonjugátumok (Mab konjugálvaradionukliddal, citokinnel, toxinnal, vagy liposzómával) 3. Többlépcsős összetett Mab(streptavidinnel és ehhez kapcsolt biotinált radioaktív liganddal)(Carter 2001).Monoklonális antitestek előállításaA monoklonális antitestek előállítására kezdetekben az ún. hibridóma technika teremtettlehetőséget. A hibridóma sejtek képesek az adott nagy specificitású antitest hosszútávú,azonos minőségű termelésére. A hibridóma lényegében egy az antitestet termelő B-limfocitaés egy korlátlan osztódási képességgel bíró sejt fúziójából jön létre. Ez az elméletileg „örökéletű” fúziós sejttípus sejtkultúraként vagy akár in vivo állatmodellbe ültetve nagymennyiségben adott monoklonális antitest tömegtermelésére alkalmas. Meghatározottspecifitású és izotípusú ellenanyagok nagy mennyiségben állíthatók így elő, melyekkeltestidegen toxinok, vírusok és daganatos sejtek vehetők támadásba. A termék alkalmasfehérjék jelenlétének és mennyiségének vizsgálatára, proteinek elválasztásra, de akár146

hatóanyag-kézbesítésre is specifikus célpontokhoz [Roger 2006]. A monoklonális antitestgyógyszerek előállításának további fejlődése során a hibridóma technológiát felváltotta arekombináns DNS techológia, a transzgén egerek és a bakteriofágok felszínén bemutatottexpressziós (phage display) könyvtárak alkalmazása. Az említett módszerek segítségévelnégy fő antitest típust fejlesztettek ki: rágcsálókban termeltetett, kiméra, humanizált és humánantitestek.Rágcsálókban termelt monoklonális antitestek (-omab)Az elsőként előállított monoklonális antitesteket hibridóma technikával hozták létrerágcsálókban. A rágcsálók és az ember immunrendszere közötti különbségek miatt azonbanezek az antitestek – kevés kivételtől eltekintve – nem lettek sikeresek. Az egérben előállítottantitestekhez kapcsolódó legsúlyosabb probléma az allergiás reakciók kialakulásánakveszélye.Kiméra és humanizált antitestek (-ximab, -zumab)A gyógyászati, azaz nem diagnosztikai célú monoklonális antitesteket az allergiásreakciók lecsökkentése érdekében „humanizálni” kell. Ennek legegyszerűbb módja az lenne,ha az antitesteket egyszerűen emberekben állítanánk elő, ez természetesen etikaimegfontolások miatt lehetetlen. Nem jelent azonban áthághatatlan akadályt rekombináns DNStechnológiával olyan ún. kiméra antitestek előállítása, melyek csak az előállításhozminimálisan szükséges állati (általában egér) antitest részeket tartalmazzák, és maga azantitest termelését kódoló DNS emberből származik. Az ilyen antitesteket úgy módosítják,hogy az immunogenitásért felelős részüket eltávolítják és ezzel párhuzamosan immunológiaihatékonyságukat növelik. A kiméra antitestek variábilis régiója rágcsálóból, konstans régiójapedig emberből származik. A kappa könnyű láncból és az IgG1 nehéz láncból származógének 65%-os hasonlóságot eredményeznek a humán antitestekhez képest, ami csökkenti azimmunogenitást és növeli a szérum fél-életidőt. A humanizált antitestek hasonlósága 95%-os,mivel ebben az esetben humán antitestbe építik be a rágcsáló antitest hipervariábilis aminosavdoménjét. A létrehozott antitestet kódoló DNS ezután megfelelő sejtkultúrában antitestelőállítására alkalmas [Boado 2007].Humán monoklonális antitestek (-umab)Humán monoklonális antitesteket transzgén egerekben vagy ún. „phage display”könyvtárak segítségével termeltetik. Humán immunglobulin gének rágcsáló genomba147

klónozása után a kívánt antigénnel immunizálják az állatot, íly módon az humánmonoklonális antitesteket fog termelni [Hudson 2003].Monoklonális antitestekkel potenciálisan kezelhető állapotokAutoimmun betegségekAz immunológia három területén vezettek be eddig sikeresen monoklonális antitestterápiát: 1) rheumatoid arthritis kezelésére, Chron-betegségben és ulcerativ colitisbenalkalmazzák a TNF-α ellenes antitesteket mint az adalimumab és az infliximab [Rang]; 2)szervátültetésnél a donor szerv kilökődésének megakadályozását segíti a daclizumab vagy abasilixumab, melyek gátolják az aktivált T-sejtek IL-2 termelését; 3) közepesen súlyos éssúlyos allergiás asztma kezelésében hatásos a humán immunglobulin E (IgE) gátlásárakifejlesztett omalizumab.Daganatos betegségekA daganat ellenes antitestek legfontosabb hatásmechanizmusai az alábbiak (7. ábra):1. Radioimmunoterápia: sejtfelszíni antigénhez konjugált radioaktív molekulával veszikcélba a daganatos sejteket, pl. sugár-érzékeny limfómák esetében. Ezeknél az antitesteknélelőnyt kovácsolnak a rágcsálóban termeltetet antitestek azon eredetileg hátrányostulajdonságából, hogy a magas immunogenitás miatt a molekula a szervezetből viszonylaghamar kiürül. Radioimmunoterápiában használatos monoklonális antitest a tositumomab.2. Monoklonális antitesthez gyógyszer-aktiváló, nem-toxikus enzimet kapcsolnak(antibody-directed enzyme prodrug therapy: ADEPT), mely a szervezetben a célba vettmalignus sejteknél alakul aktív gyógyszerré és fejti ki citotoxikus hatását. Ez a terápiaegyelőre nem került be a klinikumba [Phrancis 2002].3. Az immunoliposzómák olyan antitesthez kapcsolt molekulák, melyekgyógyszermolekulát vagy terápiás hatású nukleotidot szállítanak a rosszindulatú sejtekhez.Ehhez a terápiához is nagy reményeket fűznek, ezért példaként kiemelve erről különfejezetben is szólunk a későbbiekben [Krauss 2000].148

9. Táblázat: Az FDA által törzskönyvezett számos monoklonális antitest (Törzskönyvezés éve szerint csoportosítva)Generikus névKészítménymárka neveElsőtörzskönyvezéséveTípusHatás Javallat Beadás módjaMuromonab CD3 Orthoclone OKT31986 Egér T-sejtek felszíni CD3 receptorátkötiTranszplantációs szervkilökődésIntravénásinjekcióAbciximab ReoPro 1994 Kiméra Glikoprotein IIb/IIIa receptorantagonista, vérlemezkékaggregációját gátoljaMagas kockázatú koszorúér műtétek előtt és alatt IntravénásinjekcióRituximab Rituxan 1997 Kiméra B-sejtek sejtfelszíni CD20fehérjéje ellenB-sejtes non-Hodgkin limfóma, a B-sejtesleukémia, transzplantációs szervkilökődésIntravénásinfúzióDaclizumab Zenapax 1997 (Európában2009-benvisszavonva)Humanizált T-sejtek IL2 receptorának α-alegysége (CD25) ellenes antitestKilökődés megelőzése szervátültetésnélIntravénásinjekcióBasiliximab Simulect 1998 Kiméra CD25 ellenes antitest Transzplantációs szervkilökődés megelőzésére IntravénásinjekcióinfúzióvagyPalivizumab Synagis 1998 Humanized RSV F fehérjéje A antigénjénekepitópját köti megRespiratory syncytial vírusfertőzésIntramuscularisinjekcióInfliximab Remicade 1998 Kiméra TNF-α ellenes antitest Psoriasis, Crohn betegség, ankylosis spondilitis,psoriazisos arthritis, rheumatoid arthritis,ulcerativ colitisIntravénásinjekcióGemtuzumabozogamicinMylotarg 2000 (2010-benvisszavonva)Humanizált Calicheamicinhez kötött CD33ellenes antitestAkut mieloid leukémiaIntravénásinfúzió149

Alemtuzumab Campath-1H 2001 Humanizált Érett limfociták felszínén találhatóCD52 ellenKrónikus limfocitás leukémia, kután T-sejteslimfóma, T-sejtes limfóma; csontvelő- ésvesetranszplantációIntravénásinfúzióAdalimumab Humira 2002 Humán TNF-α ellenes antitest Rheumatoid arthritis, ankylosis spondilitis,psoriazisos arthritis, Crohn betegség, mérsékeltés súlyos krónikus psoriasis, fiatalkori idiopathiásarthritisSubcutaninjekcióIbritumomabtiuxetanZevalin 2002 Egér B-limfocitákra specifikus CD20elleni radioimmunoterápiás antitestB-sejtes non-Hodgkin limfóma, nyirokrendszermieloproliferativ betegségeIntravénásinjekcióTositumomab,TositumomabBexxar 2003 Egér IgG2a anti-CD20; I 131: radioaktívjódhoz kötött TositumomabFollicularis limfómaIntravénásinfúzióI 131Efalizumab Raptiva 2003 (2009-benvisszavonva)Humanizált Limfocita funkcióval asszociáltantigén 1 CD11a alegysége,immunszuppresszánsPsoriasis kezeléseSubcutaninjekcióCetuximab Erbitux 2004 Kiméra EGFR inhibitor Vastag- és végbélrák, fej-, nyaki daganatok Intavénás infúzióNatalizumab Tsabri 2004 Humanizált Sejtfelszíni α4-integrin ellen Sclerosis multiplex IntravénásinfúzióOmalizumab Xolair 2004 Humanizált Szelektíven köti a humán IgE-t Allergiás asztma SubcutaninjekcióBevacizumab Avastin 2004 (2010-benemlőrákindikációravisszavonva)Humanizált Vaszkularis endothelialisnövekedési faktor A (VEGF-A)ellen, angiogenezis gátlásaMetasztatikus végbél-, vastagbél-, nem-kissejtestüdőrák, metasztatikus vesesejtes karcinómaIntravénásinfúzió150

Ranibizumab Lucentis 2006 Humanized VEGF-A ellen, angiogenezis gátló Macula degeneráció IntravitreálisinjekcióEculizumab Soliris 2007 Humanizált Komplement rendszer C5 fehérjéje Paroxysmalis nocturnalis hemoglobinuria IntravénásinfúzióCertolizumabpegolCimzia 2008 Humanizált TNF-α elleni antitest Chron betegség, rheumatoid arthritis SubcutaninjekcióGolimumab Simponi 2009 Humán TNF-α elleni antitest Rheumatoid és psoriasisos arthritis, aktívspondilitis ankylopoeticaSubcutaninjekció151

A monoklonális antitestek igen jelentős terápiás szerepe és újdonsága miatt a következőfejezetrészben röviden, de kitérnénk részletesebben is erre a területre, néhány konkrétgyógyszerkészítmény ismertetésén keresztül is. Ezek a korszerű és hatékony terápiáskészítmények mindössze néhány éve állnak a medicina szolgálatában és a szemléltetés éskönnyebb megértés miatt emeltük ki őket, mint legmodernebb ebbe a kategóriába tartozógyógyszereket, természetesen terjedelmi okok miatt a teljesség igénye nélkül.IrodalomjegyzékBoado RJ, Zhang Y. Genetic engineering, expression, and activity of a fusion protein of a humanneurotrophin and a molecular Trojan horse for delivery across the human blood-brain barrierBiotechnol Bioeng. 15;97(6):1376-86. 2007.Carter P. Improving the efficacy of antibody-based cancer therapies. Nat Rev Cancer. 1:118-129.2001.Falus András. Immunológia. Budapest, 1993. ISBN 963 450 386 1.Francis RJ, Sharma SK, Springer C, Green AJ, Hope-Stone LD, Sena L, Martin J, Adamson KL,Robbins A, Gumbrell L, O'Malley D, Tsiompanou E, Shahbakhti H, Webley S, Hochhauser D,Hilson AJ, Blakey D, Begent RH. A phase I trial of antibody directed enzyme prodrug therapy(ADEPT) in patients with advanced colorectal carcinoma or other CEA producing tumours. Br JCancer. 87: 600-607. 2002.Hagemeyer CE, von Zur Muhlen C, von Elverfeldt D, Peter K.Single-chain antibodies asdiagnostic tools and therapeutic agents. Thromb Haemost. 101(6):1012-9. 2009.Hudson PJ, Souriau C. Engineered antibodies. Nat Med. 9: 129-134. 2003.Krauss WC, Park JW, Kirpotin DB, Hong K, Benz CC. Emerging antibody-based HER2 (ErbB-2/neu) therapeutics. Breast Dis. 11: 113-124. 2000.Prud'homme GJ. Electroporation-enhanced nonviral gene transfer for the prevention or treatmentof immunological, endocrine and neoplastic diseases. Curr Gene Ther. 6(2):243-73 2006.Rang H.P. Pharmacology. Edinburgh: Churchill Livingstone. pp. 241. 2003. ISBN 0-443-07145-4.152

Rogers D. Biotechnology and Pharmacogenomics. APhA’s Complete Review for Pharmac, C.C.Graduate Medical Publishing, Pharmacists Assoc. Szerk.: D.R. Gourley, J. C. Eoff , 135-143.2004.Az epidermális növekedési faktor receptor (EGFR) mint terápiás célpontAz EGFR család ismerete azért kiemelkedően fontos és jó példa, mert az új célzottgyógyszerterápiás rendszerek célpontjaiként szolgálhatnak a rosszindulatú daganatokterápiájában. Bár az ellenük alkalmazott antitestek kötődnek a normál sejtekhez is, amellékhatások mégis kisebbek, mint a hagyományos terápia esetében.Az EGFR szupercsalád elsősorban azért fontos terápiás célpont, mivel malignus betegségekbengyakran túlzott mértékben expresszálódik, ami negatív prognosztikai tényezőnek tekinthető,illetve a hormonális kezeléssel szembeni érzéketlenség jelzője.Az EGFR-án keresztül befolyásolja a normális emlőepithelium növekedését. Ez egytranszmembrán glikoprotein, melynek egy extracelluláris ligandkötő és egy intracelluláristirozin-kináz doménje van.Az EGFR család négy különböző, de szerkezetileg hasonló tirozin-kinázhoz kötött receptorbóláll, melyeket az ErbB1/EGF-R, ErbB2/HER2/neu, ErbB3/Her3 és ErbB4/Her4 protoonkogénekkódolnak.Ezek közül terápiás szempontból kiemelkedően fontos, a Her2/neu receptor. Olyan 185 kDamolekulasúlyú fehérje, amely egyaránt rendelkezik extracelluláris-, transzmembrán- ésintracelluláris doménekkel. A Her1, Her3 és Her4 receptorok hasonló szerkezetűek, az egyiklényeges különbség, hogy a Her2 receptornak egyelőre nem ismert saját, specifikus ligandja. Ígya többi három Her-receptorral heterodimert alkot és azok ligandjait képes megkötni. A sejtenbelül tirozin-kináz aktivitást fejt ki, működésekor az egyik fontos intracelluláris szignáltranszdukciós útvonalat (mitogénaktivált proteokináz: MAP-kináz) aktiválja. Mely asejtproliferációra hat és mitogén szignálokat közvetít.153

A Her2 minden emberben megtalálható, mely normális körülmények között fontos szerepetjátszik a tejelvezető csatornák kifejlődésében azáltal, hogy a sejteknek „üzenetet” küldve,növekedésre és szaporodásra készteti őket.Kiemelnénk még azt a nemrég óta felfedezett tényt, hogy a Her2 az ösztrogén receptorokkal isállandó párbeszédet folytat, miszerint az ösztrogén receptorok aktiválják a Her2-t. A Her2működése kapcsán az ösztrogén receptorok által közvetített szignálok is felerősödnek. Ez ajelenség az emlőrákos betegek kezelésében újabb kérdéseket vetett fel, ugyanakkor ez afelismerés egyben magyarázatot adott arra is, hogy a korábbi kezelési sémák miért voltak változóhatékonyságúak, az eleve meglévő vagy szerzett antiösztrogén (tamoxifen) rezisztenciára is.Az EGFR-on keresztüli daganatterápia kétféle hatásmechamizmus szerint valósítható meg:- a monoklonális antitestek segítségével extracellulárisan kötödnek a receptorhoz- intracelluláris oldalon a tirozin-kinázok, mint jelátvivők gátlásával [6. ábra].mAB inhibitorokTK inhibitorokEGFRvIIImutánsProliferációAngiogenezisInvázióMetasztázisApoptózisgátlása8. ábra: EGFR inhibició megvalósításahttp://onctalk.com/wp-content/uploads/2007/09/egfr-tki-vs-moab-figure.jpg154

Az EGF receptorok általános szerkezeti felépítése és működéseA soksejtű, differenciált sejteket tartalmazó szervezetek számára alapvető fontosságú, hogysejtjeik a megfelelő módon szaporodjanak, és funkciójuknak megfelelően specializálódjanak.Ezek a szabályozó mechanizmusok, túlnyomórészt extracelluláris kémiai jelek segítségéveltörténnek. Az EGF, a sejtproliferációt és differenciálódást szabályozó kémiai jelek közé tartozik.Az EGFR saját tirozin-kináz aktivitással rendelkezik. Mechanizmusát tekintve az extracellulárisdoménen kötődő EGF két receptormolekula dimerizációját hozza létre. Ez a műveletelengedhetetlen feltétele a jelpálya aktiválódásának. A dimerizálódott receptor intracellulárisdoménjén autofoszforiláció megy végbe, melynek következtében tirozin oldalláncokfoszforilálódnak és ezekhez különböző fehérjék kötődnek, amelyek a jelet továbbítják. A tirozinoldalláncok körüli aminosav szekvencia határozza meg, hogy melyik oldallánchoz milyen SH2doménnel rendelkező fehérje kötődhet [9. ábra].Az EGFR legalább öt helyen foszforilálódik tirozin oldallánc, ami azt jelenti, hogyhamindegyikhez másik fehérje kötődik, akkor legalább ötféle irányban indulhat el a jeltovábbítás.A növekedési faktorokra jellemző sajátságos jelátvitel jelentős részéért a ras GTP- kötő fehérjeaktivitása felelős. A ras fehérjék (p21 ras ) GTP-t és GDP-t is képesek kötésben tartani, de csak aGTP-t kötő formája aktív. Működését más fehérjék segítik elő, nem rendelkezik saját GTPáz(GTP-t GDP-re hidrolizál és anorganikus foszfát keletkezik) aktivitással. Ilyen típusú fehérjekéntismert a GAP (GTPase activating protein) nevű fehérje, melyek a p21 ras inaktiválódásábanjátszik szerepet. A ras fehérje aktiválását cserélő (exchange) fehérjék irányítják, mint például azSOS. Ebben a fehérjében egy speciális prolinban gazdag régió is található, amelynek a jelpályaaktiválódásában fontos szerepe van. Az aktiválatlan sejtben az SOS cserélő fehérje acitoplazmában helyezkedik el, és így nem jut a ras fehérje közelébe. Az aktiválás feltétele, hogyaz exchange fehérje a citoplazmából átjusson és a ras közelébe kerüljön. Ezt egy adapter fehérjebiztosítja, a Grb2. Rajta, egy SH2- és két SH3 domén található.A receptorhoz kötődő kapcsoló fehérje segítségével a cserélő fehérje is a plazmamembránhoztranszlokálódik, a ras fehérje aktiválásához szükséges helyre.155

A p21 ras GTP kötött formája aktivál egy különböző protein-kinázokból álló foszforilációskaszkádrendszert (MAP-kináz kaszkád).Ezt azért fontos megemlíteni, mert a Her2/neu overexpressziója tirozin-kináz aktivitást fejt ki,mely a MAP-kináz jeladó rendszert aktiválja.Extracelluláris doménSejtmembránIntracelluláris doménTirozin-kinázEgyéb enzimekSugár vagyszelektívkemoterápiaCitoplazmaSejtmagésapoptózisGénaktiválásésapoptózisSejtnövekedés gátlásés apoptózisSejtproliferációDNSkárosodásés javításAngiogenezis9. ábra: Az EGFR működésehttp://www.cancertrials.ca/images/OSIdiagram.gifNéhány, az EGFR-ra ható készítmény farmakológiai és terápiás ismertetéseHerceptin® (trastuzumab)A Herceptin® IgG1 típusú humanizált monoklonális rekombináns antitest, melynek támadásipontja a Her2/neu receptor, mely az EGFR szupercsalád tagja [10. ábra].156

10. ábra: Herceptin 1http://www.phleschbubble.com/album/images/herceptin02.jpgHatékonyságának feltétele a Her2/neu receptor jelenléte, mely rutin labor diagnosztikaimódszerekkel mutatható ki és az emlőkarcinomák 20-30 %-ában figyelhető meg.A trastuzumab hatásmechanizmusát tekintve, egyaránt vannak extracelluláris és intracellulárishatásai is.Extracellulárisan kötődik a Her2 receptorhoz a tumor felszínén, így a heterodimerek kialakulásagátlódik, ezáltal a jelátvitel, végső soron pedig a sejtproliferáció sem jön létre. A tumorsejtek aG1 fázisban gátlódnak. Továbbá a kötődés jelzést biztosít az immunrendszer számára is ésantitest-dependens celluláris citotoxicitás indukálódik. A természetes őlő sejtek a jelzett sejteket,elpusztítják.Intracelluláris hatásai közül apoptózist indukáló, sejtproliferációt csökkentő, illetve a VEGFtermelődését csökkentő hatásai a legjelentősebbek.Mindezek mellett fokozza a kemoterápiás szerek hatását is.Fentebb már említésre került, hogy a Herceptin® kezelés kizárólag olyan betegeknek adható,akiknél fokozott Her2 expresszió mutatható ki, illetve a Her2 gén amplifikációja detektálható.A Herceptin® adásától azt várják, hogy előnyösen befolyásolja a Her2 pozitív emlődaganatokkimenetelét. Elsősorban metasztázist képezett illetve korai stádiumú emlőrák kezelésérealkalmazzák. Az elmúlt évek vizsgálatai egyértelműen bebizonyították, hogy távoli áttétes Her2pozitív emlőrákban a trastuzumab monoterápiában adva is 30% körüli objektív tumorválaszt157

eredményezett. Ilyen formában olyan betegek kapják a szert, akiknél egy vagy több kemoterápiáskezelés sikertelennek bizonyult.A taxán-Herceptin® kombináció hatásossága tovább növelhető platinaszármazékkal. Sajnos, akemoterápiával történő kombináció nagy hátránya a kiardiotoxicitás, mely antraciklinnel együttadva jelentkezik.Docetaxellel kombinálva azon páciensek részére adják, akik még nem kaptak kemoterápiátbetegségük kezelésére.Korai stádiumú emlőrák esetében, a Herceptint® sebészeti beavatkozást, kemoterápiát- éssugárkezelést követően alkalmazzák [11. ábra].11. ábra: Herceptin 2http://www.roche.com.tw/medicine/1_herceptin.jpg - herceptin 1A kedvező klinikai eredmények ellenére jó néhány Her2 pozitív emlőrák elsődlegesen rezisztensHerceptin® terápiára, az esetek nagy részében pedig egy éves kezelés után ellenállóvá válnak adaganatok kezelésére (szekunder vagy szerzett rezisztencia). A Her2 rezisztencia okai lehetnekPTEN vesztés (a 10. kromoszómán törlődik a foszfatáz és tenzin homológ), p95Ger2 (nincsextracelluláris szakasz) illetve Her2-TK mutáció következik be.A rezisztencia kialakulása esetén a tumorsejt új jelátviteli útvonalakat alakít ki, melynekkövetkeztében a Herceptin® elveszti proliferációt gátló hatását, így a terápia hatástalan lesz.További hasonló ilyen típusú készítmény pl. az Erbitux® (cetuximab) is.EGFR tirozin-kináz inhibitorok (EGFR-TKI)Az EGF tumorproliferációban játszott szerepének inhibiciójára a másik lehetőség, hogy ajelátviteli útvonalat, mely tirozin-kináz enzimen keresztül történik, specifikusan gátoljuk. Az158

EGFR-TKI szerek intracellulárisan hatnak, a már megindult jelátviteli folyamathoz szükségestirozin-kináz enzim kompetitív inhibiciójával. Ennek következtében a sejtproliferáció gátlódik ésapoptózist is indukálhat.Tyverb® (lapatinib)A lapatinib az első kettős támadásponttal rendelkező célzott daganatellenes szer, mely az ErbB1és ErbB2 (Her2) receptorokon fejti ki hatását. Az Amerikai Egyesült Államokban a Food andDrug Administration (FDA) jóváhagyásával 2007-ben törzskönyvezték, majd 2007decemberében az európai gyógyszerkincsbe is bekerült [12. ábra].Indikációját tekintve, olyan előrehaladott vagy metasztatikus emlőrákban szenvedő betegekkezelésére használható, akiknél a Her2 (ErbB2) overexpressziója mutatható ki és az elsődlegeskezelésre rezisztens volt a daganat, mely terápia magába foglalja az antraciklint, taxánt éstrastuzumab kezelést is. Kombinációban elsősorban, Xeloda®-val (capecitabin) kerülfelhasználásra.Megközelítőleg az emlődaganatok 12 %-ában 3 pozitív és 11%-ában 2 pozitív esetetdiagnosztizálnak. A Her2 pozitivitás vagy negativitás a betegek kezelését jelentősenbefolyásolja. Mint ismert, a Her2 pozitív emlődaganatok prognosztikai faktora sokkal rosszabb,mint negatív esetben. A fentebb bemutatásra került trastuzumabot 1998-tól használjákmetasztatikus emlőkarcinomában, melyekben a Her2 overexpresszió kimutatható. Sajnos atrastuzumabbal szemben is kialakulhat rezisztencia, ezért van szükség új célzott (targeted)gyógyszerek kifejlesztésére, melyek az EGFR családon belül más útvonalon keresztül fejtik kihatásukat és farmakokinetikai profiljukban is különböznek.A lapatinib, mint azt már említetve volt kettős inhibitor, mely az ErbB1 és ErbB2 receptorokonfejti ki hatását. A receptorokhoz az adenozin trifoszfáton keresztül reverzibilisen kötődik, mely atirozin-kináz domén része. Ez az interakció megelőzi a foszforilációt és az újabb szignáltranszdukciósútvonalakat (úgymint Ras/Raf mitogén aktiváció és foszfoinozitol-3-kinázaktiváció), mely apoptózishoz illetve csökkenő sejtproliferációhoz vezet.159

12. ábra: Tyverb tablettahttp://static.fiercemarkets.com/public/newsletter/fiercebiotech/tykerb.gifTovábbi hasonló ilyen típusú készítmény pl. a Tarceva® (erlotinib), az Iressa® (gefitinib) vagy aGlivec® (imatinib-mezilát) is.Egyéb támadáspontú készítményekAz angiogenezis mint terápiás célpontA növekedéshez és fejlődéshez a normál sejthez hasonlóan a tumorsejtnek is szüksége vanoxigénre és megfelelő tápanyagra, melyeket a vér biztosít. A daganatok ezt oly módon valósítjákmeg, hogy létrehozzák saját véredényhálózatukat. Az angiogenezis elindításához a tumor jeleketküld a közeli erek felé. Ilyen jel a Vascularis Endothelialis Growth (növekedési) Factor (VEGF),mely legtöbb daganattípusban fokozott expressziót mutat. Kutatási eredmények kimutatták, hogya daganatfejlődés korai szakasza jobban függ a VEGF molekulától, mint a későbbi fejlődésesorán.A VEGF kezelés több módon kifejtheti hatását:- az egyik lehetőség, hogy a VEGF ligandot gátoljuk- a másik megoldás a VEGF receptor gátlásaAz anti-angiogenezis során olyan növekedési faktort gátolunk, melynek egészséges emberbenkorlátozott szerepe van. Ennek köszönhető, hogy kemoterápiás szerekkel kombinálva ritkánalakul ki súlyos mellékhatás. Másik nagy előnye ezeknek, a szereknek, hogy mivel elsődleges160

célpontnak a viszonylag stabil endothelsejt tekinthető, így a rezisztencia kialakulása nem olyanlényeges, mint kemoterápia esetén.Jelenleg a legelterjedtebb angiogenezist gátló szer a bevacizumab, melyet részletesebben isismertetünk.Avastin® (bevacizumab)A rosszindulatú daganatok kezelésére régóta ajánlják az anti-angiogenezis terápiát, de sokáignem volt forgalomban klinikailag sikeres gyógyszer.Az Avastin® [13. ábra] hatóanyaga a bevacizumab, mely rekombináns, humanizált monoklonálisantitest, amely a VEGF ligandhoz kötődve gátolja az angiogenezist. További indirekt hatásahogy, a tumorvasculata megváltoztatásával növeli a kemoterápiás szerek bejutását a daganatba.13. ábra: Avastinhttp://images.usatoday.com/news/_photos/2006/07/10/avastin.jpgIndikációs területét tekintve elsősorban colon- vagy végbél daganat áttétes kezelésérealkalmazzák, a jóváhagyás is metasztatikus colon vagy rectum carcinoma elsővonalbelikemoterápiájával kombinált klinikai vizsgálat eredményein alapult.Ennek ellenére a készítményt mégis bővebben tárgyaljuk, mivel metasztatikus emlőrákkezelésében is alkalmazzák, paclitaxellel kombinálva. Egy átfogó tanulmányban a készítményt722 paciens bevonásával vizsgálták, az előbb említett kombinációban.Szerkezetileg szintén monoklonális antitest, hasonlóan a Herceptinhez®, de ahatásmechanizmusban különbözik.161

Támadáspontja a VEGF hatásának gátlása. Fentebb már említésre került, hogy ez a faktor,lényeges szerepet tölt be az új erek kialakulásában, azaz az angiogenezisben.- Az Avastin® csökkenti az interstitialis folyadéknyomást és az érsűrűséget, miközbennöveli az odajutó gyógyszermennyiséget.- Másrészt beleavatkozik az új erek növekedésébe, miközben segít megakadályozni arákos sejtek növekedését. A már meglévő tumoron lévő véredényt is csökkenteniképes, így csökken a tumorhoz szállított vér- és tápanyag mennyiség is.- Végül, de nem utolsó sorban olyan hatását is megfigyelték, hogy a meglévő vérerekolyan úton változnak, amelyek a kemoterápiás szer daganathoz való jutásábansegítenek [14. ábra].14. ábra: Anti-angiogenezishttp://www.biojobblog.com/Anti-VEGF-MOA.jpgAz Avastin® előnyei emlőrák esetében, hogy a progressziómentes túlélési idő 6,7 hónapról 13,3hónapra emelkedett Avastin® + paclitaxel kombinációban, a monoterápiaként alkalmazottpaclitaxellel szemben.162

Irodalomjegyzék1. Egészségügyi statisztikai évkönyv 2007, KSH Budapest 2008.2. Demográfiai évkönyv 2007, KSH Budapest 2008.3. Orvosi Hetilap 2005, 29: 1519-1530.4. Jeney András, Karlovászky Judit: Onkofarmakológia. Medicina Budapest 2005.5. Birkó Zs., Bíró S., Fehér Zs., Penyige A., Schlammadinger J., Sipicki M., Szeszák F.,Szentesiné Szirák K., Vargha Gy., Vitális S.: Általános és humán genetika I. Debrecen 2003.6. Birkó Zs., Bíró S., Fehér Zs., Penyige A., Schlammadinger J., Sipicki M., Szeszák F.,Szentesiné Szirák K., Vargha Gy., Vitális S.: Általános és humán genetika II, Debrecen 2003.7. Ádám Veronika: Orvosi biokémia. Medicina Budapest 2004.8. Orvosi Hetilap 2004, 4: 187-192.9. Orvosi Hetilap 2005, 17: 785-795.10. Michael F., Heinz-Josef Lenz.:EGFR, Her2 and VEGF Pathways. Validated Targets forCancer Treatment. Drugs 2007, 67 (14): 2045-2075.11. Serena Di Cosimo, José Baselga: Targeted therapies is breast cancer: Where are we now?European Journal of cancer 2008, 44: 2781-279012. pri.dako.com/28630_herceptest_interpretation_manual.pdf13. Cserni G., Kálmán E., Kulka J., Orosz Zs., Udvarhelyi N., Krenács T.: Her2immunhisztokémiai vizsgálatok minőségellenőrzése. Egy magyarországi körvizsgálateredményei. Magyar onkológia 2007, 51 (1): 23-2914. www.cancerbackup.org.uk/Treatments/Biologicaltherapies/15. www.emea.europa.eu/humandocs/PDFs/EPAR/Herceptin/H-278-hu1.pdf16. Láng István, Hitre Erika: Molekulárisan célzott biológiai terápia a szolid tumorokkezelésében. I. Emlőrák és colorectális rák. LAM 2007, 17: 565-70.17. Sledge G. W., Miller K. D.: Exploiting the hallmarks of cancer - the future conquest of breastcancer. Europian Journal of cancer 2003, 39 (12): 1668-1675.18. Dr. Lakatos L., Dr. Lakatos P. L.: A colorectalis daganatok korszerű kezelése. LAM2005, 15 (3): 177-86.19.http://www.cancerbackup.org.uk/Treatments/Biologicaltherapies/Monoclonalantibodies/Bevacizumab20. www.emea.europa.eu/humandocs/PDFs/EPAR/avastin/058205hu1.pdf.163

21.www.mkot.hu/asco2007/Elorehaladottemlorakkezelese-PinterTamas.pps.A jövő biotechnológiai gyógyszereiA génexpresszió szabályozásának megértésében kulcsszerepet játszott az antiszensz RNSek,majd mintegy 2 évtizeddel később az RNS-interferencia mechanizmusának felfedezése:1978-ban Zamecnik és Stephenson a Rous sarcoma vírus replikációjátoligodezoxinukleotidokkal gátolta [Stephenson 1978]; 1998-ban Fire és Mello az RNSinterferencia(post transcriptional gene silencing: PTGS) mechanizmusát írta le a fonálféreg C.elegans-ban [Fire 1998]. A két jelenség leírása a gyógyszeres terápiában új fejezet nyitott. Azantiszensz RNS-ek ma már gyógyszer formájában is jelen vannak, az RNS-interferenciamechanizmusát kihasználó készítmények közül pedig több a klinikai kipróbálás fázisában tart.Antiszensz gyógyszerek: nukleinsavak mint terápiás hatóanyagokAz antiszensz oligonukleotidok olyan kisméretű, egyszálú szintetikus RNS-ek vagy DNSek,melyek a génexpresszió – és ezáltal a fehérjeszintézis – gátlására képesek úgy, hogyspecifikus mRNS-hez, vagy duplaszálú DNS kódoló szekvenciák aktív szensz száláhozhibridizálódnak (15. ábra). Az antiszensz oligonukleotidok a bázis komplementaritásszabályainak megfelelően (azaz a guaninhoz (G) citozin (C), az adeninhez (A) a DNS-ben timin(T), az RNS-ben uracil kötődik) hibridizálódnak a célba vett komplementer nukleinsavszekvenciához és expressziójukat blokkolják [Avidor 2003]. A bázispárok ilyen kölcsönhatásaifelhasználhatók olyan antiszensz gyógyszerek tervezésére, melyek a DNS vagy RNS specifikusszekvenciáihoz kötődnek. Mivel nincs szükség speciális fehérje-kötőhelyek, például receptorokháromdimenziós információira mint a hagyományos fehérje-ellenes gyógyszerek esetében,hanem elméletileg elegendő a célszekvencia bázissorrendjének ismerete, a hatóanyagtervezéslényegesen egyszerűbbé válhat. Mivel bizonyos célgének abszolút specifikus kódolásáhozmindössze 15-25 nukleotid elegendő, az ilyen vegyületek specificitása is kiemelkedően jó.Csupán egyetlen bázis kicserélése a szekvenciában (mismatch) a fehérjeszintézis gátlását164

nagyságrenddel csökkenti, több nukleotid cseréje pedig teljesen megszünteti azt. Azoligonukleotid hosszának növelésével a specificitás tovább fokozható, ilyenkor azonbanszámolni kell az alternatív helyekhez való kötődés valószínűségének emelkedésével is. Akötődési affinitás növelhető arányaiban több guanin és citozin nukleotid beépítésével. Azantiszensz-alapú biológiai gyógyszerekkel kapcsolatban a legnagyobb problémát a vegyületekbiohasznosíthatósága jelenti. Mivel a természetes oligonukleotidokból felépülő molekuláknukleázokkal szemben igen érzékenyek, módosított szerkezetű oligonukleotidokkalprobálkoznak. A celluláris RNS-eknek meghatározott másodlagos és harmadlagos struktúrájukvan, az RNS másodlagos szerkezete és az antiszensz aktivitás között korreláció van, éselőfordulhat, hogy az antiszensz célszekvenciát más régiók elfedik. Az antiszenszgyógyszermolekula fertőzött sejtbe juttatása (pl. vírus fertőzés kezelésekor), a permeáció ésabszorpció megfelelő koncentrációban szintén problémát jelent többek között a foszfodiészteralaplánc negatív töltése miatt. Bár léteznek olyan transzporterek, melyek képesek megkötni ésinternalizálni a nukleinsavakat, de az oligonukleotid vakuólumokban, endoszómákban vagyliposzómákban csapdába esik [Dokka 2000]. A sejtbe történő felvételt segítheti az oligonukleotidkationos lipidekhez kötése, ami a foszfát lánc negatív töltéseinek neutralizálását jelenti, éselősegíti a sejtmembránon való átjutást [Tari 2001]. Létrehoztak már olyan kiméra molekulák is,melyek a sejtbe természetes aktív felvevő-mechanizmus révén be tudnak jutni [Fisher 2004].További kihívást jelent a megfelelő kötési affinitás elérése és a célszekvenciával létrejötthibridmolekula stabilitása, ezek szintén módosított nukleotidok beépítésével vagy acukormolekula módosításával növelhetőek, de a 3’ exonukleáz aktivitás blokkolása vagy a 3’-végen ún. sapka létrehozása is eredményes lehet [Ötvös 2004].165

15. ábra: Az antiszensz RNS szerepe a génexpresszió szabályzásában. A gén aktív/szenszszáláról a transzkripció során mRNS íródik át; normál esetben az antiszensz szál inaktív. Haadott gén antiszensz RNS-ének megfelelő oligonukleotidot bejuttatjuk a sejtbe, az duplexet képeza komplementer mRNS-sel és blokkolja a fehére transzlációját.Az antiszensz ágensek hatásmechanizmusaAntiszensz-alapú gyógyszermolekula célpontjául szolgálhat bármely olyan fehérje génjevagy mRNS-e, melynek expressziós szintjének csökkentésétől terápiás hatás várható. Ilyencélpont lehet mikroorganizmusok olyan fehérjéje, melynek blokkolásával az élősködő elpusztul,vagy daganatsejtek osztódásának megakadályozása adott fehérjék szintézisének leállításával. Aklinikumban alkalmazott vagy humán vizsgálatokban tesztelt antiszensz gyógyszerek és terápiásjavallataik összefoglalása a 10. Táblázatban található.166

10. Táblázat: Antiszensz gyógyszerek a klinikumban és klinikai vizsgálatokbanMárkanévHatóanyagTörzskönyvezés/Klinikaivizsgálati fázisBeadás módjaJavallatVitravene fomivirsen 1998 Intravitreális injekció AIDS betegek CMV okoztaretinitise, viralis fehérjék gátlásaMucagen pegaptanib 2004 Intravitreális injekcióGenasense oblimersen III. fázis Subcutan injekciómipomersen III. fázis Subcutan injekcióAVI-6002,AVI-6003Preklinikaivizsgálati fázisMacula degeneráció, csökkenti avascularis endothelialisnövekedési faktor (VEGF) szintjétKrónikus limfocitás leukémia, B-sejtes limfóma, emlőrák – Bcl2protein gátlása;Magas koleszterinszintcsökkentésére, apolipoprotein-Bszintézis gátlóEbola, Marburg vírus fertőzésAz antiszensz oligonukleotidok hatásmechanizmusukat az RNS transzkripciójának elsőlépéseitől a fehérjeszintézisig számos támadásponton keresztül fejthetik ki, ezek közül alegismertebbek:Transzkripció blokkolása DNS szinten– A DNS-szerű antiszensz molekula a kettősszálú DNS nagy árkába képes bekötődni, ígytripla hélix (triplex) konformáció jön létre, és a DNS-szál hozzáférhetetlenné válik aDNS-hélixet kitekerő enzimek számára. Szimpla szálú DNS régióhoz történő kötődés azRNS polimeráz DNS-hez kapcsolódását gátolja meg.Transzkripció blokkolása mRNS szinten– A DNS-szerű antiszensz oligonukleotid a szintetizálódó RNS-hez kötődik, a létrejöttDNS/RNS duplexet az RNS-bontó RNázH enzim feldarabolja.167

– Az antiszensz RNS az intron-exon junkcióknál hibridizálódik és leállítja a működőképesmRNS létrejöttéhez szükséges intron-kivágást (splicing).mRNS transzportjának gátlása– Az éretlen pre-mRNS-t a sejtmagból a citoplazmába kell szállítani, ennek parancsát azmRNS 3’végén szintetizálódó adenozin nukleotidokból álló ún. poli(A) farok kódolja. Haa poliadenilációt antiszensz RNS-sel gátoljuk, módosul mind az mRNS stabilitása, mindtranszportja.Transzláció gátlása– Antiszensz RNS gátolhatja a fehérje iniciációs faktorok megkötődését, afehérjeszintézisnek helyet adó riboszómák asszociációját, vagy a fehérje elongációját azmRNS és a riboszóma kölcsönhatásának meghiúsításával.RNS interferencia (RNSi)2006-ban az orvosi Nobel-díjat két amerikai kutató, Andrew Fire és Craig Mello kapta agénexpresszió szabályzás alapvető mechanizmusának leírásáért. Kimutatták, hogy kettős-szálúRNS molekulák képesek adott gén működését szüneteltetni azáltal, hogy a génről átíródómRNS-t eliminálják. Ez a jelenség a növényeknél és gombáknál már ismert volt, de magát afolyamatot nem tudták megmagyarázni. Fire és Mello kísérletsorozata választ adott az RNSinterferencia (RNAi) mechanizmusára, és alapjában változtathatja meg bizonyos betegségekgyógyításának megközelítését.A. Fire és C. Mello a fonalféreg Caenorhabditis elegans-ban tanulmányozta agénexpresszió szabályozását. Megfigyelték, hogy amennyiben bizonyos izomfehérjéket kódolómRNS molekulákat injektálnak a fonalféregbe, nem történik változás az állat viselkedésében.Akkor sem tapasztaltak változást, ha antiszensz RNS-t adtak be az állatnak. Amikor azonbanszensz és antiszensz RNS-t egyidejűleg injektáltak, a fonálféreg furcsa rángatózó mozgástvégzett, ahhoz hasonlót, mint az olyan férgekben tapasztalni, ahol az izomfehérje génje teljesenhiányzik [Fire 1998]. Fire és Mello hipotézise szerint a beinjektált szensz és antiszensz RNSösszekapcsolódott, és ez a kettős szálú RNS elcsendesítette a komplementer szekvenciájú gént.168

Egyszerű, de annál elegánsabb kísérletsorozattal bebizonyították, hogy a kettős szálú RNSalkalmas géncsendesítésre (gene silencing), és ez az RNS interferenciának elnevezett jelenségspecifikus arra a génre, melyet a beinjektált RNS molekula kódol [Fire 1998]. Kiderült továbbá,hogy az RNS interferencia a sejtek között átadódhat, sőt az utódsejtekben is megjelenhet. Mivelkis mennyiségű kettős szálú RNS beinjektálása is elegendő volt a hatás eléréséhez, az RNSinterferencia (röviden RNSi) a katalitikus folyamatok közé tartozik.Hamarosan kiderült, hogy ez a génexpresszió szabályozása szempontjából kulcsfontosságúmechanizmus számos eukarióta élőlényben megtalálható, és rövidesen sikerült a mechanizmusfőbb lépéseit is azonosítani (17. ábra). A sejtbe bejuttatott kettős-szálú RNS (dsRNS) egy fehérjekomplexhez, az ún. Dicer-hez kötődik, mely kisebb, 21-25 bázispárnyi darabokra hasítja. Ezeketaz ún. rövid, interferáló RNS-eket (small interfering RNA: siRNA) egy másik protein csoport, azRNS indukálta silencing komplex (RNA induced silencing complex: RISC) megfogja. Ezzel azRNS egyik szála eliminálódik, de a másik RISC-hez kötődve marad és további komplementermRNS molekulák detektálására szolgál. Ha talál ilyen komplementer mRNS molekulát, azt aRISC komplexhez kapcsolja, ahol az feldarabolódik és degradálódik. Ezzel az adott mRNSelcsendesítése meg is történt [Agrawal 2003].16. ábra: Kis hajtű RNS. Az önmagával hajtűt alkotó rövid RNS (short hairpin RNS vagyshRNS) felhasználható géncsendesítésre. Az shRNS hajtűszerű struktúrája enzimatikusanfeldarabolódik siRNS-sé, ami ezt követően a RISC közreműködésével indítja el az mRNSmolekulák feldarabolását.169

Az RNS interferencia a gének ki- és bekapcsolásában is alapvető szerepet játszhat.Bebizonyosodott, hogy a sejtmagban képződnek rövid, 21-22 nukleotide hosszúságú RNSdarabok, melyeket mikro-RNS-nek (miRNS) neveztek el. Az miRNS sajátossága, hogy képesönmagával párba állni, úgynevezett hajtűket képezni (16. ábra). Ezt a hajtűt a sejt kétszálú RNSkéntértelmezi, amit a Dicer fehérje feldarabol és a RISC komplexumhoz továbbít. Ezek után azmiRNS-hez hasonló mRNS-ek lebomlanak, kikapcsolva az érintett géneket [Scherr 2007]. AzmiRNS-ek a transzláció repressziójában és az egyedfejlődés során a gének ki- ésbekapcsolásában kapnak fontos szerepet, főként a morfogenezisben és a differenciálatlan vagyrészlegesen elkötelezett őssejt állomány fenntartásában [Carrington 2003].17. ábra: Az RNS interferencia mechanizmusa vázlatosanA sejtbe bejuttatott kettős-szálú RNS (dsRNS) kötődik a Dicer-fehérje komplexhez, mely21-25 bázispárnyi darabokra hasítja. Ezeket az ún. rövid, interferáló RNS-eket (small interferingRNA: siRNA) az RNS indukálta silencing komplex (RNA induced silencing complex: RISC)megfogja. Ezzel az RNS egyik szála eliminálódik, de a másik RISC-hez kötődve marad és akomplementer mRNS molekulák további detektálására szolgál.170

A génexpresszió szabályozásán túl az RNS interferenciának más funkciója is lehet. Egyikszerepe a kétszálú RNS-t tartalmazó vírusokkal szembeni védelem. Ha egy ilyen vírus bekerül asejtbe, még ha be is épül a DNS-be, nem képes a fehérjéit termelni, mert a RISC komplexlebontja az mRNS-eket. Bár ez a funkció elsősorban növényekben ismert, a tény, hogy léteznekolyan vírusok, melyek emlősökben az RNS interferenciát gátolják, arra utal, hogy ez azimmunmechanizmus emlősökben is megtalálható [Berkhout 2006]. Az RNS interferencia másikfunkciója lehet az ugráló elemek (transzpozonok) szabályozása. Ezek olyan DNS szakaszok,melyek képesek magukat lemásolni és a genom több pontjára elhelyezni; az emberi DNSállomány közel felét (~44%) is ilyen ugráló elemek alkothatják [Mills 2007]. Miközben magukatmásolják, egy ponton kétszálú RNS-t képeznek, mely a Dicer fehérje célpontja lehet ésmegakadályozhatja az ugráló gén továbbterjedését.Az siRNS terápiás alkalmazási lehetőségeiAz RNS interferencia jelensége nem csak a funkcionális génvizsgálatokat segíti, de agyógyításban is fontos szerephez juthat, hiszen elméletileg elegendő például egy vírusfehérjéjének megfelelő kétszálú RNS-t bejuttatni a sejtbe és máris megakadályoztuk a vírusszaporodását. Az siRNS előnyeit és a hagyományos terápiás eljárásokban használt kisgyógyszermolekulák fejlesztés során figyelembe veendő fontosabb szempontokat a 11. Táblázatfoglalja össze.171

11. Táblázat: A gyógyszerfejlesztés során figyelembe veendő néhány szempontösszehasonlítása siRNS és kis molekulájú gyógyszereknél [Vaishnaw 2010]siRNSKis gyógyszer molekulaSpecificitásMagas, szekvencia általmeghatározottAlacsony-közepes, konformációfüggőPotenciál Tipikus pM * VáltozóHozzáférhető célpontok száma >>1000 500-1000Potenciális vezető (lead) éskövető (backup) molekulákszáma>>10-100, célmolekulahosszától függően

vírusok, kanyaró) tervezett siRNS-ek hatását is vizsgálják. A HIV-1 infekció kezelésében avírusra gyakorolt gátló hatást mind szintetikus, mind a sejtbe juttatott promoter által expresszáltsiRNS-ekkel és shRNS-ekkel bizonyították [Rossi 2006], de hatásos volt azon génszakaszokgátlása is, amelyek a vírus sejtbe jutásához elengedhetetlenek. A kutatások rámutattak azonbanarra is, hogy bizonyos vírusok (pl. HIV) esetén a vírus gyakori mutációi, illetve az si/shRNS-ektoxicitása komoly terápiás problémát jelenthetnek [Rossi 2006].2) DaganatterápiaGerincesekben a fehérjék sokféleségének az egyik legfontosabb forrása, hogy a prekurzorhírvivő RNS (pre-mRNS) alternatív splicing folyamatán megy keresztül. Becslések szerint ahumán gének akár 74%-a kódol olyan másolatokat, melyek átmennek ezen a folyamaton[Johnson 2003], és ennek hibái számos genetikai betegséghez, és különféle daganattípusokhozköthetők. Az RNS interferencia felfedezés új utat nyitott a betegséghez kapcsolható splicingizoformák gátlásában is. Az epidermális növekedési faktorok családjába tartozó HER-2/neu génaz emlő- és petefészekdaganatok mintegy 30%-ában overexpresszált és rossz prognózissal társul[Slamon 1989]. A Her2/neu gén elcsendesítése siRNS-sel gátolja a sejtproliferációt és apoptózistindukál emlőráksejtekben [Faltus 2004]. Ráadásul humán sejtvonalakban beszámoltak egy újalternatív splice variánsról (ΔHER2) és úgy vélik, hogy erősebb transzformáló hatást fejt ki, minta vad típus [Kwong 1998]. Mivel úgy tűnik, hogy ez az új izoform szabályozó szerepet tölt be, azellene szintetizált szelektív siRNS hatékonyabb terápiát jelenthetne az emlőrák kezelésében[Gaur 2006].3) Metabolikus betegségekMetabolikus betegségek kialakulásában szerepet játszó gének – főként a másgyógyszermolekulával nem célba vehető (ún. non-drugable) – csendesítésében az RNSinterferenciának fontos szerepet jósolnak. Az siRNS-ek nagy potenciálja, specificitása és kémiaiszerkezete lehetővé teheti a kis molekulájú gyógyszerek mellett tapasztalt toxicitás ésmellékhatások kivédését. Taniguchi és mtsi [2005] olyan adenovírus-mediált RNSi technikátdolgozott ki, mely jelentősen és hosszú-távon csökkenti az inzulin receptor szubsztrát (IRS-1 ésIRS-2) expresszióját egerek májában. Az IRS gének külön-külön és együttes kiütésévelkimutatták, hogy az IRS-1-en keresztül történő szignalizáció cukor homeosztázisban szerepet173

játszó gének szabályozásában, míg az IRS-2 a máj lipid metabolizmusában kap fontos szerepet.Vektor-alapú RNSi segítségével a glükoneogenezis szabályozásáért, valamint az emelkedett májglükóz termelésért és az elhúzódó hiperglikémiáért felelős foszfoenolpiruvát karboxikináz(PEPCK) transzkripcióját sikerült módosítani [Gomez 2005].Az RNS interferenciának olyan ma még nehezen kezelhető betegségek esetén is szerepetjósolnak, mint az obezitás, neuropathiás fájdalom vagy a depresszió.IrodalomjegyzékAgrawal N, Dasaradhi PV, Mohmmed A, Malhotra P, Bhatnagar RK, Mukherjee SK. RNAinterference: biology, mechanism, and applications. Microbiol Mol Biol Rev. 67(4):657-85.2003.Astriab-Fisher A, Fisher MH, Juliano R, Herdewijn P. Increased uptake of antisenseoligonucleotides by delivery as double stranded complexes. Biochem Pharmacol. 1;68(3):403-7.2004.Avidor Y, Mabjeesh N, Matzkin H. Biotechnology and Drug Discovery From Bench to Bedside.1174-1186. Southern Medical Association. 2003.Berkhout B, Haasnoot J. The interplay between virus infection and the cellular RNA interferencemachinery. FEBS Lett. 580 (12): 2896–902. 2006.Bitko V, Barik S. Phenotypic silencing of cytoplasmic genes using sequence-specific doublestrandedshort interfering RNA and its application in the reverse genetics of wild type negativestrandRNA viruses. BMC Microbiol. 1: 34. 2001.Carrington J, Ambros V. Role of microRNAs in plant and animal development. Science. 301(5631): 336–8. 2003.Crooke ST. Molecular mechanisms of action of antisense drugs. Biochim Biophys Acta.10;1489(1):31-44. 1999.Detrick B, Nagineni CN, Grillone LR, Anderson KP, Henry SP, Hooks JJ. Inhibition of humancytomegalovirus replication in a human retinal epithelial cell model by antisenseoligonucleotides. Invest Ophthalmol Vis Sci. 42(1):163-9. 2001.Dokka S, Rojanasakul Y. Novel non-endocytic delivery of antisense oligonucleotides AdvancedDrug Delivery Reviews. 44:1: 35-49. 2000.174

Faltus T, Yuan J., Zimmer B, Kramer A, Loibl S, Kaufmann M, Strebhardt K. Silencing of theHER2/neu gene by siRNA inhibits proliferation and induces apoptosis in HER2/neuoverexpressingbreast cancer cells. Neoplasia. 6:786-795. 2004.Fire A, Xu SQ, Montgomery MK, Kostas SA, Driver SE, Mello CC. Potent and specific geneticinterference by double-strandedRNAin Caenorhabditis elegans. Nature. 19;391(6669):806-11.1998.Gaur RK. RNA interference: a potential therapeutic tool for silencing splice isoforms linked tohuman diseases. BioTechniques. 40:S15-S22. 2006.Gómez-Valadés AG, Vidal-Alabró A, Molas M, Boada J, Bermúdez J, Bartrons R, PeralesJC.Overcoming diabetes-induced hyperglycemia through inhibition of hepaticphosphoenolpyruvate carboxykinase (GTP) with RNAi. Mol. Ther. 13(2):401-10. 2006.Johnson JM, Castle J. Genome-wide survey of human alternative pre-mRNA splicing with exonjunction microarrays. Science. 302:2141-2144. 2003.Kwong KY, Hung MC. A novel splice variant of HER2 with increased transformation activity.Mol. Carcinog. 23:62-68. 1998.Manoharan M. Oligonucleotide conjugates as potential antisense drugs with improved uptake,biodistribution, targeted delivery, and mechanism of action. Antisense Nucleic Acid Drug Dev.12(2):103-28. 2002.Mills RE, Bennett EA, Iskow RC, Devine SEWhich transposable elements are active in thehuman genome? Trends Genet. 23(4):183-91. 2007.Morris KV. Therapeutic potential of siRNS-mediated transcriptional gene silencing.BioTechniques. 40:S7-S13. 2006.Narla G. Targeted inhibition of the KLF6 splice variant, KLF6 SV1, supresses prostate cancercell growth and spread. Cancer Res. 65:5761-5768. 2005.Ötvös L, Sági Gy. Daganatellenes antiszensz oligonukleoitdok. Magyar Onkológia. 48:3. 2004.Rossi JJ. RNAi as a treatment for HIV-1 infection. BioTechniques. 40:S25-S29. 2006.Scherr M. Gene Silencing by Small Regulatory RNAs in Mammalian Cells. Cell Cycle. 5;6(4).2007.Slamon DJ, Godolphin W, Jones LA, Holt JA, Wong SG, Keith DE, Levin WJ, Stuart SG,Udove J, Ullrich A, et al. Studies of the HER-2/neu proto-oncogene in human breast and ovariancancer. Science. 12; 244(4905):707-12. 1989.175

Slamon DJ, Godolphin W, Jones LA, Holt JA, Wong SG, Keith DE, Levin WJ, Stuart SG, et al.1989. Studies Studies of the HER-2/neu proto-oncogene in human breast and ovarian cancer.Science. 244(4905):707-12. 1989.Stephenson ML, Zamecnik PC. Inhibition of Rous sarcoma viral RNA translation by a specificoligodeoxyribonucleotide. Proc Natl Acad Sci USA. 75:285-288, 1978.Taniguchi CM, Ueki K, Kahn R. Complementary roles of IRS-1 and IRS-2 in the hepaticregulation of metabolism. J. Clin. Invest. 115, 718–727. 2005.Tari AM, Lopez-Berestein G. Cellular uptake of antisense oligonucleotides. Current Opinion inInvestigational Drugs. 2:1450-1453. 2001.Vaishnaw AK, Gollob J, Gamba-Vitalo C, Hutabarat R, Sah D, Meyers R, de Fougerolles T,Maraganore J. Status report on RNAi therapeutics. Silence. 1:14. 2010.176

VII. ŐssejtterápiaA felnőtt emberi szervezet sejtjeinek számát 10-100 trillióra teszik. A szervezetet felépítőkülönböző szövetekben a sejtek különféle feladatok ellátására specializálódtak. Becslések szerintaz emberi szervezetben körülbelül 200 ilyen differenciált sejttípus található. A sejtektöbbségének osztódóképessége igen korlátozott, élettartamuk rövid (pl. a vér oxigénszállításátvégző vörösvérsejtek 120 napig életképesek), és még azok a differenciált sejtek is, melyekosztódóképességüket nem vesztették el, mindössze 50-60 alkalommal képesek megújulni(Hayflick határ). A szövetek szerkezetének és funkciójának fenntartásához az elpusztult sejteketpótolni kell, ezt a feladatot látják el az őssejtek.Az őssejtek típusaiA többsejtű organizmusok sejtjeinek talán legérdekesebb csoportját az őssejtek képezik.Ezek mitózissal történő korlátlan osztódás és differenciálódás révén különféle sejttípusok, vagyújabb őssejtek létrehozására képesek (11. ábra), így szerepükkel a legyengült, sérült sejtekpótlását, a károsodott szövetek regenerálódását szolgálják. Emlősökben a megtermékenyítettpetesejt, majd annak az első kb. két osztódásával létrejövő sejtek az embrión kívüli membránokés a szomatikus sejtek bármelyikét képesek létrehozni, ún. totipotens sejtek. A valódi őssejtekazonban aszimmetrikus osztódással újabb őssejtek kialakítására is képesek, ezek a pluripotenssejtek [Schöler 2007, Mitalipov]. A pluripotens sejtek (embrionális őssejtek, embrionáliscsírasejtek és embrionális karcinóma sejtek) a totipotens sejtek közvetlen leszármazottai, és azivarsejtek és a három csíralemez valamennyi sejttípusának kialakítására képesek. A pluripotenssejtek kizárólag embrionális vagy magzati sejtekből izolálhatóak, közös jellemzőjük, hogysejttenyészetben – igen speciális körülmények között, differenciálódásukat megakadályozva –fenntarthatóak [Montoya 2005]. Laboratóriumban pluripotens sejtek előállíthatóak márdifferenciált sejtekből, ezek az ún. indukált pluripotens sejtek (iPS) [Takahashi 2006]. A felnőttszervezetben is megtalálható őssejtek, az előbb említettekkel szemben, már nem képesekbármilyen szövet sejtjeit előállítani, funkciójuk néhány sejttípus létrehozására korlátozódik. Ilyenjól ismert, a szöveti differenciálódás irányába elkötelezett multipotens sejtek például acsontvelői őssejtek, melyek a vér sejtes elemeit hozzák létre [Schöler 2007]. Az oligopotens177

őssejtek csupán kevés, míg az unipotens őssejtek egyetlen sejttípus létrehozására képesek (pl. azizom őssejtjei) önmegújító tevékenységükön kívül [Schöler].18. ábra: Őssejt differenciálódásEmlősökben a megtermékenyített petesejt, majd annak az első kb. két osztódásával létrejövősejtek az embrión kívüli membránok és a szomatikus sejtek bármelyikét képesek létrehozni, ún.totipotens sejtek. A valódi őssejtek aszimmetrikus osztódással újabb őssejtek kialakítására isképesek, ezek a pluripotens setjek. A felnőtt szervezet szomatikus őssejtjei multipotensek vagyunipotensek, azaz néhány vagy csupán egyetlen sejttípus kialakítására képesek.Az őssejt-ciklusElméletileg minden önmaga-megújítására képes szövetben (pl. cornea vagy a kötőszövetvagy a hajhagymák epitheliuma és a vérképző rendszer) található egy olyan őssejt-populáció,melynek ez az önmegújító képessége (potenciálja) még igen erős. Ezeknek az őssejteknek azosztódása során ún. progenitor (transit amplifying vagy TA sejt, elődsejt) sejtek jönnek létre. ATA sejtek populációján belül a „fiatal” sejtek még számos, míg az „érettebb” sejtek már csupánnéhány osztódásra képesek [Loefller 1987, Lehrer 1998]. Jóllehet, az őssejteknek ezt az178

„öregedését” sokáig egyirányúnak gondolták, egyre több a bizonyíték arra, hogy bizonyosfeltételek mellett a TA sejtek őssejt-fenotípussal rendelkezhetnek.Őssejtek terápiás alkalmazásaMivel az embrionális őssejtek kinyerése számos etikai, morális és vallásos kérdést vet fel(ld. lentebb), a kutatások elsősorban a szomatikus őssejtek terápiás alkalmazására fókuszálnak. Aszomatikus őssejtek típusait és főbb tulajdonságait a 12. Táblázat foglalja össze.Számos egészségügyi probléma a már differenciált sejteket ért károsodásból ered. Ilyenpéldául az I-es típusú diabétesz, amikor az immunrendszer megtámadja a hasnyálmirigy bétasejtjeit, így az nem képes inzulint termelni, vagy a cornea sérülése miatt kialakuló vakság.Ezekben az esetekben az őssejtek elméletileg képesek pótolni a sérült sejteket, ezzel helyreál-12. Tábláza: A szomatikus őssejtek típusai és főbb funkcióikŐssejt típusaVérképző őssejtekSzerepeCsontvelőben találhatóak, a vér sejtes alkotóelemeit hozzák létre [Muller-Sieburg2002]Emlő őssejtek Pubertás és terhesség során az emlőállományának növelését szolgálják [Liu 2005]Mesenchymalis őssejtekEndotheliális őssejtekIdegi őssejtekSzaglószervi őssejtekVelőcső őssejtjeiElsősorban mezodermális eredetű szövetekké képesek differneciálódni, pl. zsír-,tüdőszövet, csontvelő; izolálhatóak a placentából, fogból vagy a köldökzsinórból is;gátolják a további sejttpusztulást; fokozzák a kapillárisok kialakulását; fokozottműködésre késztetik az endogén őssejteket; immunszuppresszív hatásúak, allogéntranszplantáció esetén sem váltanak ki erőteljes immunválaszt [Phinney 2007]Csontvelőben található őssejtek egyik típusa, az angiogenezis fontos szereplői[Masters 2009]Az idegszövet kialakításában játszanak fontos szerepek, de bizonyos körülményekközött az immunrendszer bizonyos sejtjeivé képesek differenciálódni [Altman 1965]Szaglásérzékelésben fontos sejtek, de számos sejttípussá képesek differenciálódni,viszonylag könnyen izolálhatóak felnőtt szervezetből is [Murrel 2005]Neuronok, Schwann sejtek, miofibroblasztok, porcsejtek és melanociták létrehozásáraképesek [Sieber-Blum 2008]Here őssejtjei A herékben található multipotens őssejtek [Goosens 2006]179

lítva a szervezet normál működését. A saját őssejtek kiválogatása vagy létrehozása, genetikaimódosítása különösen értékes gyógyászati eszközt jelenthet. A biotechnológiai iparnak erre aterületére specializálódott ígéretes területe az ún. tissue engineering. Az ilyen jellegű kutatásokcélja olyan szövetek előállítása, amelyeknek segítségével például a csont- vagy a porcnövekedéssegíthető, vagy szívbillentyűk, ízületek, porckorongok, de akár egész szervek hozhatók létre,hogy azután beültetve átvegyék a beteg szövetek, szervek funkcióját. Az őssejteknek alapvetőszerepe lehet a génterápiában is. Az őssejtben a hibás gének egészségesre való lecserélésével,majd a kijavított őssejtek beültetésével genetikai, öröklődő jellegű betegségek gyógyítása islehetségessé válik. Az őssejtek terápiás alkalmazásának több előnye ismert: humán eredet, nemdifferenciált állapotban osztódási képességük jelentős, normál genetikai struktúrávalrendelkeznek, viszonylag stabilak, genetikai állományuk kontrollált, számos sejttípussá képesekdifferenciálódni, genetikailag módosíthatóak. Az említett tulajdonságaik miatt, az őssejteketszéles körben használják gyógyszerfejlesztésekkel kapcsolatos kutatásokban, és adifferenciálódást és a szignalizációt szabályzó molekuláris útvonalak tanulmányozására kiválómodellt jelentenek. Őssejt-eredetű specifikus sejttípusokat használnak például májtoxicitásmodellezésére, érsérülések során fellépő történések vizsgálatára.Az őssejt alapú terápiás lehetőségek közül egyelőre a csontvelő átültetés került be aklinikai gyakorlatba akut myeloid és akut limfoid leukémia kezelésében, illetve súlyos kombináltimmunhiány, valamint veleszületett vagy szerzett autoimmun betegségek esetén. Más területekenreményteljes kutatások folynak mind örökletes, mind szerzett betegségek kezelésére. Számoskutató úgy véli, hogy például az izomsérülések, neurológiai kórképek, a Parkinson-kór vagy aHuntington-kór, az I-es típusú cukorbetegség, a szívkárosodás, vakság, süketség, bizonyosdaganatok belátható időn belül kezelhetőek lesznek az őssejtek segítségével, de akár a kopaszságvagy a hiányzó fogak pótlása terén is ígéretes eredményeket tudnak már felmutatni. A 13.Táblázat a kardiovaszkuláris betegségek kezelésére potenciálisan alkalmazható őssejtek típusaitmutatja be.Az őssejt átültetés végezhető saját vagy donor őssejttel (autológ, ill. allogén transzplantáció).Allogén őssejt transzplantáció esetén a donor sejteket ugyanolyan vizsgálatoknak kell alávetni,mint más szervek átültetése esetén. Allogén transzplantációhoz hematológiai/immunológiaikórképeknél őssejtek nyerhetőek a csontvelőből, perifériás vérből vagy köldökzsinórvérből. Acsontvelőből elsősorban vérképző őssejtek nyerhetőek ki többnyire spinális érzéstelenítés vagy180

altatás során a hátsó csípőtövisekből vagy a szegycsontból. Kolóniastimuláló faktorral (CSF)történő előkezelés hatására a csontvelőből nagyszámú őssejt és progenitor sejt kerül a perifériásvérbe, ahonnan vérvétellel kinyerhetőek. A köldökzsinórvérből közvetlenül nagymennyiségű (acsontvelőhöz képest mintegy tízszer annyi) őssejt szeparálható a születést követően gyakorlatilagteljesen fájdalom- és kockázatmentesen. Ma már ún. köldökzsinórvér-bankok működnek, aholezeket a sejteket folyékony nitrogénben hosszú ideig tárolni lehet. Számos vállalkozást hoztaklétre a köldök- zsinórvér tárolására, azonban véleményünk szerint kérdés annak esélye, hogyvalakinek majdan a saját köldökzsinórvéréből származó őssejtekre legyen szüksége. Sokkalnagyobb jelentőséggel bír a közösségi őssejtbankok kialakítása, melyek széleskörű elterjedéseremélhetőleg nem várat magára sokáig. A köldökzsinórvérből származó őssejteknek számoselőnye van: nagyobb eséllyel fogadja be a szervezet még nem teljes HLA-egyezés esetén is;ritkább és kevésbé súlyos a kilökődési reakció; a sejtek „újszülöttkorúak”, azaz nem érte őketannyi káros hatás, mint egy felnőtt szervezetből származó sejtet. Ugyanakkor meg kell említeni,hogy a beültetett őssejtek megtapadása lassabb, és autológ transzplantáció esetén (pl.leukémiában) a betegség visszatérésének nagyobb a kockázata.Az allogén őssejt terápia számos felvetődő problémája közül az egyik legnagyobb a kilökődésveszélye. Ez elkerülhető autológ transzplantációval, ha a beteg saját szervezetéből sikerülegészséges őssejtet kinyerni. Ha azonban az őssejtek korlátozott rendelkezésre állása miatt errenincs mód, szóba jöhet még a szomatikus-sejtmag transzfer [Hemmat 2010]. A szomatikussejtmagtranszfer során egy sejtmagjától megfosztott petesejtbe juttatják be a donor egy sejtjéneka magját, majd hagyják a petesejtet eljutni a blasztociszta stádiumig, amikor az embrionálisőssejtek kinyerhetők és sejttenyészetben a kívánt tulajdonság eléréséig növeszthetők. Az ígylétrehozott sejtek a kilökődés veszélye nélkül ültethetők vissza a beteg/sérült szervezetbe.181

13. Táblázat: Kardiovaszkuláris betegségek kezelésére alkalmazható őssejtek típusai [Lian 2010]Sejttípus Előny HátrányEmbrionális őssejtek Pluripotens, korlátlanul rendelkezésreállAutológ transzplantáció lehetségesEtikai kérdéseket vet felAllogén transzplantáció esetén fennáll aveszélye a kilökődésnekHumán petesejtek korlátozottan állnakrendelkezésreDaganat kialakulás kockázata fennállFenotípusosan éretlen, proaritmiakockázata fennállIndukált pluripotensőssejtekPluripotens, korlátlanul rendelkezésreállAutológ transzplanációDaganat kialakulás kockázata fennállVirális vektorok kockázataFenotípusosan éretlen, proaritmiakockázata fennállVázizom eredetűizomsejtekAutológ transzplantációimmunszuppresszió, ill. kilökődésveszélye nélkülIn vitro jól tenyészthető, ischemiára ésfáradékonyságra nézve ellenállóNem differenciálódik szívizomsejttéArritmiás szívizomsejtek közé nemképes integrálódniCsontvelői őssejtek Autológ transzplantációimmunszuppresszió, ill. kilökődésveszélye nélkülAngiogenezist képes indukálni,feltehetően pluripotensDifferenciálódása szívizomsejttékorlátozottKorlátozottan áll rendelkezésre, in vitrotenyésztésre van szükségIzolálása, fenntartása sejtkultúrábannehézMesenchymalis őssejtek Autológ transzplantációimmunszuppresszió, ill. kilökődésveszélye nélkülAngiogenezist képes indukálni,feltehetően pluripotensKilökődés veszélye kisebb, allogéntranszplantáció lehetőségeDifferenciálódása szívizomsejttékorlátozottKorlátozottan áll rendelkezésre, in vitrotenyésztésre van szükségIzolálása, fenntartása sejtkultúrábannehézFelnőtt szívizomsejtekőssejtekFenotípusosan szívizomsejtek, nincsszükség differenciálódásraA befogadó szervezet szívizomsejtjeiközé képesek beinterálódniAutológ transzplantációimmunszuppresszió, ill. kilökődésveszélye nélkülIgen korlátozottan áll rendelkezésreIzolálása, fenntartása sejtkultúrábannehézFenotípusosan éretlen, proaritmiakockázata fennáll182

Embrionális és indukált pluripotens őssejt-vonalakA hólyagcsíra állapotú humán embrió belső sejtcsomójából kinyerhető őssejteksejtkultúrába vihetőek és korlátlanul tenyészthetőek. Ezek az ún. humán embrionális őssejtvonalak(HuES) alkalmasak fejlődésbiológiai kutatásokra, gyógyszerkutatások tesztrendszereilehetnek, de sejtalapú terápiák kidolgozásához is segítséget jelentenek. Az embrionális őssejtvonalakatolyan embriókból alakítják ki, melyek a mesterséges megtermékenyítés soránfeleslegessé váltak; létrehozásukat a 19. ábra demonstrálja.19. ábra: Embrionális őssejtvonalak létrehozásaA hólyagcsíra epiblaszt szövetének belső sejtrétegéből származó embrionális őssejtek invitro tenyészthetőek, elméletileg bármilyen humán szövetté differenciáltathatóak vagy megőrizvekorlátlan osztódóképességüket őssejtek tömegét termelhetik.Mivel a humán embrionális őssejt-vonalak kialakítása szintén súlyos etikai kérdéseket vetfel és alkalmazásukkal az említett immunológiai problémák sem küszöbölhetőek kimaradéktalanul, az utóbbi években az indukált pluripotens sejtek (iPS) irányába fordult az őssejtkutatókfigyelme. Az iPS óriási előnye az embrionális őssejtekkel szemben, hogy felnőttszervezetből is létrehozhatóak, pluripotens állapotúvá alakíthatóak megfelelő transzkripciósfaktorok bejuttatásával (20. ábra) [Takhashi 2006, 2007].183

Az őssejtterápia kapcsán felvetődő néhány további kérdésGenetikai „bevésődés” (imprinting)Mind a petesejt, mind a hímivarsejt tartalmaz olyan géneket, melyek bevésődött (imprint)jeleket tartalmaznak arra vonatkozóan, hogy apai vagy anyai eredetűek-e. Ha a petesejtbőleltávolítják a sejtmagot és egy felnőtt szomatikus sejt magját helyezzük bele, ez az alapvetőenfontos jelölési rendszer sérülhet [Frost 2011].AneuploiditásFőemlősökben (ellentétben pl. az egérrel) a sejtmag eltávolításakor a centroszómáhozkapcsolódó bizonyos molekulák is elvesznek, ezért – bár a mitózis megindul az átültetés után -,elképzelhető, hogy az osztódási orsó kialakulása nem megfelelően megy végbe, és akromoszómák nem egyformán kerülnek az utódsejtekbe [Schatten 2009].Szomatikus mutációkElképzelhetőek olyan mutációk, melyek a donor sejtben nem okoztak problémát, deátültetve és alapul szolgálva sejtek generációinak károssá válhatnak a recipiens szervezetben[Schambaun 2010].184

Korlátlan osztódásKorlátlan Differenciálódás osztódás20. ábra: Indukált pluripotens őssejtvonal alapításaFelnőtt szomatikus sejtbe transzkripciós faktorokat juttatunk, melyek segítségével a sejtátprogramozható és pluripotenssé alakítható. Ebből az állapotból a sejtek gyakorlatilag bármelysejttípussá differenciáltathatók a sejtek.Etikai dilemmákA humán embrionális őssejtekkel kapcsolatos kutatások folyamatos éles viták tárgyátképezik. Egyes vélemények szerint az emberi élet szentségének védelme alapján minden olyanembrió vagy embrionális őssejt, amelyből teljes emberi lény fejlődhet, védelemre szorul az életvédelme és az emberi méltóság jogán. Mások a megtermékenyített petesejtet a 14 naposembrióig még nem tekintik emberi lénynek, és súlyos hibának tartják az olyan irányú kutatásokleállítását, melyek célja már meglevő emberi életek megmentése. Ezt az etikai problémátpróbálják orvosolni az iPS-sejtek alkalmazásával, mivel ebben az esetben már differenciáltszövetekből egyedi, személyre szabott őssejtek hozhatók létre. Az emberrel kapcsolatosvalamennyi reprodukciós jellegű őssejt-beavatkozás (klónozás) szigorúan tiltott és etikátlan,humán őssejtek gyógyító vagy egyéb célú biotechnológiai felhasználását azonban a világ számosországában a törvények lehetővé teszik [Parham 2009].185

IrodalomjegyzékAltman J, Das GD. Autoradiographic and histological evidence of postnatal hippocampalneurogenesis in rats". The Journal of Comparative Neurology. 124 (3): 319–35. 1965.Frost J, Monk D, Moschidou D, Guillot PV, Stanier P, Minger SL, Fisk NM, Moore HD, MooreGE. The effects of culture on genomic imprinting profiles in human embryonic and fetalmesenchymal stem cells. Epigenetics. 1;6(1):52-62. 2011.Goossens E, Tournaye H. Testicular stem cells. Semin Reprod Med. 24(5):370-8. 2006.Hemmat S, Lieberman DM, Most SP. An introduction to stem cell biology. Facial Plast Surg.26(5):343-9. 2010.Lehrer MS, Sun T-T, Lavker RM. Strategies of epithelial repair: modulation of stem cell andtransit amplifying cell proliferation. J Cell Sci. 111: 2867–2875. 1998.Lian Q, Chow Y, Esteban MA, Pei D, Tse HF. Future perspective of induced pluripotent stemcells for diagnosis, drug screening and treatment of human diseases. Thromb Haemost.5;104(1):39-44. 2010.Liu S, Dontu G, Wicha MS. Mammary stem cells, self-renewal pathways, and carcinogenesis.Breast Cancer Research 7 (3): 86–95. 2005.Lo B, Parham L. Ethical issues in stem cell research. Endocr Rev. 30(3):204-13. 2009.Loeffler M, Potten CS, Wichmann HE. Epidermal cell proliferation. II. A comprehensivemathematical model of cell proliferation and migration in the basal layer predicts some unusualproperties of epidermal stem cells. Vichows Arch B. 83: 286–300. 1987.Masters JR, Palsson B.. Human Adult Stem Cells. Springer. pp. 98–. ISBN 9789048122684.http://books.google.com/books?id=SlDMeRKliJ8C&pg=PA98. 2009. Letöltve 2010. április 18.Mitalipov S, Wolf D. Totipotency, pluripotency and nuclear reprogramming. Adv. Biochem.Eng. Biotechnol. 114: 185–99. 2009.Muller-Sieburg CE, Cho RH, Thoman M, Adkins B, Sieburg HB, Deterministc regulation ofhematopoietic stem cell self-renewal and differentiation. Blood. 100; 1302-9. 2002.Murrell W, Féron F, Wetzig A, Cameron N, Splatt K, Bellette B, Bianco J, Perry C, Lee G,Mackay-Sim A. Multipotent stem cells from adult olfactory mucosa. Developmental Dynamics233 (2): 496–515. 2005.186

Phinney DG, Prockop DJ. Concise review: mesenchymal stem/multipotent stromal cells: thestate of transdifferentiation and modes of tissue repair--current views". Stem Cells. 25(11):2896–902. 2007.Schambach A, Cantz T, Baum C, Cathomen T. Generation and genetic modification of inducedpluripotent stem cells. Expert Opin Biol Ther. 10(7):1089-103. 2010.Schatten H, Sun QY. The functional significance of centrosomes in mammalian meiosis,fertilization, development, nuclear transfer, and stem cell differentiation. Environ Mol Mutagen.50(8):620-36. 2009.Schöler HR. The Potential of Stem Cells: An Inventory. In Nikolaus Knoepffler, DagmarSchipanski, and Stefan Lorenz Sorgner. Humanbiotechnology as Social Challenge. AshgatePublishing, Ltd. p. 28. ISBN 0754657558. 2007.Sieber-Blum M, Hu Y. Epidermal neural crest stem cells (EPI-NCSC) and pluripotency. StemCell Rev 4 (4): 256–60. 2008.Takahashi K, Tanabe K, Ohnuki M, Narita M, Ichisaka T, Tomoda K, Yamanaka S. Induction ofpluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors. Cell. 30;131(5):861-72.2007.Takahashi K, Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adultfibroblast cultures by defined factors. Cell. 126(4):663-76. 2006.Ulloa-Montoya F, Verfaillie CM, Hu WS. Culture systems for pluripotent stem cells. J BiosciBioeng. 100(1): 12–27. 2005.187

VIII. Biológiai gyógyszerek előállítása1. Bevezetés„Biológiai gyógyszernek nevezünk minden olyan terméket, amelynek hatóanyaga biológiaianyag. Biológiai anyag az az anyag, amely biológiai forrásból készült vagy abból vonták ki, ésminôségének meghatározásához a fizikai-kémiai és biológiai módszerek kombinációjára vanszükség csakúgy, mint a gyártásához és a gyártás ellenőrzéséhez” (1). Biológiai gyógyszereklehetnek plazma eredetű gyógyszerek, (emberi vérből, illetve plazmából), vakcinák, sejt ésgénterápiás készítmények. A biológiai gyógyszerek hatóanyagai többségében fehérjetermészetű,makromolekulák melyek előállítása biotechnológiai eljárások segítségével történik. Agyógyszerek előállítása során szigorúan ügyelni kell a megfelelő minőségbiztosításikövetelmények betartásra, ezt indokolja, hogy a fehérje jellegű hatóanyagok a szervezetbenimmunreakció kiváltásához vezethetnek, ami a biológiai gyógyszerek hatását, illetve a terápiasikerességét befolyásolja. Napjainkban megjelentek a piacon az eredeti (originális) biológiaigyógyszerekkel nagyfokú farmakológiai hasonlóságot mutató ún. követő hatóanyagok, melyeketösszefoglaló néven az European Medicines Agency (EMA) biosimilar, azaz biológiailag hasonlókészítményekként hozza forgalomba. Ezek alkalmazása valamit gyártása szintén nagyfokúkörültekintést igényel (2). Jelen fejezet a biológiai gyógyszerek előállításának főbb lehetőségeités azok folyamatait hivatott bemutatni.2. FermentációAz elmúlt évtizedekben a gyógyszeripar és a biotechnológia kart karba öltve indult rohamosfejlődésnek. Mára már a gyógyszergyártás legtöbb területén találkozhatunk a biotechnológiavívmányaival. Biotechnológiai eljárásoknak köszönhetőek többek között az antibiotikumok,szteroid alapanyagok, a HIV replikációját gátló antiszensz RNS, de alkalmaznak biotechnológiaimódszereket a génterápiában, illetve farmakogenomiális vizsgálatok során.188

A biotechnológiai eljárások közzé tartozó fermentációs folyamatok alkalmával különbözőmikroorganizmusok – baktériumok, gombák, ritkábban algák, növényi eukarióta sejtek, de akáremlőssejtek – szénhidrát természetű tápanyagaik lebontása során primer illetve secundermetabolitok keletkeznek, melyek az emberi élet számára igen hasznosnak bizonyultak és széleskörben hasznosíthatóak, ezért ipari méretű előállításuk indokolt.A primer metabolitok olyan biokémiai végtermékek, melyek léte elengedhetetlen az azokattermelő mikroorganizmus életéhez, közvetlenül kapcsolódnak a sejt növekedéséhez illetveenergiatermeléséhez, majdnem minden élőlényben egyformán megtalálhatók. Ilyenreakciótermékek pl. az aminosavak (infúziós oldatokhoz), szerves savak (citromsav, glükonsav,ecetsav, tejsav, itakonsav) alkoholok (etanol, aceton-butanol).A secunder metabolitok termelése ezzel szemben viszont nem tartozik a mikrobákmindennapjához, ezeket rendszerint valamilyen megváltozott életkörülmény (tápanyaghiány,ásványi anyaghiány, stresszhatás) hatására kezdik el termelni a túlélésük érdekében. Néhánymikroorganizmus számára a másodlagos metabolitok termelése helyzeti előnyt jelent a többimikroorganizmussal szemben. Ilyen értékes secunder metabolikus termékek lehetnek:antibiotikumok (pl. penicillinek, sztreptomicinek, tetraciklinek, stb.) vitaminok (B2 azazriboflavin, B12, β-karotin, azaz a provitamin), alkaloidok.Természetesen számunkra hasznos fermentációs termékek lehetnek önmagukban is abaktériumok és gombák (biomassza), vagy általuk előállított fehérjék és olajok (pl.probiotikumok, SCP és olajok).A fermentáció olyan biotechnológiai eljárások összefoglaló elnevezése, amely során valamelymikroba törzs nagyléptékű tenyésztése folyik egy bizonyos vegyület nagy mennyiségűtermeltetésére, ill. lebontására, vagy akár maga a biomassza előállítása érdekében. Magát atechnológiát gyakorlatilag két fő fázisra lehet osztani. Ezek az „upstream – processing” illetve a„downstream – processing”.Az „upstream – processing” gyakorlatilag magában foglalja a teljes fermentáció folyamatát azelőkészületektől (inokulom készítés, mikrobaszaporítás, tápoldat készítés, sterilezés) kezdődőena termelésen keresztül a fermentáció végéig.Ezt a fermentlé feldolgozása, azaz a „downstream-processing” folyamata követ. A termékkinyerésének technológiája sokféle lehet attól függően, hogy maga a keresett vegyületet milyen189

mennyiségben, hány léptékben lett termeltetve illetve az elválasztási technológiák is eltérőeklehetnek a termék természetétől függően.Általánosságban az elválasztás első lépéseként a szilárd illetve folyadék fázist választják elegymástól, azaz a fermentlevet és a sejttömeget. Ez történhet szűréssel (mikroszűrés) illetveülepítéssel. Majd az izolálás következik mely során az idegen, felesleges vegyületeket,anyagokat távolítják el a közegből. Izolálás szempontjából több módszer ismeretes úgy, mint azextrakció, adszorpció, csapadékképzés, membránszűrés. Ezeket a technikákat az elválasztástovábbi szakaszaiban is alkalmazzák. A tisztítás során a szennyező anyagokat távolítják el aközegből majd a végtisztítás folyamán a terméket a kereskedelmi forgalomba hozáshozelengedhetetlen tisztasági előírásoknak megfelelő tisztaság eléréséig, tisztítják.2. 1. TörzsfejlesztésA technológia alapja a kívánt metabolikus terméket termelő mikroorganizmus fellelése(felfedezés) majd azonosítása és izolálása. A mikroorganizmus megválasztása során szem előttkell tartani, hogy az adott faj a keresett vegyületet milyen intenzitással termeli, illetve fontosszempont továbbá, hogy az adott törzs ne legyen patogén, ne válasszon ki toxikus anyagokat,valamit minimális élettani változékonyságot mutasson. A felfedezés rendszerint közvetlenül,illetve közvetve környezetből származó minta dúsításával történik. Ekkor a talajból vett mintábólszuszpenzió készül, melyet homogenizálnak és szélesztik agar lemezen. Néhány naposinkubációs időt követően a feldúsult mikroba telepeket további agar lemezeken tenyésztik, azadott fajnak megfelelő optimális paraméterek között. Ezt követi az úgynevezett screening fázisa,amely során kiválasztják azt a törzset mely megfelelő mennyiségben, illetve minőségbenprezentálja a keresett terméket. Ez a pont azért szükségszerű, mert a természetből származó vadtörzsek az esetek nagy százalékában nem termelik gazdaságilag megfelelő hatásfokkal az ipariszempontból érdekes metabolitokat. A „kiválasztás” általában szelekcióval, a legjobban termelőaltörzsek kiemelésével történik, de mutációval vagy rekombináns technikák segítségével isvégbemehet. A mikroorganizmusok genetikailag könnyedén módosíthatóak így a mutáns törzseklétrehozása egyszerűen megoldható mutagén anyagokkal való kezeléssel (nitrozo-guanidinnel,etil-metil-szulfonáttal) illetve UV besugárzással. Baktériumok sejtfalát lizozimmal emésztveprotoplaszt tenyészeteket hozhatunk létre melyek más protoplaszt sejtekkel való fúziójával hibrid190

sejtvonal jöhet létre. A sejtvonalak előnye hogy a mutációra hajlamosabbnak bizonyulnak. Agéntechnológia segítségével in vitro rekombinációval létrehozhatóak olyan klónok, amelyek azértékes metabolitokat többszörös mennyiségben állítják elő. A vad törzsek nemesítése tehát nemcsupán a végtermék nagy mennyiségű kinyerése szempontjából érdekes, de a törzsfenntartásgazdaságossága szempontjából is meg kell vizsgálnunk a mutáns törzseket és mérlegelni ahaszon költség arányt. Következő állomás a kiválasztott törzs számára leginkább megfelelőéletkörülmények meghatározása, végül üzemi körülmények között történő optimalizálása, ami azadott metabolikus termék előállításához szükséges paraméterek beállítását foglalja magában. Ezutóbbi lépés az ún „scale-up” fázis. Az immáron metabolit termelés szempontjából ideáliskörnyezetbe helyezett törzs termelni kezdi a kívánt metabolikus terméket, mely rendszerint afermentlében vagy magában a mikrobában jelenik meg (4).1. ábra.Törzsfejlesztés folyamata. A mikroorganizmus fellelésétől az üzemi termelésig.191

2. 2. TörzsfenntartásA biotechnológiában használatos mikroorganizmusok rendkívül érzékenyek, így fenntartásukalapos körültekintést igényel. Az 1900 évek elejére a mikrobiológiai kutatások nagy léptékbentörténő fejlődése szükségszerűvé tette törzsgyűjtemények létrehozását melyeknek fő feladatakülönböző mikroba törzsek életbenntartása, megőrzése illetve más laboratóriumok számára ezentenyészetek elérhetősége. Az első ilyen jellegű intézet az 1904- ben alapított Centraalbureau voorSchimmelcultures (CBS, Baarn, Hollandia) centrum, amely élesztő- és fonalasgomba törzsekfenntartásával foglalkozott. Mára a gyógyszeripar, orvostudomány, a mezőgazdaság, azélelmiszeripar, a környezetvédelem és más területek erőteljes fejlődése is egyre nagyobbmikroba választékot igényelt, ennek következtében gombamód szaporodnak az ilyen jellegűgyűjtemények világszerte. A világ legnagyobb törzsgyűjteménye a NRRL -ben (US Departmentof Agriculture, Northern Regional Research Center, Peoria, Illinois) található, ahol közzel 80.000törzset tartanak fenn. Az American Type Culture Collection (ATCC) mirobatörzseinek száma60.000. A Magyarországon megtalálható törzsgyűjtemények közül az OrszágosKözegészségügyi Intézet (OKI) Bakteriológia Osztályán a humán egészségügyet szolgáló OrvosiBaktériumok Magyar Nemzeti Gyűjteménye található, a Kertészeti és Élelmiszeripari Egyetem(KÉE) Mikrobiológia Tanszékén a Mezőgazdasági és Ipari Mikroorganizmusok NemzetiGyűjteménye kapott helyet. Magyarországon itt helyezhetünk szabadalmi jogvédelem alámikróba törzseket. Végül, de nem utolsó sorban a Budapesti Műszaki Egyetem (BME)Mezőgazdasági Kémia Technológia Tanszékén találkozhatunk efféle törzsgyűjteménnyel. Atörzsek a gyűjteményekben liofilezve illetve folyékony nitrogénben tárolva találhatóak meg (3).2.3. Fermentációs tápközeg összetételeA fermentációs eljárások különböző szakaszaiban a termelő törzseknek eltérő összetételűtáptalajokra van szüksége. Más táptalaj feltételek szükségeltetnek a mikrobák szaporításához ésmások az adott metabolit termeléséhez.192

A tápközeg összeállítás során különös figyelmet kell fordítanunk, arra hogy a mikrobák sajátanyagaik felépítéséhez szükséges összetevőkön felül az anyagcsere termékek előállításáhozszükséges alkotókat is tartalmaznia kell. Ipari körülmények között a táptalaj összetételtmeghatározza továbbá, hogy a lehetőleg maximális termékszintet biztosító tápközeg egybenolcsó is legyen. Az egyik legfontosabb paraméter a szén (glükóz, keményítő, melasz) illetvenitrogén (ammóniumsók, nitrátok, fehérjék úgy, mint szójaliszt, halliszt valamint aminosavakpéldául kukoricalekvár) forrás megfelelő aránya, ennek hibája katabolit represszióhoz vezethet.Ezen felül a táptalajnak tartalmaznia kell különböző makro (S, P, Mg, K, Na, Ca) illetvemikroelemeket (Cu, Co, Mo, Mn) és vitaminokat úgy, mint biotin, pantoténsav, tiamin,riboflavin, B12). Szénforrásként használatosak lehetnek különböző komplex vegyületek, melyeknem csupán szénforrásként szolgálnak, de nitrogént, vitaminokat és nyomelemeket egyaránttartalmaznak. Ilyen anyagok a cukorgyártás melléktermékeként keletkező melaszok, illetvehidrol (keményítő alapú cukorgyártás mellékterméke), továbbá használhatnak mégmalátakivonatot, szulfitlúgokat, cellulózt és növényi olajokat.A technológia fontos kritériuma a csíramentesség azaz, hogy az adott termelő törzset kivéve afermentlében ne legyenek jelen más mikrobák, ezért a táptalajok sterilezése elengedhetetlen. Ezrendszerint dezinficiálással (kémiai sterilezés) vagy fizikai úton hő hatására vagy sugárzással,esetlegesen szűréssel történik.A folyamat során a táptalaj megfelelő összetételén felül fontos paraméterek még az oxigénellátottság melyet levegőztetéssel, kevertetéssel oldható meg. A megfelelő hőmérséklet és a pHpontos értéke is jelentős követelmény. Ezeket, az értékeket a bioreaktorokban elhelyezettszenzorokkal könnyen nyomon lehet követni, és szükség esetén módosíthatnak a paramétereken.2. 4. Fermentációs technológiákA bioreaktoroknak a fermentáció közegét illetően két alapvető típusát különböztetjükmeg: folyadék kultúrás (szubmerz), ez iparilag elterjedtebb, illetve szilárd fázisú (SSF azaz solidstate fermentation). Ez utóbbit a jobb nyomon követés szempontjából alkalmazzák.Fermentációs technikák főbb típusai:Szubmerz:- batch (szakaszos fermentáció)- feed batch (rátáplálásos szakaszos fermentáció)193

- félfolyamatos (semicontinous)- folyamatos (continous)A batch-fermentációs (szakaszos) eljárás során a jelenlévő mikrobák számára korlátozottmennyiségben van jelen a szaporodásukhoz szükséges tápanyag. A folyamat során termék illetveszubsztrát gátlás jelentkezhet, a tenyészet hanyatlásnak indul és a termék kinyerhetővé válik.Széles körben használt zárt, egyszerű, olcsó eljárás. Elsősorban alkohol előállítása céljábólalkalmazzák. A batch-fermentációt négy fázisra lehet osztani:a, Lag fázis: A sejtszám viszonylag állandónak mondható, a mikrobák adaptálódnak az újkörnyezeti feltételekhez.b, Log fázis: a sejtszám exponenciálisan nő a sejtek szaporodásának eredményeképpen.c, Stacioner fázis: A szaporodó sejtek és pusztuló sejtek aránya egyensúlyba kerül a szén,nitrogén forrás csökkenése végett illetve a fermentlében megjelenő anyagcsere folyamatok sorántermelődő toxikus anyagok hatására.d, Pusztuló fázis: A szaporodó sejtek száma elenyésző ellenben a pusztuló sejtek száma nagy. Azenergia tartalékok felélése folyik.194

a. Lag fázisb. Log fázisc. Stacionerfázisd. PusztulófázisLogsejtszámKöztesfázisKöztesfázisidő2. ábra: Mikroorganizmusok növekedési görbéjea. Lag fázis, b. Log fázis, c. Stacioner fázis, d. Pusztuló fázis. A mikroorganizmusok számát azidőben ábrázolva semi-logaritmikus szaporodási görbét kapunk.A feed-batch azaz rátáplálós szakaszos fermentáció a batch fermentáció szubsztrát termékgátlás problémájának megoldására hivatott módszer. A mikroba törzs szaporodásához illetve atermeléshez szükséges, tápanyagokat folyamatos jelleggel adagoljuk a fermentáció során ígymegnyújtva a stacioner fázist a nagyobb hozam érdekében.Félfolytonos eljárás során (semicontinuous) a szakaszos és folyamatos technológiakombinációjaként a tápanyag adagolás folyamatos, viszont a bioreaktort időnként kiürítik atermék kinyerése céljából. Ez a lépés a folyamatos reakciónál előforduló reagens felhalmozódásmiatti termelés megakadás kiküszöbölése érdekében is szükséges. Ilyen módon nagyobb hozamérhető el a jól definiált tenyésztési periódusnak köszönhetően.A folyamatos (continuous) bioreakciók jellemzője, hogy a tápközeget, folyamatosan táplálják abioreaktorba, és a termékkinyerés is folyamatos jellegű, hogy az egyensúlyi állapotot fenntartsák.A szakaszos fermentációval szemben könnyebben nyomon követhető az állandó paramétereknek195

köszönhetően, illetve ellenőrzésük is jobban megoldott. Az állandósult állapotú folyamatosbioreakciókban a kevert kultúrákat kemosztátban végzett tenyésztéssel fenn lehet tartani, nemúgy, mint a szakaszosban, ahol egyes organizmusok túlszaporodnak mások rovására.2. 5. Bioreaktorok típusaiA bioreaktorok megválasztása során figyelembe kell venni a termelésre kiválasztott törzsekigényeit, illetve azt is, hogy a termelés szempontjából a lehető legnagyobb mennyiségű terméketkapjunk, illetve a minőségileg is megfelelő legyen. A szempontokat figyelembe véve többreaktor típus használatos.- Mechanikus keverős bioreaktorok- Levegőztetett bioreaktorok- Cirkulációs, loop (hurok) reaktorok3. Rekombináns technológia a gyógyszeripar szolgálatábanNapjainkban a génterápia egyre nagyobb figyelemnek örvend. Nagy lehetőségek rejlenekkülönböző gének sejtekbe való beépítésében, továbbá hibás, defektes gének javítása illetvekicserélése is elősegítheti az örökletes betegségek elkerülését, valamint egyszerű hatékonykezelését (cisztikus fibrózis, hemofília), ezen felül a génterápia segítségével kezelésre ézékennyétehetőek a tumorsejtek illetve ezen sejtek könnyűszerrel elpusztíthatóvá válhatnak. A sejtekkönnyedén rezisztenssé tehetőek ily módon a vírusfertőzésekkel szemben (HIV), és azimmunválasz génterápia segítségével történő módosítása révén az autóimmun betegségekkezelése is leegyszerűsödhet. Nagy lehetősége még a génterápiának, hogy képesek vele a vírusokfertőzési mechanizmusát megváltoztatni illetve gátolni a tumoros sejtek növekedését.Az utóbbi évtizedekben géntechnológia tudománya (genetic engineering) rohamosfejlődésnek indult, aminek köszönhetően hormonok (inzulin, kalcitonin), véralvadásgátlók(antikoaguláns proteinek, hirudin) de akár oltóanyagként (alegység vakcinák pl. HBV, DNSvakcinák úgy, mint vaccinia és adenovírus elleni oltás) használatos baktérium illetve vírus196

fehérjék DNS szekvenciáinak klónozásával könnyűszerrel előállíthatóvá váltak. Különfélebaktériumokban (E. coli, Bacillus subtilis) és élesztőgombákban (Saccharomyces bayanus,Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris) rekombinációs technológiával, vektorok segítségével,vagy közvetlen módon különféle géneket beépítve a kromoszómáikba, fermentáció segítségévelnagy mennyiségben állíthatunk elő a gyógyszeripar, illetve a humán gyógyászat számára értékestermékeket.Az első, ezzel a technológiával előállított és engedélyezett gyógykészítmény az E. coli-bantermeltetett r-inzulin volt. Napjainkra a gyógyászati célból előállított rekombináns inzulinkészítmények termelése eléri az évi 2 tonnát. Ezt megelőzően sertések, illetve marhákhasnyálmirigyéből vonták ki az inzulint, mely enzimes módosítás után az emberi szervezetbenbiológiailag aktív volt, viszont az aminosav sorrend nem egyezett meg a humán inzulinéval. Eztermészetesen az arra érzékeny páciensekben heves immunreakciókat válthat ki, ezért nagyjelentősége van a rekombináns úton előállított az emberi inzulinnal megegyező aminosavsorrenddel rendelkező inzulin ipari méretű előállításának. A rekombináns inzulin termelés főproblémáját az „érett” forma kialakítása jelentette. Humán szervezetben, fiziológiáskörülmények között az inzulin prepro-hormon formájában termelődik. Ez a forma olyanaminoavakkal is rendelkezik, amelyek nem alkotják az érett forma szerves részét. A hormon N-terminális részén találjuk a pre szakaszt, amely a fehérje kiválasztásában játszik szerepet, afehérje középső régiójában található a pro szekvencia, mely a hormon megfelelőcsomagolódásáért és a végleges szerkezet kialakításáért tehető felelőssé. Az érés sorándisszulfid-hidakkal kapcsolt alak jön létre amely egy A illetve B láncból áll. A rekombinánsinzulin létrehozása érdekében tett első lépések során olyan DNS szakaszok szintézisévelfoglalatoskodtak, amelyek a két lánc oligonukleotidjait külön-külön tartalmazták. Ezeket különexpressziós vektorokba ligálják oly módon hogy az inzulint kódoló génszakasz egy metioninkóddal kapcsoltan a β-galaktozidáz enziméhez kapcsolódik. A vektorokat ezután E. coli-batranszformálják, aminek következtében a baktérium extracellulárisan fogja kiválasztani a β-gal-inzulint. A sejtek feltárását és a fehérje tisztítását követően egy CNBr-os kezelés során azinzulin lehasad a β-galaktozidázról. További tisztítási lépéseket követően az A illetve Bláncokat összekeverik, végül kialakul egy biológiailag is aktív vegyület. Mára már annyivalegyszerűsödött a folyamat, hogy mindkét lánc illetve a β-galaktozidáz is megtalálható egyfúziós fehérjében, amelyből a hormon érett formája csupán egy hasítási lépéssel létrehozható.197

Ilyen módon termeltethetik pro-inzulin formájában is E. coli-ban ahol átalakítások utánkerülhet forgalomba, illteve pre-pro inzulinként, melyből keresztbe hasítások után lesz aktív ahormon. Pro-inzulinként S. cerevisiae-ben is termeltetik, majd láncvégi aminosavak cseréjévelteszik forgalomba hozható készítménnyé.Napjainkban az r-inzulinon kívül a rekombináns technológia lehetővé tette humánnövekedési hormon, hepatitis B elleni vakcina, humán eritroprotein előállítását is.A rekombináns DNS technológiák alapja az in vitro rekombináció, azaz a klónozás. Azeljárásnak az a célja hogy nagy mennyiségű tiszta specifikus génszakaszokhoz jussunk. Afolyamat fő lépései:- Azon DNS szakasz fellelése, azonosítása, amely a keresett gént kódolja, majd ennekizolálása,- a DNS szakasz vektorba illesztése,- vektor gazdasejtbe történő bejuttatása (ez lehet transzdukció illetve transzfekció a vektoroktípusától függően),- transzformáció és a klón előállítása,- szelekció, a megfelelő klón kiválasztása,- a klónt hordozó sejt bakteriofág felszaporítása.3. 1. Klónozó vektorok és típusaikA keresett gén gazdasejtbe jutását vektorok segítségével tudjuk megvalósítani. Ezek avektorok lehetnek virális hordozók (retrovirális vektorok, adenovírus vektorok és adenoassociated-vektorok, stb.), nem virális vektorok (plazmidok, lambda bakteriofág, kozmidvektorok, stb.). Ismeretesek még egyéb vektorok, mint például: expressziós vektorok,szekréciós vektorok, shuttle vektorok- ezek mind prokarióta mind eukarióta sejtekben képesekszaporodásra illetve fehérje expresszióra-, M13 szekvenáló fág, élesztő mikromoszóma. Fentemlítettek széleskörben használatosak speciális körülmények között.198

3. 1. 1. Nem virális vektorokA baktériumsejtekben természetesen előforduló mobilis genetikai elemek az úgynevezettplazmidok. A természetben a baktériumok mozgását és túlélését hivatottak elősegíteni. Azegyik leggyakrabbam használt hordozók egyike, mivel kisméretűek (3-20 kB), abaktériumokból könnyedén kinyerhetőek egylépéses affinitás kromatográfia segítségével éstranszformáció után egyszerűen vissza is juttathatóak egy másik baktériumsejtbe. A plazmidokdupla szálú cirkuláris elemek, replikációjuk független a gazdasejtétől (replikációs origójelenléte). Előnyük továbbá hogy több kópiában vannak jelen a sejtben, ami azt jelenti, hogy azáltaluk kódolt fehérjék expressziója is nagyobb lesz. Rezisztencia géneket is hordozhat, amelyszelekciós marker szerepét töltheti be. Hátránya viszont, hogy csak meghatározott méretű DNSklónozható általa, mert a megfelelőnél nagyobb DNS szakasz miatt instabillá válhat aszerkezet.199

3. ábra: A plazmid vektorba klónozásaA bakteriofágok, mint vektorok. Az egyik első, vektorként alkalmazott fág az E. coli lambdafágjavolt. Ez egy úgynevezett mérsékelt fág, ami azt jelenti, hogy a két alternatív életmenetközül a lizogén dominál, vagyis az, hogy a baktérium kromoszómájába beépülve a baktériumDNS-től megkülönböztethetetlenül profág formájában van jelen mindaddig, amíg egy mutációnem indukálja, amikor kihasad a baktérium kromoszómájából és áttér a lítikus szaporodásiciklusra. A plazmid vektorokhoz viszonyítva nagyobb méretű DNS (15 - 20kB) szakaszok isklónozhatóak általuk. Ezen felül a bakteriofág sejtfelszíni receptorhoz kötődve a plazmidokhoz200

képest nagyobb hatásfokkal juttatja be a sejtbe a klónozni kívánt DNS szakaszt. Jól alkalmazhatógénkönyvtárak létrehozásában.Kozmid vektorok nagy előnyét az jelenti hogy akár 40kB méretű inzert beépítése islehetséges. A kozmidok tulajdonképpen nem mások, mint fágnak álcázott plazmidok, ekképpenmindkét klónozó vektor előnyös tulajdonságát egyesítik. Kozmidok úgy állíthatóak elő, hogy a -fág cos (ragadós) végeit levágták és egy plazmid vektorba klónozták. Stabilisabb illetvehosszabb ideig tárolható, mint a fent említett két vektor. Sejtbe jutása nem transzdukcióvaltörténik, amely nagyobb hatékonysággal működik, mint a transzfekció. Transzdukciót követőena baktériumba juttatott kozmid plazmidként működik és ekképpen is tisztítható.3. 1. 2. Virális vektorok és azok szerepe a génterápiábanA virális vektorok sikere abban áll, hogy erős promóterrel rendelkeznek, nagyfokútranszdukciós hatékonysággal bírnak, ezen felül mind prokarióta mind eukarióta sejtekenalkalmazhatóak. Hátulütőjük, viszont az hogy előállításuk körülményesebb a nem virálishordozókkal szemben, mivel létrehozásukhoz, alkalmazásukhoz speciális laboratóriumifeltételek szükségeltetnek és alkalmazásuk rendkívüli biztonsági intézkedéseket igényel. Ezek afeltételek azért is nagyon fontosak, mivel ezen virális hordozók az esetek nagy százalékábanhumán patogén vírusokból származnak. Épp ezért módosított, defektív vírusokat használnak agénterápiában. Ez azt jelenti, hogy a virális genom azon részét, amely a vírus replikációjáértfelelős eltávolítják a genetikai állományból, vagy a vírusnak eleve olyan kicsi a genetikaiállománya (pox-, herpesz vírusok), hogy az idegen DNS-t csak azon az áron képes inzertálnihogy lecseréli azt a saját replikációért felelős génjeire (ezt helper vírusok illetve sejtovonal általexpresszált vírusgénekkel pótolható, kiküszöbölhető). Virális hordozókkal szembeni fontoskritérium, hogy alkalmazásuk ne módosítsa a sejt alapvető működését, ezen felül stabilgenommal rendelkezzen. Génterápiás alkalmazások esetében fontos lehet még a mutálódásgyakorisága a genomba integrálódó vektorok esetében és, hogy lehetőleg ne váltson kigyulladásos reakciókat.A génterápiában leggyakrabban előforduló virális vektorok az adenovírus vektorok, adenoassociated vektorok és a retrovirális vektorok. A retrovirosok vagy az adeno-asszociált (parvo)201

vírusok hatékonyan integrálódnak a gazdasejt genomjába, ezáltal egyszerűen beépíthető azidegen génszakasz a gazdasejt örökítő anyagába.Az adenovírus vektorok esetében a virális DNS nem interkalálódik a genomba, sejtosztódássorán nem replikálódik, és a maximális inzert mérete 30 kb-nál nagyobb. Hátránya a gyulladásosreakciók kiváltásában és a toxicitásban rejlik génterápiás szempontból. A rekombinánsadenovírusok jól beváltan alkalmazhatóak a génterápiában különböző betegségek, többek közötta cisztikus fibrózis kezelésében. Rekombináns vektorok előállítására a 2-es illetve 5-összerotípust használják. Gyártásuk során problémaképpen jelentkezhet az adenovírus fertőzésselszembeni rezisztencia, ami csökkentheti a kezelés hatásfokát. Gondot okozhat, továbbá hogy avektor sejttropizmusa is könnyedén megváltozhat. Adenovirális vektorok első generációjánál avírusgenomból eltávolították az E1 génszakaszt, amely a vírus replikációjáért felelős. Ez többszempontból is előnyös volt. Elsősorban a terápiás gének ide épülnek be, másodsorban így avírus szaporodása gátolódik e gén hiányában. A módszer végül mégsem volt tökéletes, antigéndependensimmunválasz alakult ki, amely végső soron csökkentette a terápiás hatékonyságot. Ezszükségessé tette második, később harmadik generációs vektorok kifejlesztését. Ezenvektorokban az E1 génen kívül az E2 és E3-as gének is deletálásra kerültek, melyek szintén avírus replikációjában játszanak szerepet, de immunszupresszált betegeknél még mindigproblémákba ütközött az alkalmazása. Megoldást jelenthetnének a packingsejtek, de ez azadenovirusok vonatkozásában nem lehetséges. A végső megoldás olyan helper-függővektorrendszer lett, melyben a helper vírusban található minden olyan virális gén, mely a vírusszaporodásához elengedhetetlen, ellenben nélkülözi a packing szignált, amely nélkül a virionbavaló becsomagolódás nem történik meg. A másik vektor mindössze az inverted terminal repeat(ITR), packing felismerő szignált és terápiás gént hordozza.Adeno – associated (AAV) vektorok előnye, hogy osztódó és nem osztódó sejteket egyarántképesek fertőzni. Beépülnek a genomba és emellett a maximális inzert mérete 5kB. Génterápiáskockázataik megegyeznek az adenovirális vektorokéival. Az adeno-asszociated vírusoktulajdonképpen nem mások, mint humán parvo vírusok, amelyek reprodukciójukhoz helper vírusjelenlétét igénylik, amely adenovírus. Jelenleg hat humán szerotípusát ismerjük, melyeknekkülönböző sejttropizmusa van. Génterápiás alkalmazásában nagy előnye hogy nem társul hozzáhumán betegség. Genomja két génből áll. A rep gén a reprikációért felelős, míg a „cap”struktúra fehérjéket kódol.202

Az AAV genomjában nem találunk virális géneket, ennek köszönhetően a humán szervezetszámára nem toxikusak és nem váltanak ki gyulladásos reakciót. Hátrányuk viszont, hogykisméretű inzert építhető be illetve gyakori alkalmazásuk esetén neutralizáló ellenanyagoklépnek fel, melyek csökkenthetik a terápia hatékonyságát. Az AAV-kat ma legsikeresebben ahumán IX. alvadási faktor expesszáltatására használják B hemofíliás betegekben. Ezen felülkísérleti fázisban van a cisztikus fibrózis és izomdisztrófia kezelése AAV-ok közreműködésével.Ma a leggyakrabban alkalmazott vektorok közzé tartoznak a retrovirális vektorok. Aretrovírusok burokkal rendelkező, pozitív duplaszálú RNS vírusok. Az általuk sejtbe juttathatóinzert maximális mérete 7-7, 5 kB.Az első génterápiás célzattal kifejlesztett retrovirális vektor a murin leukémia vírus (MLV)volt. Más hordozó rendszerekhez viszonyítva a retrovirális vektorok több különböző sejttípust isképes megfertőzni. Helper vírusok termelődésének eshetőségét csökkentették. Az un. packingsejtek kifejlesztése, és a lentivirus vektorok előállítása azt is lehetővé teszi, hogy nyugvósejteken is elvégezhető legyen a génbevitel. Mivel a retrovírusok patogén vírusok, ezért fontosszempont hogy a gyógyászatban használatos rekombináns vírusok alkalmazása biztonságoslegyen. Erre a célra úgynevezett packing sejteket hoznak létre retrovirális vektorok szaporításáraképes speciális sejtvonalak. Ezekben a sejtvonalakban a vírusvektor és a virális géneketexpresszáló szekvenciák elkülönülnek, és az utódsejtek e vírusgéneket nem tartalmazzák. Aretrovírusok csak szaporodó sejteket képesek fertőzni éppen ezért a klinikai gyakorlatban asejteket előzetesen in vitro stimulációval szaporodásra kell serkenteni, majd in vitrotranszdukcióval bejut a retrovirális vektor az adott sejtbe, végül a sejtet visszajuttatják a betegbe.Ez az exogén génterápia. A világon először egy többszörös immundeficienciában szenvedőbetegbe juttattak be retrovirális vektor által adenozin deamináz enzimet kódoló gént. Ezutánegyre nagyobb tömegben alkalmaztak rekombináns retrovirális vektorokat ily módonglükocerebrozidáz gént juttattak be pl. hiperkoleszterémiában szenvedő paciensek hepatocytáiba.A daganatos megbetegedések elleni harcban is szerepet vállalnak retrovirális vektorok, mégpedigaz által hogy szintén az exogén génterápia keretein belül autológ tumor sejt vakcinák általimmunmodulátor (IL-2, IFN-) molekulákat helyeznek el a tumoros sejtekben, illetve az azokatinfiltráló limphocytákba. Ezen túl alkalmazhatóak multidrog rezisztenciagének autologcsontvelősejtekbe juttatására minek eredményeképpen a csontvelő kemoterápikumokkal203

szemben ellenállóbb lesz. A fent említett eseteken túl használatosak in vivo agytumorok,melanómák, mell, prosztata és tüdőrákos megbetegedések kezelésében is.A fent említett virális vektorokon kívül számos más virális vektor áll a génterápiaszolgálatában. A lentivírus vektorok a retrovírus vektorok korlátainak áttörésére hivatottak. Míga retrovirális vektorok csupán szaporodó sejteket képesek megfertőzni, addig a lentivíruson nemosztódó illetve lassan osztódó sejtek transzdukálására is alkalmasak.Herpeszvírus vektorokat jó eredményekkel alkalmaznak állatmodelleken, idegrendszeri ésdaganatos megbetegedések esetén illetve gerincvelői idegsérülések és fájdalom kezelésére. Ajövőben eme vektorok további klinikai tesztelését tervezik.Irodalomjegyzék1. 52/2005. (XI. 18.) EüM rendelet az emberi alkalmazásra kerülô gyógyszerek forgalombahozataláról, 2005.2. Kerpel-Fronius: Eredeti és hasonló biológiai gyógyszerek alkalmazásának klinikaifarmakológiai elvei LAM; 20, 485–491, 2010.3. Dr. Kutasi József: Fermentációs biotechnológia.4. Gabhann FM, Annex BH, AS: Gene therapy from the perspective of systems biology. 12: 570-577, 2010.5. Couto LB, High KA: Viral vector-mediated RNA interference. 10:534-542, 2010.6. Liu MA: Immunologic basis of vaccine vectors. Immunity. 33: 504-515, 2010.7. Hall K, Blair Zajdel ME, GE: Unity and diversity in the human adenoviruses: exploitingalternative entry pathways for gene therapy. Biochem. J. 431: 321-336, 2010.8. Heilbronn R, Weger S.: Viral vectors for gene transfer: current status of gene therapeutics.Handb Exp Pharmacol.197:143-170, 2010.9. William L. Carroll: Introduction to recombinant DNA-technology. The American Journal ofClinical Nutrition 58:249S-58S, 1993.204

IX. Nanopartikulumok a modern gyógyászatbanNapjainkban a gyógyszerkutatás az új hatóanyagok kifejlesztése mellett egyre inkább amár létező molekulák hatékonyabb formulálása felé is fordul. Ezt nemcsak terápiás, hanemgazdasági megfontolások is indokolják, hiszen az originális kutatás-fejlesztés hatalmasköltségekkel és mindamellett óriási kockázattal is jár. Az elmúlt évtizedekben számos olyan esetfordult elő, amikor egy ígéretes molekula – toxicitása vagy túlzott mellékhatásai miatt –egyáltalán nem, vagy csak igen korlátozott indikációs feltételek mellett került humángyógyászati felhasználásra. E problémák sikeres leküzdéséhez adhatnak segítséget ananotechnológia legújabb kori vívmányai. A nanoméretű gyógyszerformulálásnak köszönhetőenúj, hatékony terápiás és diagnosztikai módszerek kifejlesztésére nyílik lehetőség, melyek elsőpéldái már részei a modern medicinának, de az igazi áttörést e területen minden bizonnyal csak aremélhetőleg minél közelebbi jövő fogja meghozni. E fejezet a nanopartikulumok gyógyászatifelhasználásának rövid ismertetése céljából íródott, azonban – a korlátozott terjedelem és atechnológia gyors fejlődése miatt – a téma iránt érdeklődőknek mindenképpen javasolt azirodalom további alaposabb tanulmányozása is.1. LiposzómákA liposzómák – mint hatóanyagot szállító és célba juttató rendszerek – fejlesztése az1960-as évek első felében kezdődött Bangham és munkatársai által. A kezdeti lelkesedéstkövetően a kutatók rengeteg megoldandó problémával találták szemben magukat, így az elsőliposzomális hordozót tartalmazó gyógyszerkészítmény létrehozásához két évtizedre voltszükség. A számos akadály ellenére, amik a liposzómák in vivo alkalmazása során merültek fel, aliposzomális gyógyszerformulálás jelentős eredményeket ért el az utóbbi években. A liposzómákelőállítási technológiájának, biztonságos alkalmazásának és alapvető biofarmáciaitulajdonságainak fejlődése miatt napjainkra egyre több készítményt törzskönyveznek mind azUSA-ban, mind Európában.205

A liposzómák pontos definiálására az irodalomban több megközelítés is található.Röviden a következőképpen írhatóak le: a liposzómák a nano-, esetenként a mikrométeresmérettartományba eső kolloidális partikulumok. Egy folytonos, vagy több, elkülönült foszfolipidkettősrétegből épülnek fel, mely (ek) vizes fázisból álló magot vesz (nek) körül. A foszfolipidekapoláris részükkel egymás felé fordulnak, így a kettősrétegbe lipid-oldékony, a magba pedigvízoldékony molekulák (hatóanyagok) bezárására van lehetőség.E biofarmáciai jegyzetben a liposzómák in vivo tulajdonságaival foglalkozunkrészletesebben, a technológiai problémákra csak a megértéshez szükséges mértékben térünk ki.A liposzómák kialakításához számos foszfolipid-típust használnak fel. Ezeket kinyerhetiktermészetes eredetű forrásból (pl. foszfatidil-kolint és szfingomielint tojásból vagy szójából), deleginkább szintetikus foszfolipideket és azok tovább módosított származékait alkalmazzák agyártás során. A liposzómák összetételéből adódik egyik jelentős előnyük: az azokat felépítőanyagok nem toxikusak és a szervezetben maradéktalanul le tudnak bomlani, tehátbiodegradábilisek.A liposzómák a különböző előállítási technológiák, a felhasznált anyagok és a kívánthatást segítő módosítások következtében változatos struktúrákba szerveződhetnek. Ezek eltérőhatóanyag-felvevő, szállító és leadó tulajdonságokkal rendelkeznek, melyek sajátosságait aterápiás rendszer megtervezésénél mindig figyelembe kell venni. A leggyakoribb megjelenésiformák és azok jellemzői az I. táblázatban találhatóak, sematikus ábrázolásuk pedig az 1. ábránlátható.206

I. táblázat: A leggyakoribb liposzóma-típusok és azok néhány meghatározó strukturálisparamétereLiposzóma-típusRövidítésFoszfolipid-kettősrétegekszáma, típusaSzokásos méretSmall unilamellar vesicles(kis, egyrétegű vezikulum)Large unilamellar vesicles(nagy, egyrétegű vezikulum)SUV EGY 10-100 nmLUV EGY >100 nmMultilamellar vesicles(többrétegű vezikulum)MLVSzámos, koncentrikuskettősréteg100 nm – 1000 nmMultivesicular vesicles (több,kisebb vezikulumot tartalmaz)MVVSzámos, nem-koncentrikuskettősréteg>1000 nmGiant unilamellar vesicles(“óriás” egyrétegű vezikulum)GUV EGY 10 µm - 100 µm207

1. ábra: A liposzómák strukturális változatainak és a foszfolipid ketősrétegnek (középen)sematikus illusztrációja (a rövidítések magyarázatát lásd az I. táblázatban)A liposzómák nemcsak struktúrájukat, hanem in vivo tulajdonságaikat tekintve is jelentősfejlődésen mentek keresztül az elmúlt évtizedekben, ami alapján a liposzómákat generációkbasorolják. A továbbiakban e generációs besorolás alapján vesszük sorra a liposzomális rendszereklegfontosabb jellegzetességeit.1.1. Hagyományos liposzómákA liposzómák első generációját az irodalom „hagyományos” liposzómáknak nevezi(conventional liposomes, ritkábban: c-liposomes). Legjellemzőbb tulajdonságuk, hogy egyszerűfelépítésűek, a foszfolipideken kívül legtöbbször mindössze koleszterint tartalmaznak. Egyébfizikai-kémiai tulajdonságaik (pl. méret, felszíni töltés, lipidösszetétel) széles skálánváltozhatnak. A liposzómák e korai képviselői biztató in vitro eredmények után meglehetős208

csalódottságot okoztak a kutatóknak. A vágyott nagy áttörés helyett azzal kellett szembesülniük,hogy a liposzómák nem kellőképpen stabilak biológiai környezetben, hamar eliminálódnak akeringésből, és a hatóanyag-felvevő képességük sem kielégítő. A legnagyobb problémát aretikuloendoteliális rendszer (RES) fagocitáló sejtjei okozták, mivel a készítmény iv. beadásátkövetően a liposzómákat igen hamar felismerik mint idegen anyagot, és a lépben illetve a májban(pl. a Kupffer-sejtek) gyorsan le is bontják azokat. A liposzómák instabilitásának további okai aplazma lipoproteinjeivel (főként a HDL-lel) történő interakciók és az opszoninok felszínikötődése miatti tovább erősödő endocitózis voltak (2. ábra). Mindez azt jelenti, hogy az elsőgenerációs liposzómák felhasználási területe igen behatárolt. A liposzómák RES általi felvételetermészetesen felvetette a lehetőségét a RES alkotóinak célzott terápiájának. Az első ilyengyógyszerkészítmény a leishmaniasis ellen alkalmazott liposzomális amphotericin B volt(készítményekről bővebben a II. táblázatban).209

Bi.v.endotheliális sejtfagociáló sejtHDLliposzómaopszoninokszabad gyógyszer-molekulaA2. ábra: Intravénásan bejuttatott hagyományos liposzómák sorsa a keringésbenAz „A”-panelen a liposzómák opszonalizációja és fagocitáló sejt (pl. Kupffer-sejt) általifelvétele látható. A „B”-panel egy másik instabilizáló tényezőt, a liposzóma lipidjeinek és a HDLalkotóinak cseréje miatti hatóanyag-felszabadulást ábrázolja sematikusan.A hagyományos liposzómák előnytelen tulajdonságait a kutatók számos módon próbáltákjavítani. Rájöttek, hogy a kisebb méretű és rigidebb liposzómák tovább maradnak a keringésben.Eredményeket értek el a foszfolipidek megváltoztatásával, lecserélésével is, valamint különbözőpolimerek, glikolipidek, fehérjék és poliszacharidok beépítésével fokozni tudták a stabilitást éscsökkenteni a RES általi eliminációt. E hosszú (kb. 20 évig tartó) kutató- fejlesztő munkaeredménye, hogy ma már hagyományos liposzómákból is több készítmény van forgalomban(lásd II. táblázat).1.2. A liposzómák második generációjaA különböző stabilizálási próbálkozások közül az igazi mérföldkövet a polietilén-glikol(PEG) liposzómákhoz kapcsolása jelentette. A hidrofil polimert a liposzómák külső felszínérekötik kovalensen. Az így előállított liposzóma sztérikusan stabilizált, vagy „lopakodó210

liposzómának” is nevezik. Előbbi elnevezés arra utal, hogy a PEG térbeli helyzete miattmegakadályozza a szérumfehérjék (köztük az opszoninok) valamint a lipoproteinek hozzáféréséta liposzómához, utóbbi pedig a RES általi fagocitózis elkerülésére céloz. Az irodalomban ezt atípust azonban legáltalánosabban csak PEG-ilált (PEGylated) liposzómának nevezik. A másodikgenerációs liposzómák keringésben töltött ideje eléri, esetenként meg is haladja a 48 órát, amijelentős előrelépés a hagyományos liposzómákéhoz képest (3. ábra).injektált dózis (%)100PEG-ilált liposzómák10hagyományos liposzómákszabad hatóanyag5 10 15 20 253. ábra: PEG-ilált liposzómák, hagyományos liposzómák és a szabad hatóanyag tipikuseliminációja a keringésből, idő (órák) iv. bejuttatást követőenA PEG-ilált liposzómákkal elért sikerek jelentősen hozzájárultak ahhoz, hogy aliposzómák iránt megcsappant lelkesedés újból fellángoljon. Ennek köszönhetően többkészítményt sikeresen kifejlesztettek és törzskönyveztek, melyeket a II. táblázatban foglaltunkössze.1.3. ImmunliposzómákA liposzómák legújabb generációját aktív targetinggel megvalósuló célzott terápiásrendszerekké szeretnék fejleszteni. Míg a hagyományos és a PEG-ilált liposzómák esetében csakpasszív targetingről beszélhetünk (pl. RES, fokozott permeabilitású erek tumorokban), addig azigazi cél a megfelelő célzó molekulával (pl. antitesttel, receptorok ligandjaival) ellátott211

liposzómák sikeres alkalmazása lenne. A célsejten overexpresszált receptorokat vagy egyébmarkereket célzó, antitesttel összekapcsolt liposzómát immunliposzómának nevezik. Egyesirodalmi források – talán némileg túlzóan – ezeket a rendszereket intelligens liposzómáknaknevezik. Az antitest liposzómához kapcsolására több módszer is létezik. Hagyományosliposzómák esetében a foszfolipid kettősrétegbe ékelődő „horgonymolekulákon” keresztül oldjákmeg az antitest rögzítését. Ugyanez a módszer működik PEG-ilált liposzómák esetében is, deazoknál akár a PEG-en keresztüli kapcsolódás is megoldható. Az immunliposzómák a célsejtfelismerését követően – optimális esetben – receptor-mediált endocitózissal jutnak be a sejtbe,ahol a lizoszomális emésztés során a liposzóma lebontódik, tartalma pedig a sejtbe ürül. Fontosszempont a készítmény megtervezésekor, hogy a hatóanyag ne degradálódjon a lizoszómábanuralkodó alacsony pH, oxidatív miliő és a különböző enzimek által. E károsító hatásokkiküszöbölése korántsem egyszerű feladat, előre vetíti egy legújabb liposzóma-generációkifejlesztését, mely már napjainkban is folyik.A célzott liposzómák alkalmazásának másik lehetősége a diagnosztika területén adódik.Szelektíven, a vizsgált szövetben, sejten túlsúlyban lévő biomolekulákat felismerő, kontrasztvagymás, diagnosztikusan detektálható anyagot hordozó liposzómák segítségével új,nagyfelbontású módszereket igyekeznek megalkotni. Optimista kutatók szerint ez néhány évenbelül megvalósulhat. Terápiás célú immunliposzómák kipróbálása különböző fázisú klinikaivizsgálatokban folyik, ígéretesek az anti-HER2-vel, anti-EGF-fel, anti CD19-cel és néhányegyéb antitesttel kapcsolt liposzómák által elért eredmények.1.4. A liposzómák egyéb típusaiAz eddig ismertetett liposzóma-generációk példája is híven tükrözi a medicináliskutatások alapvető tulajdonságát, miszerint egy új megoldás rögtön egy új problémát is teremt. Aliposzómák fejlesztése kapcsán ez az állítás fokozottan igaznak bizonyult. A következő rövidalfejezetekeben a jelenleg fejlesztés alatt álló liposzomális rendszerek közül emelünk kinéhányat.212

1.4.1. ViroszómákA viroszómák liposzómák és virális alkotóelemek, fehérjék összekapcsolásával jönneklétre. A vírusfehérjék jelenléte a viroszóma célsejthez jutását követően a sejtmembrán és aliposzomális foszfolipid kettősréteg összeolvadását eredményezi. Ez azt jelenti, hogy ahatóanyag közvetlenül a sejtplazmába jut, kikerülve a receptor-mediált endocitózissal járólizoszomális emésztést. A módszer egyik nyilvánvaló haszna tehát az érzékeny molekulák sejtbejuttatása (intracellular drug delivery). Bár a viroszómák kutatása már 1975-ben elkezdődött, ahumán terápiában még mindig igen korlátozottan alkalmazzák. Előnyeiket főleg a vakcinázásterületén használják ki, melyről bővebben az 1.5 fejezetben lesz szó.1.4.2. Stimulus-vezérelt liposzómákA stimulus-vezérelt, vagy „érzékeny” liposzómák már valóban a jövő gyógyászatátképviselik. Ezeknél a terápiás rendszereknél a hatóanyag szállításán és célba juttatásán kívül abeléjük zárt molekulák felszabadulását is szabályozni lehet. Közös bennük, hogy valamilyenkülső környezeti paraméter hatására (pl. pH, hőmérséklet, ultrahang) a foszfolipid kettősrétegdestabilizálódik, és a hatóanyag szabaddá válik.A lizoszomális degradáció elkerülése érdekében fejlesztik a pH-érzékeny liposzómákat.Ezek a liposzómák foszfatidil-etanolamin és egy savas karakterű foszfolipid keverékéből épülnekfel. A liposzómák endocitózissal kerülnek a sejtbe, majd a lizoszómában 6,5-es pH alatt akettősréteg protonálódik, destabilizálódik és fúzionál a lizoszóma membránjával. A hatóanyagígy átjut a citoplazmába anélkül, hogy a lizoszóma belső miliőjével érintkezett volna. Ezeket aliposzómákat sikeresen alkalmazták kísérletekben nukleinsavak sejtbe juttatására.A hőmérsékletre érzékeny liposzómák a hatóanyag kívánt helyen és időben történőszabaddá válását hivatottak szolgálni. E rendszerek olyan foszfolipidekből épülnek fel, melyekfázisátmeneti pontja 40°C körül van. A liposzómák egyrészt aktív targetinggel a kezelendőszövetekhez, sejtekhez jutnak, majd pedig az ehhez szükséges idő kivárása után, a célzott hatásfokozása érdekében, a gyógyítandó testrészt a kezelést végző team kívülről enyhén melegítenikezdi. A hőmérséklet emelkedésének következtében a liposzómák destabilizálódnak, tartalmuk akívánt területen gyorsan kiszabadul és kifejti hatását. Mivel 40°C könnyedén létrehozható213

különböző szövetekben azok károsítása nélkül, ez a módszer előnyösen alkalmazható lenne nagytoxicitású (pl. rákellenes) hatóanyagok hatásának koncentrálására, a mellékhatásokcsökkentésére. Doxorubicint tartalmazó hőérzékeny liposzómák már klinikai III. fázisúvizsgálatokig jutottak.A hőérzékeny liposzómák analógiájára ultrahanggal destabilizálható liposzómákat iskifejlesztettek. Ezek alkalmazásakor a kezelendő területet értelemszerűen nem melegítik, hanemultrahanggal „bombázzák”. A módszer nem keverendő össze a későbbiekben ismertetésre kerülőnanobuborékok működési elvével (ld. 93. oldal)!Az érzékeny liposzómák közül végezetül essen szó egy olyan érdekes megoldásról,melynél a hatóanyag a célsejthez való kapcsolódás következtében szabadul ki. Ezeket targetszenzitívliposzómáknak nevezik. Működésük azon alapul, hogy a liposzómához kötött targetingmolekulaés a sejten lévő kapcsolódási pont találkozásával olyan struktúra alakul ki, amihezimmunglobulinok tudnak hozzákötődni, és végül ezek okozzák a liposzóma destabilizálódását. Ahatóanyag ilyenkor nem magába a sejtbe kerül, csak a közvetlen környezetébe jut. Ezzel amódszerrel antivirális ágenseket tudtak kísérletileg a fertőzött sejtekhez juttatni.1.5. Liposzomális vakcinákImmunizálás céljából a liposzomális vakcinákat intramuszkulárisan adják be, kihasználvaezzel az antigének lassú felszabadulását és passzív felhalmozódásukat a környezőnyirokcsomókban. Kationos felületaktív anyagokon alapuló rendszerek alkalmasnak tűnnek agénterápiában történő felhasználásuk mellett (ez volt kifejlesztésük elsődleges célja) erősimmunválasz kiváltására is, adjuváns hatást elérve ezzel a szervezetben. Formalinnal inaktiválthepatitis A vírust tartalmazó liposzomális vakcinákat már eredményesen alkalmaznak a humángyógyászatban is. Szintén forgalomban van egy viroszóma-alapú influenza alegység-vakcina is,mely magas immunogenitású és jól tolerált gyermekek és idősek körében is. További, klinikaivizsgálatokban tesztelt vakcinák léteznek tetanus, diftéria és E. coli ellen.214

1.6. Liposzómák a génterápiábanA génterápia során genetikus betegségek gyógyítását próbálják elérni megfelelő géneketkódoló DNS-szekvenciák célba juttatásával. Ez tüneti kezelés helyett oki terápiát jelentene,kijavítva a nemkívánatos módon funkcionáló gének hibáit. Az egész génterápia kulcsfontosságú,legnehezebben megvalósítható lépése a génszakaszok eljuttatása a kezelendő sejtekbe. Ehhezleggyakrabban virális vektorokat próbálnak optimalizálni, ami egyes szakértők szerint több,mások szerint kevesebb veszélyt rejt magában. A kationos liposzómák mint alternatív karrierrendszerekmegoldást nyújthatnak erre a problémára. Különösen előnyös e tekintetben aliposzómák esetében elérhető alacsony immunogenitás, illetve hogy nincs limitálva a szállíthatógének száma, mérete. A korlátokat a sok sejttípusnál jelentkező nemspecifikus kapcsolódásjelenti, melynek kiküszöbölése a célzott liposzómák alkalmazásával érhető el. Örvendetes, hogyszámos gyógyszeripari szereplő végez fejlesztéseket a területen, és léteznek már klinikai fázisbajutott készítmények is. A liposzomális génterápiától remélnek megoldást olyan betegségekgyógyítása esetén, mint a különböző daganatok, cisztikus fibrózis, vagy akár (az ereknövekedésében szerepet játszó gének hibáinak kijavításával) az iszkémiás szívbetegségek.1.7. Liposzomák a daganatterápiábanA liposzomális gyógyszerformulákat legnagyobb várakozással a daganatos betegségekkezelésében fogadták. E betegségcsoport természeténél fogva rendkívül nehezen gyógyítható,illetve a sikeres terápiának sokszor a mellékhatások miatti embert próbáló szenvedés az ára. Ahagyományos liposzómák kezdetben gyorsan kiábrándították az új csodafegyverre várókutatókat. Hosszú idő és rengeteg próbálkozás után azonban sikerült kedvezőbb mellékhatásprofilú,nyújtott hatású liposzomális daganatellenes szereket kifejleszteni. Ebben alapvetőszerepe volt a már ismertetett stabilizálási módszereknek.A liposzomális készítmények a tumorok érhálózatának tökéletlenül záró endotéliumánkeresztül passzívan akkumulálódnak a daganatos területen. Erre az akkumulációra természetesenannál nagyobb az esély, minél tovább marad a keringésben az adott liposzóma. Miután ezt azintervallumot sikerült több napra kinyújtani, a liposzomális kemoterápeutikumok alkalmazásávalértékelhető eredményeket tudtak felmutatni. A humán daganatterápiában elsőként alkalmazott215

két liposzomális szer doxorubicint és daunorubicint tartalmazott, és Kaposi-szarkómábanalkalmazták azokat (ld. II. táblázat). Azóta ezeket a szereket is vizsgálják egyéb tumotípusokindikációjában is.216

1.8. Liposzómák a humán terápiábanII. táblázat: Forgalomban lévő, illetve klinikai fázisú (KF) vizsgálatokban tesztelt liposzomáliskészítmények; AMD: korfüggő makula-degeneneráció, PM: patológiás miópia.Készítmény Hatóanyag A formula típusa IndikációMyocet Doxorubicin Nem PEG-ilált liposzóma DaganatterápiaDoxyl (USA), Caelyx (EU) Doxorubicin PEG-ilált liposzóma DaganatterápiaLipo-Dox Doxorubicin PEG-ilált liposzóma DaganatterápiaDaunoxome Daunorubicin Nem PEG-ilált liposzóma DaganatterápiaDepoCyt Citarabin Multivezikuláris liposzómaLimfómás meningitisz(intratekális alkalmazásra)Ambisome Amphotericin B Nem PEG-ilált liposzóma Leishmaniasis, gombásfertőzésekVisudyne Verteporfin Nem PEG-ilált liposzóma AMD, PMDepoDur Morfin-szulfát Multivezikuláris liposzóma(epidurális alkalmazásra)Posztoperatív fájdalomLipoPlatin (KF) Ciszplatin PEG-ilált liposzóma DaganatterápiaOnco-TCS (KF) Vinkrisztin Nem PEG-ilált liposzóma DaganatterápiaThermoDox (KF) Doxorubicin Hőmérséklet-érzékeny liposzóma DaganatterápiaArikace (KF) Amikacin Nem PEG-ilált liposzóma (inhalációscélra)Pulmonális fertőzésekEpaxalInaktivált HepatitisviroszómaImmunizálásAInflexal V Influenza alegység viroszóma Immunizálás217

A II. táblázatban a fontosabb jelenleg forgalomban lévő (nem minden esetbenMagyarországon) és előrehaladott klinikai kipróbálás alatt álló liposzomális humángyógyászatikészítményeket foglaltuk össze. Szembetűnő, hogy a felsorolt gyógyszerek csaknem feletumorellenes hatású. Ez jól mutatja, hogy az új terápiás rendszerek fejlesztésénél (nemcsak aliposzómáknál) kiemelten fontos területként kezelik ezt a betegségcsoportot. A táblázatbólviszont az is látható, hogy az egyéb orvosi területek (pl. szemészet (mely területtel külön isfoglalkozunk jegyzetünkben), fájdalomcsillapítás, fertőzések, immunizálás) is hasznosítanitudják a legújabb technológiákat, ami mindenképpen ösztönző erőt adhat e kihívásokkal telitudományterület kutatóinak a további innovatív munkára.2. Egyéb nanopartikulumok a gyógyászatbanMint az a liposzómákkal foglalkozó fejezetekből is érezhető, a modern terápiáslehetőségek szinte kimeríthetetlen ötletgazdagságról tanúskodnak. A nanotechnológia márszámos területen a mindennapi élet szerves részévé vált, gondoljunk csak a szórakoztatóiparra, ahírközlésre vagy akár az élelmiszereinkre. A medicina területén talán még lassabbantapasztalhatjuk a nano-formulázott gyógyszerek ilyen látványos térhódítását. A pre-klinikai és aklinikai vizsgálatok rengeteg pénzt és időt emésztenek fel, ezért a ma technológiája rendszerint10-15 évvel később jelenik meg engedélyezett gyógyszerek formájában. További idő szükségesaz így előállított termékek árának széles körű alkalmazást lehetővé tevő csökkenéséhez. Akövetkező néhány oldalon bemutatott, esetleg futurisztikusnak tűnő nanopartikulárisgyógyszerjelölteket talán érdemes e gondolatokat szem előtt tartva böngészni.2.1 FullerénekA fullerén a szén harmadik allotróp módosulata, 1985-ben fedezték fel. Egyedülállófizikai-kémiai tulajdonságainak köszönhetően az elmúlt 25 évben intenzív kutatások tárgya volt.Gyógyászati felhasználás elsősorban a „buckminster” fullerén kapcsán merült fel. Ezek a„buckyball”-nak is nevezett ikozahedrális szerkezetek 60 szénatomot tartalmaznak, melyek ahagyományos, (öt- és hatszögekből varrt) futball-labdára emlékeztető atomrácsot alkotnak.Terápiás alkalmazási lehetőséget elsősorban karrier-rendszerekként nyerhetnek. Kísérletekben218

paklitaxelt szállító „buckyszómákat” sikerült előállítani, melyet az albumin-paklitaxelnanorészecskéket tartalmaző Abraxane mintájára szeretnének tovább fejleszteni.Funkcionális fullerének szerepet játszhatnak a diagnosztikában is, MRIkontrasztanyagokként.Egyéb területeken mint antioxidánst tartalmazó nanopartikulumokathasználhatnák a C 60 -fullerének származékait. Jelenleg a kísérletek in vitro módszerekkel és invivo preklinikai állatmodellek szintjén zajlanak. A szakértők többsége azonban optimistán tekinta jövőbe, bár egyes közlemények felvetnek bizonyos fokú biztonsági és toxicitási problémákat is.2.2. „Quantum dot”-okTerápiás egységStimulus-érzékenynano-antenna….Célzó egység…...Diagnosztikusegység.Hatóanyagot tartalmazóvezikulumQuantum Dot…...Penetrációt segítőligandokat tartalmazóvezikulum4. ábra: Multimodális (képalkotó, terápiás, targeting és penetrációt segítő alegységekből álló) quantumdot sematikus ábrázolásaA célsejttel történő interakciót követően a penetrációt segítő ligand kiszabadul, segítve a többi egységbejutását a sejtbe. A stimulus-érzékeny antenna környezeti paraméterek változását (pH, hőmérséklet,ultrahang) érzékeli, melynek következtében a hatóanyag intracellulárisan felszabadul. Maga a quantumdot itt mint képalkotó egység és a többi modul karrier-je funkcionál.219

A quantum dot-ok (QD) lumineszcens félvezető nanokristályok. Számos nem orvosifelhasználásuk mellett a közelmúltban kezdték ezeket mint a molekuláris diagnosztika és ananoterápia egyik új, potenciális képviselőit vizsgálni. Ezek az 5-50 nm-es, szervetlennanokristályok tipikusan a periódusos rendszer II-VI csoportjából (pl. CdSe, CdTe) vagy a III-Vcsoportjából (pl. InP, InAs) összeálló félvezető anyagok. A QD-okat a biológiában először igenérzékeny in vitro képalkotásra használták különböző sejttípusoknál, mivel éles, jó kontrasztúképet adtak, és jó stabilitással rendelkeztek. Később a kutatók rájöttek arra, hogy a QD-ok nagyfelület-térfogat arányuknak köszönhetően kitűnően alkalmasak „intelligens, multifunkcionálisnanoplatformok” kialakítására, ahol a quantum dot nemcsak mint lumineszcens képalkotó ágensjátszik szerepet, hanem diagnosztikus és terápiás (teranosztikus) feladatokat is ellátó alegységgelrendelkezik (4. ábra). A QD-ok ilyen ideális összetételben, megfelelő targeting megvalósításávala daganat-diagnosztika és az egyidejű kezelés kitűnő eszközeivé nőhetik ki magukat.2.3. NanobuborékokA nanobuborékok foszfolipidekből álló micellákból alakulnak ki, melyeknél afoszfolipidek egy rétegben helyezkednek el, apoláris részükkel a micellák közepe felé fordulva.Méretük általában kisebb, mint a liposzómáké. Tartalmazhatnak hatóanyagot, de terápiás céltönmagukban is szolgálhatnak. Akár egyik, akár másik típusról van is szó, működésük alapelvemegegyezik. Ezeket a nanorészecskéket tipikusan, szinte kizálólag a daganatterápia kapcsánvizsgálják. Kis méretüknek köszönhetően a liposzómáknál is hatékonyabban tudnak átjutni atumorok ereinek hibásan záró falán, gyorsan felhalmozódva a daganatos szövetben. A tumorosterületet ezután külső behatásoknak (ultrahang vagy lézer) vetik alá, aminek következtében afelhalmozódott micellák a fellépő koaleszcencia miatt nano-, majd mikrobuborékokká olvadnakössze, míg végül összeesnek. Ekkor leadhatják hatóanyag-tartalmukat (ha van), de akár afolyamat során képződő hő és nyomás is elegendő lehet a tumorszövet pusztulásához.220

2.4. További érdekességek Nanokagylók (nanoshells): dielektromos magból (leggyakrabban szilika) és az azokatkörülölelő külső, ultravékony fém köpenyből állnak. Ezekhez a partikulumokhoz könnyedénhozzákapcsolhatók antitestek, vagy egyéb biomolekulák, minek következtében fel tudnakdúsulni a kezelendő szövetben (daganat). Mivel a nanokagylók elnyelik, vagy szórják afényt, melynek energiáját hővé alakítják, lézer- vagy infravörös sugárral bevilágítva atumoros területet, annak pusztulását lehet elérni. Nanocsövek (nanotubes): vékony (1-10 nm-es nagyságrendű) és hosszú (néhány mm-ig)grafitból, vagy fullerénből felépülő nanopartikulumok. Ezeket is főleg a célzottdaganatterápia összefüggésében vizsgálják. Alkalmazásuknak gátat szabhat viszont azazbesztózishoz hasonló mellhártya-károsító hatás, mely az extrém vékony, rostszerűszerkezetüknek köszönhető. Napjainkban már toxikológiai vizsgálatok is zajlanak velük. Mesterséges sejtek:o „Respirociták”: mesterséges nanorészecskék, melyek vörösvérsejtként funkcionálnak.Fejlesztésük egyelőre csak elméleti szinten folyik.o Mesterséges, fagocitálásra képes sejtek: egyes kutatók ilyen nanotestek előállítására isreális lehetőséget látnak. Néhány, eddig még nem említett nanopartikulum: nanopórusok, paramágnesesnanopartikulumok, nanoszómák, farmakoszómák, etoszómák, dendrimerek, stb.IrodalomjegyzékCho K, Wang X, Nie S, Chen ZG, Shin DM: Therapeutic nanoparticles for drug delivery incancer. Clinical Cancer Research, 14:1310-1316, 2008.Dhar S, Liu Z, Thomale J, Dai H, Lippard SJ: Targeted single-wall carbon nanotube-mediated Pt(IV) prodrug delivery using folate as a homing device. Journal of the American ChemicalSociety, 130:11467-11476, 2008.Feng B, Tomizawa K, Michiue H, Han XJ, Miyatake S, Matsui H: Development of abifunctional immunoliposome system for combined drug delivery and imaging in vivo.Biomaterials, 31:4139-45, 2010.221

Gabizon AA, Shmeeda H, Zalipsky S: Pros and cons of the liposome platform in cancer drugtargeting. Journal of Liposome Research, 16:175-83, 2006.Gao Z, Kennedy AM, Christensen DA, Rapoport NY: Drug-loaded nano/microbubbles forcombining ultrasonography and targeted chemotherapy. Ultrasonics, 48. 260-270, 2008.Ho YP, Leong KW: Quantum dot-based theranostics. Nanoscale, 8:60-68, 2010.Immordino ML, Dosio F, Cattel L: Stealth liposomes: review of the basic science, rationale, andclinical applications, existing and potential. International Journal of Nanomedicine, 1: 297-315,2006.Ito K, Chen J, Asano T, Vaughan ED Jr, Poppas DP, Hayakawa M, Felsen D: Liposomemediatedgene therapy in the kidney. Human Cell, 17: 17-28, 2004.Partha R, Conyers JL: Biomedical applications of functionalized fullerene-based nanomaterials.International Journal of Nanomedicine, 4: 265-275, 2009.Voinea M, Simionescu M: Designing of ‘intelligent’ liposomes for efficient delivery of drugs.Journal of Cellular and Molecular Medicine, 6: 465-474, 2002.Yan X, Scherphof GL, Kamps JA: Liposome opsonization. Journal of Liposome Research,15:109-139.Yong KT, Hu R, Roy I, Ding H, Vathy LA, Bergey EJ, Mizuma M, Maitra A, Prasad PN: Tumortargeting and imaging in live animals with functionalized semiconductor quantum rods. ACSApplied Materials & Interfaces, 1:710-719, 2009.222

X. Szemészeti gyógyszerhordozó rendszerekA szem egy ablak a világra, nagyon precíz és egyedülálló szervünk, mind anatómiai, mindélettani szempontból, számos változatos struktúra alkotja független fiziológiai funkciókkal. Aszaruhártya és a szemlencse a porc mellett azon egyedülálló szöveteink, melyek nemtartalmaznak vérereket. Ezen kívül a szemben található még az emberi szervezet legmagasabbandifferenciált szövete, leggazdagabb vérellátású rétege és egy különleges optikai rendszer is,melyek együttes funkciója teszi lehetővé egyik legfontosabb érzékelésünket, a látást. Számosbetegség létezik, mely ezen szervünk megbetegedését vagy akár a látás elvesztését is okozhatja.A szem komplexitása páratlan kihívás a gyógyszerhordozó rendszerek szempontjából.Az i.e. 1550 körüli, egyiptomi Ebers-papirusz a nyálat, mint szemészeti gyógyszert említi,valamint a vizeletet, főleg, ha hűséges asszonytól származott, szintén nagyon hatásos szernektartották.Galenus is sokat foglalkozott a szem felépítésével, betegségeinek kezelésével. Elméletei,munkássága sokáig segítette a fejlődést, de később nagyban gátolta is a szemészeti betegségekgyógyításának fejlődését.Európában a XVI. századi híres szemészek is, köztük Hieronymus, még az arab munkákraépítették szemészeti gyógymódjukat.A világ első szemészeti klinikái Budapesten és Bécsben alakultak 1801-ben. Magyarországon az„orvosi kisszakmák” közül elsőként a szemészet nyerte el önállóságát és a pesti egyetemen már1803-től önálló tanszékkel rendelkezett.A szemészeti készítmények, így a szemészeti gyógymódok fejlődésében a XX. század jelentősáttörést hozott. A század közepe táján megjelentek a gyári előállítású steril szemészeti oldatok,szuszpenziók, krémek, kenőcsök és injektálható készítmények. Azóta a sterilitáskövetelményeinek betartásával, a hatóanyagok kémiai stabilitásának fokozásával, a különfélegyógyszerhordozó rendszerek tökéletesítésével és fejlesztésével a mai napig növekszik aszemészeti készítmények felhasználhatóságának időtartama, valamint azok száma.223

Anatómiai és élettani alapokElsőként ezeket az alapvető ismereteket igyekszünk röviden áttekinteni, hogy a terápiásrendszerek ismeretanyagát jól tudjuk értelmezni.A látószervünk (1.ábra) három fő részből áll (17, 24): 1. a szemgolyó (bulbus oculi), 2. aszemideg és agyi kapcsolatai (nervus et tractus opticus), 3. járulékos szervek (organa accessoria),szemmozgató apparátus (külső szemizmok), védőszervek (szemhéjak, kötőhártya), könnyszervek(könnymirigy, könnypontok, könnycsövecskék, könnytömlő, könnylevezető csatorna) (2. ábra).1. ábra: Az emberi szem anatómiai felépítése2. ábra: Az emberi szem járulékos szervei224

A szemgolyó gömb alakú, kb. 24 mm átmérőjű és 7,5 g súlyú, a látásra specializálódott párosszervünk, mely a zárt, csontos szemüregben helyezkedik el.A bulbuson kívülről befelé haladva a következő három réteget különíthetjük el (1. ábra):1. Rostos burok (tunica fibrosa), amely a szaruhártyából (cornea) és az ínhártyából (sclera)áll.2. Az uvea (tunica vasculosa) három részből áll: szivárványhártya (iris), sugártest (corpusciliare) és érhártya (chorioidea).3. A retina (tunica nervosa) két részből tevődik össze: a neuroretina és a pigmentepithelium.A szaruhártya a szemgolyó rostos burkának elülső része. Óraüvegszerűen illeszkedik azínhártyához, a szem fontos törőközege, fénytörése kb. 42 dioptria. Átmérője kb. 11-12 mm,vastagsága centrálisan 0,52 mm, a széli részeken 0,67 mm. Öt rétegből áll (3. ábra), amikívülről befelé: 1. epithelium (5-6 soros, el nem szarusodó laphám), 2. Bowman-membrán(kollagénrost és glikózaminoglikán alkotja, biztosítja a cornea szilárdságát és szerepe van acornea hegesedési folyamataiban is), 3. stroma (kollagénrostok és glikózaminoglikánokszabályos szerkezete alkotja, mely biztosítja a cornea átlátszóságát, a cornea vastagságának9/10 részét adja), 4. Descemet-membrán (az endothelsejtek basalmembránja), 5. endothelium(egyrétegű, lapos, hatszög alakú sejtek alkotják).3. ábra: A szaruhártya szövettani felépítéseA cornea nem tartalmaz ereket, érzőidegei azonban bőségesek, melyek, az átlátszóság miatt,velőshüvely nélküliek, csupaszon végződnek az epithelium sejtjei körül. Ez a magyarázata, hogy225

a szaruhártya sérülése, gyulladása igen fájdalmas. A szaruhártyának fontos szerepe van afénysugarak irányításában is.Az ínhártya igen erős, rostos szövetből épül fel, szöveti felépítése nagyban hasonlít aszaruhártyáéhoz, de a sclera átlátszatlan, fehér színű. Ennek oka a szaruhártyáénál lényegesennagyobb víztartalom, valamint kötőszöveti felépítésében kevesebb sejt vesz részt és rostjai iskevésbé rendezettek. Ereket és idegeket tartalmaz. A szaruhártya és ínhártya, a csarnokvíz és azüvegtest biztosítják a szem alakját és a nyomását.A szivárványhártya az uvea elülső része, a szem „színét” adja. Gyűrű alakú, sok izmottartalmazó szövet, melynek közepén a pupilla helyezkedik el. A pupilla a szem optikairendszerében a blende szerepét tölti be, átmérője a fényerősség függvényében változik.A sugártest a corneoscleralis határtól, az irisgyöktől indul az ora serrata felé, majd hátrafeléátmegy az érhártyába. Izma, a musculus ciliaris, mely működésével a szemlencse alakváltozását,ezzel az alkalmazkodást teszi lehetővé. A sugártest processus ciliarisainak epithelium sejtjeitermelik a csarnokvizet.Az érhártya az emberi szervezet legsűrűbb érhálózatát foglalja magában, feladata az ideghártyaegy részének táplálása.Az ideghártya a szem belső rétege, mely a központi idegrendszernek a perifériára kihelyezettrészének tekinthető. Két rétege van: a 9 rétegből álló neuroretina és a pigmentepithelium. Aneuroretina kb. 127 millió receptort tartalmaz, melyek a fényinger felvételére szolgálnak. Afényinger fizikokémiai ingerré alakulva, a ganglionsejtek afferens ágain keresztül a nervusopticusba szedődve halad az agykéreg felé. A retinában a fényérzékelő receptor sejtek a csapok(coni) és pálcikák (bacilli). A pálcikák alacsonyabb ingerküszöbbel rendelkeznek, mint a csapok,így sötétben ezek működnek, ezek a sötét adaptatio sejtjei. Azonban nem képesek különbségettenni a színek között és a tárgyak részleteinek és körvonalainak éles megkülönbözetésére sem,ellentétben a csapokkal. A csapok a színlátás és a világos adaptatio sejtjei.A retina legérzékenyebb része a pupillával szemközti, kb. 1,5 mm átmérőjű sárga folt (maculalutea), mely a színlátásért és az éleslátásért felelős. Ennek centrális területén található a kb. 0.2mm átmérőjű foveola, mely a retina egy speciális, kissé besüppedt része. Itt csak csapoktalálhatók, a retina többi része itt hiányzik, így a fény közvetlenül éri el a receptor sejteket. Ez anagyfelbontású éleslátásért felelős terület. A látóideg kilépési helyén nincsenek sem csapok, sempálcikák, az a hely fényre érzéketlen vakfolt (macula coeca).226

A szemgolyó belsejében a fentieken kívül az alábbi képletek találhatók:1. Az elülső csarnokot elölről a cornea endothelium rétege, körkörösen a csarnokzug veszikörül, hátulról a szivárványhártya elülső felszíne, a pupilla területében a szemlencsehatárolja (itt összeköttetésbe kerül a hátsó csarnokkal). Benne tárolódik a csarnokvíz.2. A hátsó csarnokot elölről a szivárványhártya hátsó felszíne, oldalról a sugártest, hátulról alencse elülső felszíne és a lencsefüggesztő zonularostok határolják. Szerepe a termelődőcsarnokvíz felfogása, itt van a csarnokvízkeringés első állomása.3. A csarnokzugot a corneoscleralis határ és az irisgyök határolja. A csarnokvíz elvezetéséreszolgál. A csarnokvíz speciális összetételű folyadék, mely felelős a szem belnyomásáért,a szaruhártya táplálásáért, oxigén és tápanyagellátásáért. Az intraocularis nyomást afolyadékot a szemgolyóba pumpáló erő és a folyadék elvezetését akadályozó erő közöttiegyensúlyi állapot szabja meg. A folyadékot befelé pumpáló erő egyenlő acsarnokvíztermeléssel. Ez passzív (diffúzió, dialízis és ultrafiltráció) és aktív módonmegy végbe. Helye a corpus ciliare processusaiban van. A hátsó csarnokba kerültcsarnokvíz a pupillán át az elülső csarnokba jut. Elvezetésének helye a csarnokzugbanvan. Kisebb mennyisége (15-20%-a) az uvea szövetein, erein és a sclerán át távozik(uveoscleralis elvezetés). A csarnokzug felelős a csarnokvíz nagy részének elvezetéséért,tehát itt van a szemnyomást meghatározó másik erő, a csarnokvíz elvezetést akadályozóerő helye. Ha a csarnokvíz elvezetés valamilyen ok miatt akadályozott, a szem belsőnyomása megemelkedik. Az egészséges szem belső nyomása (intraocular pressure, IOP),amikor a csarnokvíz termelés és elvezetés egyensúlyban van, amely biztosítja aszemgolyó alakját, ezáltal fénytörő képességét is, normálisan 12 és 21 Hgmm között van.Az emelkedett szemnyomás érték a zöldhályog (glaucoma) jellemző tünete lehet. Aglaucoma számos, különféle etiológiájú betegséget lefed, melyekben közös jellemző azidegrostok progresszív károsodása, a nervus opticus (látóideg) károsodása, melyjellegzetes patológiai leletekkel társul az látóideg fejen és jellegzetes mintázatúlátótérdefektusokat okoz. Ez a betegség nagyon gyakran, de nem mindig, társulemelkedett szemnyomással. A glaucoma végső stádiumban vakságot okoz. A zöldhályoglehet primer, amikor kialakulásában nem játszik közre egyéb szemészeti megbetegedés éslehet secunder, amikor kialakulását más szemészeti betegség, nem kívánatos gyógyszermellékhatás vagy egyéb kezelések, állapotok idézik elő. A primer glaucoma gyakoribb227

típusa a simplex vagy nyitott zugú glaucoma. Ekkor a csarnokzug nyitott, a szemnyomásáltalában 24-30 Hgmm közötti. A betegség tünetszegény, alattomosan progrediál. Asimplex glaucomák másik nagy csoportja esetében a csarnokzug szűk, mely bizonyoskörülmények hatására (pl. éjszaka a pupilla tágulásakor) elzáródhat, amit hirtelenszemnyomás emelkedés követ (glaucomás roham), a csarnokvíz trabecularis hálózatonkeresztüli elvezetése lehetetlenné válik. A szemnyomás emelkedését rohamszerű, nagyszemkörnyéki fájdalom és látászavar is kísérheti, melyet csak a szemnyomás csökkentéseenyhíthet. A szemnyomás elérheti a látóideget ellátó artéria nyomását, melynekkeringését gátolva, látásvesztést eredményezhet.4. A szemlencse a hátsó csarnok és az üvegtest között helyezkedik el. A zonulák függesztika sugártest processus ciliarisaihoz. A lencse a cornea mellett a szem másik fontostörőközege. Össztörőereje 20 dioptria, melyet fiatal korban közelre nézéskor 33 dioptriáigtud növelni. Feladata, hogy a pupillán átjutó fénysugarakat fókuszálja, és a beesőfénysugarakat a retinán egy pontban egyesítse. Ellipszoid alakú, kristálytiszta, ér- ésidegmentes szövet. A sugártest izmaiból kiinduló zonulák, finom függesztőrostokszabályozzák a lencse alakját, így az éleslátáshoz szükséges fókusztávolság beállítását. Azonulák a lencse tokján tapadnak. A sugártest izmainak nyugalmi állapotában azonularostok megfeszülnek, ezzel a lencsetokra húzást gyakorolnak, a lencse laposabbáválik, a körkörös sugárizom megfeszülésekor a zonularostok elernyednek és a lencse sajátrugalmassága következtében domborúbbá válik. Ez az alkalmazkodás és ennek mértéke alencse rugalmasságától függ. A lencse az emberi szervezet legtöbb fehérjét tartalmazószövete, fehérjetartalma kb. 35%. Érmentes, ezért táplálása diffúzióval, a csarnokvíz felőltörténik. A lencseepithelium által fenntartott kationpumpa következtében a K + alencsében mintegy 10x nagyobb mennyiségben van jelen, a Na + viszont leadódik.Többek között ennek az aránynak a korfüggő megváltozása (a lencse öregedése),valamint az insolubilis lencseproteinek mennyiségének növekedése vezetlencsehomályok képződéséhez. A szemlencse elhomályosodásával járó, jelenlegbefolyásolhatatatlan állapotot szürkehályognak (cataracta) nevezzük.A szem összetett törőrendszer. A normál fénytörésű (emmetropiás) szem a végtelenbőlérkező párhuzamos fénysugarakat úgy töri meg, hogy azok a retina síkjában egy pontban228

egyesülnek képponttá. Ezen szemek hossztengelye és a törőközegek (szaruhártya, lencse)törőereje közötti viszony optimális.Ha a szem össztörőereje csökkent vagy tengelye rövidebb, túllátó (hypermetropiás)szemről beszélünk. Ekkor a szembe érkező párhuzamos fénysugarak a retina síkja mögöttegyesülnének, így ezt a hibát konvex (pluszos) lencsével korrigálhatjuk. Ha a szemössztörőereje fokozott, vagy a szem tengelye hosszabb, rövidlátásról (myopia) beszélünk.Ebben az esetben a párhuzamos, végtelenből beeső fénysugarak a retina síkja előttegyesülnek, amit konkáv (mínuszos) lencsével korrigálhatunk. A harmadik fénytörésihiba az astigmatismus. Az ilyen szemek fénytörése az egyes meridiánokban különböző,így a párhuzamosan beeső fénysugarak nem egyesülnek képponttá a szaruhártya vagy alencse szabálytalan görbülete miatt. Többnyire veleszületett elváltozás, de okozhatják aszaruhártya deformitást okozó betegségei, sérülés vagy műtét következtésben kialakulófelszíni szabálytalanságok is. Ezt a hibát cilinderes lencsével tudjuk korrigálni, amikolyan lencsék, melyek a görbületi hibák javítására képesek. A kor előrehaladtával aszemlencse rugalmassága csökken, így az alakját egyre kevésbé képes változtatni, azalkalmazkodóképessége csökken. Ez a csökkenés 40 éves kor körül válik nyilvánvalóváés öregszeműségnek (presbyopia) nevezzük. A presbyopiás beteg panasza, hogy a közelimunkát a megszokott távolságból már nem tudja végezni, amit a szem elé tett konvexlencsével tudunk orvosolni. A lencse alkalmazkodása 65 éves kor körül teljesenmegszűnik. A fénytörési hibákat (ametropia) szemüveggel vagy kontaktlencsével tudjukkorrigálni. Az alkalmazkodás csökkenésével az éleslátáshoz különböző távolságokrakülönböző törőerejű lencse szükséges, ekkor többfókuszú (multifokális vagy progresszív)lencsét rendelünk. A kontaktlencsék lehetnek lágy vagy kemény kontaktlencsék afénytörési hibák fajtájától és nagyságától függően. A kontaktlencsék jelentős szerepetjátszhatnak a későbbiekben, mint szemészeti gyógyszerhordozó rendszerek.5. Az üvegtest (corpus vitreum) a szem térfogatának 2/3 részét alkotja, az egész bulbussúlyának ¼-e. Elöl a szemlencsével, hátul a retinával érintkezik. Vázát kollagénrostokképezik, melyhez hialuronsav kapcsolódik, megkötve az üvegtest 98%-át alkotó vizet.Ezenkívül solubilis proteint is tartalmaz. Kocsonyás, gél struktúrájú, optikailag csaknemteljesen tiszta anyag. Idősebb korban, illetve fizikai és kémiai behatásokra szerkezete229

könnyen megbomlik, elfolyósodik, átlátszósága csökken, ami nehezen befolyásolhatólátászavart okozhat.A szemgolyó elülső felszínét, valamint a kötőhártyát a könny védi, tartja nedvesen. Ha aszem felszínére idegen test vagy valamilyen szennyeződés kerül, a reflexesen beindulókönnyezés kimossa vagy felhígítja a károsító idegen anyagot. A könny szétterítését azakaratunktól független pislogás biztosítja, miáltal újabb és újabb egyenletes könnyfilmrétegetviszünk fel a szaruhártya felszínére. A könnyfilm tehát minden pislogáskorújraképződik, vastagsága normálisan 10 µm körüli. A pislogás (kb. 10/min) a könnyelvezetését is segíti, ami a belső szemzugban található könnypontokon, a könnycsatornákon,a könnytömlőn és a ductus nasolacrimalison keresztül végső soron az alsó orrkagylóbatörténik.Percenként átlagosan 1-3 µl könny termelődik. A könnyfilm optimalizálja a fénytörést,lehetővé teszi, hogy a szemhéjak lényeges súrlódás nélkül csússzanak a szemfelszínen,valamint táplálja és oxigénnel látja el a vérereket nem tartalmazó szaruhártyát.A könny összetételében (1. táblázat) a vizes részen kívül jelentős szerepe van a mucinnak ésa lipidnek is. A könnyfilmet a szaruhártya felől kifelé haladva a következő rétegek alkotják:a.) mucinréteg, b.) vizes réteg, c.) lipidréteg.A 0.02-0.04 µm vastagságú mucinréteget a kötőhártya kehelysejtjei termelik és a hámsejtekmikrobolyhai kötik a felszínhez. Ezáltal a hidrofób hámfelszín hidrofillé válik, ezáltal képeslesz megkötni a következő vizes réteget.A 7-8 µm-es vizes fázis 98.2%-ban vizet, anorganikus sókat, glükózt és glikoproteint,különböző enzimeket (amiláz), ezenkívül plazminogén aktivátor és inhibitor enzimekettartalmaz. A termeléséért a könnymirigy (glandula lacrimalis) és a kötőhártya járulékoskönnymirigyei a felelősek. Antibakteriális hatása is kimutatható lizozim, béta-lizin,laktoferrin, immunglobulin (IgA) tartalma révén.A 0.1 µm vastagságú lipidréteg koleszterint, koleszterin-észtereket, szabad zsírsavakat,foszfolipideket, mono-,di- és triglicerideket tartalmaz, amit a szemhéjszéli faggyúmirigyek ésa Meibom-mirigyek szekretálnak. Hidrofób tulajdonságának köszönhetően késlelteti a könnypárolgását.230

1. táblázat: Az emberi könny kémiai összetételeSzervetlen összetevőkNa+K+Cl−PO₄³−HCO₃−142-146 mmol/l15.25 mmol/l128-135 mmol/l1.13-10.3 mmol/l26 mmol/lSzerves összetevőkglükózprotein (albumin,globulin, lizozim)aminosavakkarbamidammónia0.14 mmol/l2.5-6 g/l50 mg/ml5.0-6.5 mmol/l1.1mmol/lA kor előrehaladtával a könnytermelés csökken, minden ötödik 55 év feletti emberszemszárazsággal küszködik. Ha az állapot panaszt okoz (égő érzés, vörös szem, könnyezés,ami reflexes) műkönnykészítményeket használhatunk. A mai műkönnykészítményeklegtöbbje csak mesterséges polimereket tartalmaz, nedvesíti ugyan a szemet, de nemrendelkezik a valódi könny többi előnyös tulajdonságával.A fentiekből kitűnik, hogy a szem betegségei, különösen annak intraocularis típusai igennehéz célpontok a gyógyszerhordozó rendszerek számára. Márpedig a betegségek a szemminden részében előfordulnak, azokat pedig elérhetővé és kezelhetővé kell tennünk akülönféle gyógyszerekkel, hatóanyagokkal és korszerű gyógyszerhordozó rendszerekkel.231

Szemészeti gyógyszerhordozó rendszerekAz egyik fő terápiás célkitűzésünk a hatás helyén létrehozni és fenntartani a megfelelőgyógyszerkoncentrációt. További célunk, hogy a gyógyszerfelszabadulást úgy lehessen időzíteni,hogy az vagy állandó legyen, vagy ciklikus, esetleg környezeti vagy kémiai szignálra aktiválódóés a gyógyszerhordozó polimer bomoljon le, lehetőleg természetes úton a szervezetben, ha arramár nincs tovább szükség.A szem anatómiája, élettana és biokémiája ezt a szervünket nagyon ellenállóvá teszi idegenanyagokkal szemben. Nagy kihívás olyan rendszerek előállítása, melyek megkerülik a szem védőbarriereit anélkül, hogy visszafordíthatatlan szövetkárosodást okoznának (25). Egy másikprobléma lehet, hogy a gyógyszerek kötődnek a könny proteinekhez és a conjunctivalismucinhoz, ami inaktiválja a beadott szerek egy részét. A másik faktor, ami limitálhatja a szerekbiológiai hasznosulását, hogy a becseppentett gyógyszernek, ami akár 50 µl is lehet, csaklegfeljebb 30 µl-e marad a kötőhártyazsákban, a többi része elvész a túlfolyás miatt (27).A leggyakrabban alkalmazott szemészeti készítmények a szemcseppek és a szemkenőcsök. Aszemcsepp alkalmazása előtt a kezelt személynek a fejét hátra kell hajtania, felfelé kell néznie.Az alsó szemhéjat enyhén lehúzva a szemhéj mögé, a kötőhártyazsákba kell cseppenteni, majdkb. egy percig hátrahajtott fejjel és becsukott szemmel érhetjük el, hogy a hatóanyag lehetőlegminél nagyobb mennyisége a könnyel elkeveredve kifejthesse a hatását. A gyógyszert aconjunctivazsákba cseppentve egy részük gyorsan elvezetődnek a könnyelvezető rendszerenkeresztül és viszonylag kis mennyiség marad meg a terápiás hatás kifejtésére. A könnyelvezetőcsatorna enyhe nyomásával csökkenthető az orrüregbe jutó gyógyszer mennyisége. Ezt követi aclearence mechanizmus ami, a már eleve a könnyben felhígult gyógyszernél egy bifázisos profilteredményez. A kezdeti rapid fázis után (túlfolyás és nasolacrimalis „drainage”) egy lassabbmásodik fázis következik, mely a könny gyors turnover-e (kb. 1µl/min) miatt (9, 11) alakul ki.Kiszámítható, hogy a lokálisan becseppentett szerek kevesebb, mint 5%-a jut át a corneán és ériel az intraocularis szöveteket. A becseppentett adag nagy része szisztémásan felszívódik a bővenvascularizált kötőhártya stromán és a szemhéjszél erein keresztül. A kötőhártya az ínhártyaelülső felszínét és a szemhéjat belülről borító laza, számos eret tartalmazó mucosus membrán,mely a 20 000Da-nál kisebb molekulákkal szemben permeábilis. Emiatt 2-30x permeabilisabbgyógyszerek szempontjából, mint a szaruhártya (26). Ezért a cseppentést követő conjunctivalis232

gyógyszer absorptio szintén egy elég nagy veszteség faktor, ami a cornealis absorptiovalvetélkedik (18). Jelentős szisztémás felszívódás jöhet létre az orrüregbe és a garatba jutottgyógyszer esetében a nyálkahártyán keresztül (11). A szisztémás keringésbe így bejutotthatóanyagok számos mellékhatást okozhatnak.A hatóanyagok szaruhártyán keresztüli penetrációja az egyik legfontosabb útvonal, de azínhártya is viszonylag nagy permeabilitást mutat pl. a beta-blokkoló gyógyszerek egy részévelszemben. A szaruhártyán keresztül történő penetrációban jelentős szerepe van a vegyületprotonálódási képességének. Sematikusan a szaruhártyát, mint egy szendvicset lehet elképzelni,amit egy hidrofil membrán, a stroma alkot két hidrofób membrán között, ami az epithelium és azendothel réteg. A szaruhártya kettős tulajdonsága miatt a gyógyszerhordozó rendszereknek mindlipofil mind hidrofil tulajdonságokkal rendelkezni kell. A gyógyszernek hatnia kell akönnytermelés ellenére is, a könnyréteg adott fizikokémiai körülményei között és ezeken kívül apislogás is módosítja a transcornealis penetratiot. A cornealis penetratioban fő szerepettulajdoníthatunk a hatóanyag precornealis veszteség és a létrejövő transcornealis penetratioarányának (25).Ma négy alapvető útját ismerjük a gyógyszerek szemészeti alkalmazásának: lokális, szisztémás,intraocularis és periocularis (ebbe tartoznak a subconjunctivalis, sub-tenon, parabulbaris ésretrobulbaris módszerek) (11).A szisztémásan adott szerek szemészeti penetrációjáról, főleg antibiotikumok és gyulladásgátlószerek esetében kell beszélnünk. A legfontosabb ezek szempontjából a vér-szem barrier. Acsarnokvizet a corpus ciliare processusai termelik. E folyamat során a ciliaris epitheliummegakadályozza nagy molekulák, plasma proteinek és számos antibiotikum szembe valóbejutását. A szemészeti gyulladások sérüléssel, infectioval, vagy más szemészetimegbetegedéssel (pl. uveitis) társulnak, amik megzavarják a vér-csarnokvíz barriert, a gyógyszerbe tud lép a csarnokvízbe és eléri az elülső szegmentum szöveteit. A vér-retina barriert azüvegtest nagy viszkozitása bonyolítja, ami megnehezíti a gyógyszerek diffúzióját a szem hátsórészéhez. A posterior pólus és retina gyógyszerszállítói éppen ezért rendkívül bonyolultak.A szemészeti gyógyszerek lokális alkalmazása a szisztémással szemben általában előnybenrészesített, mivel nem vagy csak kevésbé okoz szisztémás toxicitást, a kezdet rapid éscsökkenthető a hatás eléréséhez szükséges dózis. Bár a lokálisan alkalmazott készítmények233

iológiai hasznosulása csak mintegy 10%, mégis ez az alkalmazási mód a legkézenfekvőbb éslegkényelmesebb a beteg számára.Azt feltételezzük, hogy korreláció áll fenn a hatáshelyen található gyógyszerkoncentráció és afarmakológiai hatás eredménye között.Három tényezőt kell figyelembe vennünk az intraocularis szövetekhez történő gyógyszerszállítássorán:a) a vegyület képes-e átlépni a vér-csarnokvíz barrieren (szisztémás-szemészeti) vagy aszaruhártyán keresztül éri el a hatás helyét,b) hogyan képes lokalizálódni a farmakodinámiás hatás a szemben a célszövetre ésminimalizálódni a gyógyszerhatás az egyéb szövetekben ésc) hogyan lehet meghosszabbítani a gyógyszer hatásának idejét, így csökkentve agyógyszerbeadás frekvenciáját (1).A gyógyszerhordozó rendszerek kialakításának célja, hogy javuljon a biológiai hasznosíthatóság.Ez egyrészt olyan gyógyszerszállító rendszerek kifejlesztésén keresztül valósulhat meg, amibiztosítja a szemészeti gyógyszerek folyamatos és kontrollált szállítását. Másrészt célunk aprecornealis gyógyszer veszteség minimalizálása. Az első lehetőségre néhány példa:1. Biztosítani a fenntartott és kontrollált gyógyszerszállítást.2. Növelni a gyógyszer biológiai hasznosíthatóságát a cornealis kontakt idő növelésével.3. A cél biztosítása a szemen belül így megelőzve egyéb szemészeti részek károsodását.4. Megkerülni az olyan védő barriereket, mint a drainage, könnyezés és a gyógyszerekfelszívódása a szisztémás keringésbe a kötőhártyán keresztül.5. Biztosítani a beteg compliance-ét és komfortját így javítva a szer terápiás hatását.Cél, hogy optimalizáljuk az adott gyógyszer szállítását és felszabadulását (25). Ezért számosszemészeti gyógyszerhordozó rendszer elérhető manapság. Ezeket feloszthatjuk hagyományos ésúj gyógyszerhordozó rendszerekre.Amint azt már említettük, a leggyakrabban alkalmazott szemészeti készítmények a szemcseppekés a szemkenőcsök. A lokális készítményeknek el kell érni a szem belső részeit, aminek főútvonala a transcornealis penetratio. A cornealis absorptio jóval lassabb folyamat, mint agyógyszer eliminatio. A K loss (elsőfokú eliminációs ráta) és a K absorption (elsőfokú absorptios ráta)aránya adja meg adott gyógyszer esetében a szem belsejébe irányuló absorptios arányt. Így aszemészeti szerek hatékonyságát növelhetjük a K loss csökkentésével vagy a K absorption234

növelésével. Lipofil prodrug-ok kifejlesztésével vagy penetraciót erősítő anyagok hozzáadásávalmódosíthatjuk a szembe juttatott gyógyszerek koncentrációját. A fentiekből kitűnik, hogy alokális gyógyszerhordozó rendszerek optimális működéséhez hosszú cornealis érintkezési időreés jobb cornealis penetratiora van szükség. Jelentősebb szemészeti gyógyszerleadó rendszerekcsak kb. az 1970-es évektől állnak rendelkezésünkre.A lokálisan alkalmazott gyógyszerek biológiai hasznosítását növelhetjük, ha maximalizáljuk acornealis absorptiot és minimalizáljuk a precornealis gyógyszerveszteséget.A szemészeti gyógyszerek biológiai hasznosíthatóságának javítása1. A viszkozitás javítása viszkózus oldatok és gélek segítségévelA gyógyszerek biológiai hasznosulását a cornealis kontakt idő növelésével javítják. Alapjuk ahydrocolloidok hozzáadása, az egyszerű solutiok a legáltalánosabb formák. Nincs éles határ anagyon viszkózus oldatok és a gélek biológiai hasznosulásának eredményében. A leggyakoribbpolymerek, melyeket viszkozus oldatban használunk a cellulose származékok, carbomerek,polysaccharidok, polyalcohol, polyacryl sav és napjainkban a hyaluronsav (25). A sodiumcarboxymethyl-cellulose az egyik legfontosabb mucoadhezív polimer. A hyaluronsav egybiokompatibilis és biodegradabilis mátrix, a hosszú felszabadulású szemészeti gyógyszerformákgyártásához használják. Manapság hidrofil polymereket használnak a szemészetikészítményekben, mivel ezek komfortosabbak a betegnek és inkább a bioadhéziót erősítik, minta viszkozitást. A bioadhesiv polymerek számos előnyt kínálnak: lokalizálják az adagoltgyógyszert egy kis területen belül, növelve ezzel a gyógyszer biológiai hasznosítását. A mucinréteghez kötődve segítik, hogy a gyógyszer hosszabb ideig érintkezzen a szemfelszínnel, ezzelcsökkentve a szükséges adagolás frekvenciáját. Számos szintetikus és természetes polymerismert és használt, mint a sodium hyaluronate, a chondroitin sulphate (természetes polymer) éskülönböző polyacrylat-ok, carbopol-ok (szintetikus polymerek) (25).A gélek a viszkozitás erősítésének extrém esetei, hosszabb ideig tartózkodnak a precornealisterületen, mint az oldatok. A napi adagolás mennyisége így jelentősen csökkenthető. Ezinspirálja a kutatókat olyan gyógyszerformák kidolgozására, melyek gyógyszerformátumaviszkózus oldat, de becseppentve, a conjunctivazsákban gél formátumúvá („ in situ ”gélesedés235

jelensége) alakul át. A három fő mechanizmus, melyek már ismertek, és melyek indukálhatják azoldat-gél átalakulást a conjunctivazsákban a pH változás, a hőmérséklet-változás és az ionoskörnyezet megváltozása (25). Amikor a trigger a pH változás az alacsony viszkozitásúpolymerek, melyek eredetileg vízben diszpergáltak, spontán koagulálnak és gél állagúváalakulnak át a conjunctivazsákba cseppentve. Ismert példa, hogy a pilocarpin hidrolitikus kémiaibomlása pH-függő, a bomlás mechanizmusának és a befolyásoló tényezőknek az ismereteelengedhetetlen a készítmény tervezésekor (23). Vizes közegben a pilocarpin lakton gyűrűjefelhasad, azonban savas közegben a gyűrű újrazáródik, így a bomlás mértékét a két folyamategyensúlya határozza meg. A hatóanyag kémiai instabilitása gyakran jelent nehézséget aszemcsepp összetételének megtervezésekor. Alapvető szempont, hogy a szemcsepp csakkismértékben változtassa meg a könny saját kémhatását. Amikor a trigger a hőmérsékletváltozása rendszer hátránya a nagy polymer koncentráció szükségessége (25% Poloxamer). Azionerősség-változás, mint trigger-re példa a Gelrite. Ez egy anionos deacetilált poliszacharid, amigéllé alakul mono- vagy divalens kationok hatására. A nátrium koncentráció a human könnyben2.6 g/l, ami különösen alkalmas a géllé alakuláshoz. A timololt tartalmazó Timoptic XEkészítményben került hordozó rendszerként felhasználásra, mint ún. gélképző szemészeti oldat(ophthalmic gel forming solution) (8, 22).Az igen magas viszkozitású gélek azonban homályos látást eredményezhetnek, ezzel csökkentvea beteg complience-t.A cornealis epithelium integritásának módosításával a penetráció erősítők növelhetik acornealis gyógyszerfelvételt. Ezek lehetnek kelátképzők, különféle tartósítószerek, surfactant-ok.Hatékonyságukat azonban a lokális toxicitásuk csökkenti.Szemészeti alkalmazás esetén a gyógyszer hatóanyag a felszívódást követően vagy közbenmetabolizálódhat, ami lehetőséget teremt profarmakonok alkalmazására (23). A profarmakonokalkalmazása az alábbiak miatt lehet előnyös a szemészeti felhasználás során: a hatékonyságnövelése, hosszabb hatástartam, alacsonyabb dózis, csökkent mellékhatás és megnövelt kémiaistabilitás (2). Ezek összességében a gyógyszer lipofilicitásának és hidrofilicitásának módosításánkeresztül erősítik a cornealis permeabilitást.A ciklodextrinek olyan karrierként működnek, amik a hidrofób gyógyszermolekulákatoldatban tartják, a biológiai membránok felszínéhez szállítják, ahol a viszonylag lipofil236

membránnak jóval alacsonyabb az affinitása a hidrofil ciklodextrinhez, ezért azok a vizesszállítóközegben maradnak. A megfelelő biológiai hasznosíthatóság eléréséhez

5. NanopartikulumokA nanopartikulumok biztosítják a hatóanyag hosszú felszabadulását és a prolongált terápiáshatást, miután hosszú ideig képesek megmaradni a conjunctivazsákban a becseppentés után. Aszolid, kolloid partikulumok, melyek macromolekularis anyagból állnak, nagyon változóméretűek, 10 nm-től 1000 nm-ig. A gyógyszer oldott (dissolved), entrapped, adsorbeált,odatapadt (attached), vagy tokba zárt (encapsulated) formában kötődik a nanopartikulummátrixához. A nanocapsulák vezicularis rendszerek, melyekben a gyógyszer egy üregbenhelyezkedik el, melyet polymer membrán vesz körül, míg a nanoszférák (nanogömbök) mátrixrendszerek, melyekben a gyógyszer fizikálisan és egyformán oldott. A nanopartikulumok, mintgyógyszerszállító rendszerek hasznossága függ a) a polymer-gyógyszer rendszer optimalislipofil-hidrofil sajátságaitól, b) a precornealisan a biodegradatio optimális arányától és c) ananopartikulumok növekvő cornealis retentios hatékonyságtól. Nagyon kívánatos, hogy abioadheziv anyagokkal úgy kombinálják a partikulumokat az előállítás során, hogy apartikulumok retentios ideje növekedjen a conjunctivazsákban. Bioadhézio nélkül ananopartikulumok olyan gyorsan eliminálódhatnak a precornealis területről, mint a folyékonyoldaltok. A bioadhezív anyagok lehetnek polimer oldatok vagy partikularis rendszerek (13, 14).A Chitosan-nal bevont nanocapsulák biológiai hasznosíthatósága jelentősen nő.A polimer nanopartikulumok a corneára, irisre és conjunctivára nincsenek irritáló hatással, inertszállítói a szemészeti gyógyszereknek. A nanopartikulum szuszpenzió előnye, hogycsökkenthető a gyógyszerdózis, elősegíti a gyógyszerfelszabadulást egy időperióduson belül, ígymagasabb gyógyszerkoncentrációt érhetünk el a célszövetben, hosszabb ideig tartózkodik ananopartikulum a cornea felszínén, valamint csökkenti a gyógyszer szisztémás toxicitását (25).A nanopartikulumok a szemészeti alkalmazásban a gyógyszerszállítást elősegítő rendszerek. Akisebb partikulumokat a beteg jobban tolerálja, ezért a nanopartikulumok nagyon komfortosaklehetnek hosszú ideig használatos szemészeti szállító rendszerekként.Nanopartikulumok esetében a fő fejlesztési probléma a formula stabilitása, a partikulumméretének uniformitása, a gyógyszerfelszabadulási ráta kontrollja és a steril preparátumok szélesskálájú gyártása (20). Nanorendszerek közül a chitosant vagy a polietilén-glikolt találtákaránylag stabilnak és hatásosnak is a nyálkahártya barrier megkerülésében (3).238

A nanopartikulumokat készíthetik nem biodegradabilis polymerekből, amit nem emésztenek megaz enzimek és in vivo nem degradálódnak kémiai úton sem (16). A biodegradáció azonbanlegtöbbször kívánatos tulajdonság a nanopartikulumok gyártásakor (4). A leggyakrabbanhasznált polimerek a polialkil cianoakrilát, és a polialaktát-ko-glikolsav, melyek hidrolízisenmennek át a könnyben. A nanopartikulumok, mint szemészeti gyógyszerszállítók alkalmasakmind a hidrofil, mind a hidrofób gyógyszerek esetében is.A degradabilis rendszereknek „veleszületett” előnyük van más rendszerekkel szemben. Itt apolymerek önmagukat pusztítják el a gyógyszerszállítás után, így azokat már nem szükségeseltávolítani vagy visszanyerni. Az alábbiakban néhány példát írunk le a fentiek illusztrálására: a.)Polimetilmetakrilát (PMMA). Ezek sem biológiailag sem enzimatikusan nem bomlanak le, amikevésbé teszi őket vonzóvá a szemészeti használatra.b.) A cellulóz-acetát-ftalát egy organikus oldószerben található polymer emulsificatio, aminekhasználatát az oldószer evaporatioja követi. Ez a suspensio kontaktusba kerülve a 7.2-7.4 pH-júkönnyel, in situ gélesedik. A hátránya ezeknek a készítményeknek a homályos látás.c.) Poliakril-cianoakrilát (PACA) partikulumoknak biodegradatios és bioadheziós tulajdonságaiis vannak. Képesek kötődni a cornealis és conjunctivalis felszínekhez, ami bizonyítjamucoadhesive tulajdonságukat. Ez a polymer képes keveredni a mucin mátrixszal ésnonkovalens vagy ionos kötést kialakítani a conjunctiva mucin felszínével. A PACAnanopartikulumok és nanocapsulák a hidrofil és lipophil gyógyszerek esetén is jobb és prolongáltcornealis penetrációt mutatnak. Ezen pozitív eredmények ellenére a PACA nanopartikulumokhasználatának lehetősége limitált, mert a cornealis epithel sejt membrán disruptioját okozzák.d.) Polikaprolakton (PCL) nanocapsulák, nanopartikulumok hozták a legnagyobb farmakológiaihatást. Úgy gondoljuk, hogy ez a nanopartikulumok conjunctivazsákbeli- agglomeratiojánakkövetkezménye. A hozzákötött gyógyszerek (metipranolol, betaxolol) szisztémás abszorpcioját isgátolják. Még kifejezettebb hatást mutattak ezek a nanokapszulák a lipophil gyógyszerekmegnövekedett ocularis penetrációját illetően (metipranolol, betaxolol, amphotericin-B). A PCLebben az esetben nem okozott cornealis epthelium sejt membránkárosodást (6).e.) A poly-l-lysinnel és chitosannal (mindkettő pozitív töltésű) bevont nanopartikulumokbiológiai hasznosíthatóságát összehasonlítva a nem bevontakéval, az első esetében jobbak voltaka biológiai hasznosíthatóság eredményei. A chitozannal bevont nanokapszulák hatásosabbakvoltak számos gyógyszer intraocularis penetrációja esetében is (7, 10).239

f.) Eudragit® Retard polymer nanopartikulum suspensiot vizsgálták, mint hordozó rendszert anonsteroid gyulladásgátlók szemészeti felhasználásában (IBUPROFEN). A polymernanopartikulum suspensiot inert (közömbös) polymer gyantából állítják elő. Ez a rendszerelősegíti a felszabadulást és javítja a szemészeti hasznosíthatóságát a gyógyszernek. Nincs acorneára, irisre és a conjunctivára irritáló hatásuk.g.) Az acyclovirral töltött, bioadhezivekkel bevont polietil-2-cianoakrilát (PECA) nanogömböketemulziós polimerizációs technikával állítják elő, segítségükkel a csarnokvízben megnövekedettgyógyszerszintet lehet kimutatni összehasonlítva a szabad gyógyszersuspenziókkal nyulakban.6. InzertekAz első önálló insertet 1948-ban a British Pharmacopoeia írta le. Ez egy atropin tartalmú zselatinostya volt.A szolubilis inzertek mind monolitikus polimer eszközökből állnak, melyek a gyógyszerfelszabadulás végén feloldódnak vagy kimosódnak. A szolubilis szemészeti gyógyszer inzertekaz akrilamid, az n-vinil-pirrolidon és az etil-akrilát szolubilis kopolimerei. Ez egy steril vékonyfilm vagy ovalis alakú ostya. A rendszer 10-15 másodperccel a felső conjunctivazsákba valóbeültetés után megpuhul, fokozatosan, 1 órán belül feloldódik, mialatt felszabadul a hatóanyag.Ezen rendszerek hátulütője a homályos látás, ami addig tart, amíg a polimer feloldódik. Vízbenszolubilis bioadhezív komponenseket is kifejlesztettek, csökkentve a kilökődés kockázatát éselősegítve a prolongált szemben maradást kombinálva a kontrollált gyógyszerfelszabadulással.Ezek a bioadhezív szemészeti gyógyszer inzertek. A „self-insertio” bonyolultsága, az idegentestérzés miatt ezidáig csak néhány inzert terméket fejlesztettek ki a kereskedelem részére.Két nagyon ismert típusa az Ocusert és a Lacrisert. Az Ocusert 1975-ben forgalomba kerültinszolubilis szendvics technológia. A hatóanyagát (pilocarpin) alginát gélben eloszlatvatartalmazta (4. ábra). A hatóanyag könny hatására a permeabilis etilén-vivil-acetát (EVA)membránon keresztül folyamatosan és szabályozhatóan szabadul fel 20 vagy 40 µg/órasebességgel 7 napon keresztül. A szemben nem erodálódó készítmények hátránya, hogy nemeliminálódnak természetes úton és használat után el kell távolítani azokat (5). Az erodálódórendszerek alkalmazkodnak a szem fiziológiás körülményeihez és kevésbé irritálóak.240

4. ábra: Az Ocusert szemészeti hatóanyag-leadó rendszer felépítéseA szolubilis, oldható hidroxipropil cellulóz pálcika Lacrisert egy gyógyszert nem tartalmazó, 24órán belül feloldódó anyag, melyet a száraz szem kezelésére használunk (21). Az oldhatószemészeti inzertek előnye, hogy a hatóanyagot egyenletes sebességgel adják le, deoldódásuknak megfelelően biodegradabilis tulajdonságúak is. A hatóanyag felszabadulásidőtartama a hordozó rendszertől függően szabályozható pl. tetraciklinek és egyébantibiotikumok esetében. A mai szemészeti inzertek (ocusert) használatosak alginate sóként,módosított kollagénként, az Ocufit egy szilikon elasztomer alapú matrix, mely engedi akontrollált gyógyszerfelszabadulást legalább 2 hét periódusban. Az egyéb inzerteket, melyekinkább implantok, sebészetileg helyezik a szembe.7. Implantálható rendszerekIsmert a gancyclovirt szállító szemészeti implantátum, amit CMV kezelésére fejlesztettek ki,innen a gyógyszer direkt eléri a retinát 5 hónapon keresztül. Ez a rendszer kevésbé popularis,mert minor sebészi beavatkozást igényel.8. MinidiscA minidisc egy kontrollált felszabadulású matrix típusú eszköz. A korong konvex elülső éskonkáv hátulsó felszínnel rendelkezik. A fő komponense az 1-bisz (4-metakriloxibutil)-polidimetil sziloxán. Ez lehet hidrofil vagy hidrofób, lehetővé téve mind a vízoldékony, mind azinszolubilis gyógyszerek felszabadulását. A minidisc minden korábbi módszernél hatásosabbnakbizonyult vírusos retinitis kezelésére. A látást súlyosan veszélyeztető cytomegalovírus fertőzés,241

ami főleg AIDS-es betegeket érint, igen nehezen kezelhető más, hagyományos szemészetigyógyszerformákkal. Hatékony terápiát biztosít az üvegtestbe helyezett (intravitrealis) 3 mm-eskorong (Vitrasert), amelyből a gancyclovir egyenletesen és időben elhúzódva szabadul fel.9. Lágy kontaktlencsékA cornealis kontakt eszközök lehetősége még nem teljesen kiaknázott a szemészeti terápiában.Általánosan elfogadott, hogy a lágy kontaktlencsék gyógyszerrezervoárként játszhatnak szerepet,biztosítva a terápiás ágensek fokozott felszabadulását. Az „imprinted” (átitatott) lágykontaktlencsék sokat ígérő gyógyszerterápiás eszközök, amik képesek biztosítani a nagyobbmértékű és viszonylag hosszú ideig egyenletes gyógyszerkoncentrációt a könnyrétegben, mint ahagyományos szemcseppek (25).A legszélesebb körben használt anyag a poli-2-hidroximetakrilát. Ennek kopolimereihasználhatók mind a jó látás eléréséért, mind pedig gyógyszerszállító rendszerként. A kontrolláltfelszabadulást biodegradabilis kovalens kötéseken keresztül érhetjük el.10. Kollagén pajzs ( shield )Friedburg és munkatársai (1991) fejlesztették ki a kollagén pajzsot, hogy elősegítsék asebgyógyulást, és talán ami fontosabb, hogy a hatóanyagokat a corneához és egyéb másszövetekhez szállítsák a segítségével. A protein mátrixot tartalmazó pajzs rehidrálódik agyógyszer vizes oldatában abszorbeálva a gyógyszert, majd felszabadítja a hatóanyagot, amikora pajzs szétoszlik a szemben. Bár a mérete és a korlátozottsága nem teszi praktikus szállítórendszerré. A kollagén mikropartikulumok szuszpenziója jobban akceptálható lehet (15).A pajzsot disznó scleraszövetből állítják elő, ami hasonló részeket tartalmaz a humán corneához.Ezt hidrálják, mielőtt behelyezik a szembe. Az eszköz azonban nem teljesen átlátszó, ezért rontjaa látást. Ennek ellenére megfelelő hordozó rendszere lehet mind hidrofil mind a hidrofób, rosszpenetrációs képességű szereknek.A fent említett rendszerek közül jelenleg csak néhány van világszerte kereskedelmi forgalomban.Az ideális rendszerek hatásos gyógyszer koncentrációt képesek fenntartani a célszövetbenmeghatározott ideig, minimális szisztémás hatással. A beteg complience és az egyénkomfortérzete nagyon fontos. A hordozó rendszer-fejlesztések arra kell, hogy irányuljanak, hogy242

hosszan tartó és szabályozható legyen belőlük a gyógyszerfelszabadulás, stabilak legyenek ésszéles körűen gyárthatók. A gyógyszerhordozó rendszerek kombinálása egy új irányvonala anem hatékony rendszerek terápiás válaszának javítására a szemészeti betegségekben szenvedőbetegek kezelésének területén is.Irodalomjegyzék1. Ahmed I, Patton TF: Importance of non-corneal absorption route in topical ophthalmicdrug delivery. Invest Ophthalmol Vis Sci 1985; 26: 584-587.2. Ali Y, Lehmussaari K: Industrial perpective in ocular drug delivery. Adv Drug Del Rev2006; 58: 1258-1268.3. Alonso MJ: Nanomedicine for overcoming biological barriers. Biomed Pharmacother2004; 58: 168-172.4. Ambade AV, Savariar EN, Thayumanavan S: Dendrimeric micelles for controlled drugrelease and targeted delivery. Mol Pharmacol 2005; 2: 264-272.5. Bourges JL et al.: Intraocular implants for extended drug delivery. Therapeuticapplications. Adv Drug Del Rev 2006; 58: 1182-1202.6. Calvo P, Sanchez A, Martinez J, Lopez MI, Calonge M, Pastor JC, Alonso MJ: Polyesternanocapsules as new topical ocular delivery systems for cyclosporin A. Pharm Res. 1996;13:311.7. Calvo P, Vila JL, Alonso MJ: Evaluation of cationic polymer-coated nanocapsules asocular drug carriers. Int J Pharm 1997; 153: 41-50.8. Carlfors J et al.: Rheological evaluation of Gelrite® in situ gels for ophthalmic use. Eur JPharm Sci 1998; 6: 113-119.9. Chrai SS, Patton TF, Mehta A, Robinson JR: Lachrymal and instilled fluid dynamics inrabbit eye. J. Pharm. Sci. 1973; 62: 1112-1121.10. Genta I, Conti B, Perugini P, Pavaneto F, Spadaro A, Puglisi G: Bioadhesivemicrospheres for ophthalmic administration of acyclovir. J Pharm Pharmacol 1997; 49:737-742.11. Geroski DH, Edelhauser HF: Drug delivery for posterior segment eye disease.Investigative Ophthalmology and Visual Science 2000; 41: 961-964.243

12. Gurny R, Boye T, Ibrahim H: Ocular therapy with nanoparticulate systems for controlleddrug delivery. J Control Rel 1985; 2: 35-36.13. Gurny R, Ibrahim H, Aebi A, Buri P, Wilson CG, Washington N: Design and evaluationof controlled release systems for the eye. J Cont Rel 1987; 6: 367.14. Hui HW, Robinson JR: Ocular delivery of progesterone using a bioadhesive polymer. IntJ Pharm 1985; 26: 203.15. Kaufman HE, Steinemann TL, Lehman E, Thompson HW, Varnell ED, Jacob LabarreJT, Gebhardt BM: Collagen-based drug delivery and arteficial tears. J Ocul Pharmacol1994; 10: 17-27.16. Kreuter J, Tauber U, Illi V: Distribution and elimination of poly methyl-2-14-(methacrylate) nanoparticle radioactivity after injection in rat and mice. J. Pharm Sci1979; 68: 1443.17. Lang G: Ophthalmology, Thieme Stuttgart, New York, 2007.18. Lee VH, Robinson JR: Topical ocular drug delivery: recent developments and futurechallenges. J. Ocular. Pharmacol. 1986; 2: 67-108.19. Lee VHL, Urrea PT, Smith RE, Schauzun DJ: Ocular drug bioavailability from topicallyapplied liposomes. Surv Ophthalmol 1985; 29: 335-348.20. Mainardes RM, Urban MCC, Cinto PO, Khalil NM, Chaud MV, Evangelista RC,Gremiao MPD: Colloidal carriers for ophthalmic drug delivery. Curr Drug Targets 2005;6:363-371.21. Merck & Co. 1989. US patent 4, 861, 760.22. Rozier A et al.: Gelrite: a novel, ion activated, in-situ gelling polymer for ophthalmicvehicles: effect on bioavailability of timolol. Int J Pharm 1989; 57: 163-168.23. Suhonen P, Järvinen T, Koivisto S, Urtti A: Different effect of pH ont he permeation ofpilocarpine and pilocarpine prodrugs across the isolated rabbit cornea. Eur J Pharm Sci1998; 6: 169-176.24. Süveges I: Szemészet, Medicina Budapest, 1998.25. Swarnali D, Preeti KS: Drug delivery to eye: Special reference to nanoparticles.International Journal of Drug Delivery 2010; 2: 12-21.244

26. Wang W, Sasaki H, Chien DS, Lee VHL: Lipophilicity influence on conjunctival drugpenetration in the pigmented rabbit: a comparison with corneal penetration. Current EyeResearch 1991; 10: 571-579.27. White WL, Glover AT, Buckner AB: Effect of blinking on tear elimination as evaluatedby dacryoscintigraphy. Ophthalmology 1991; 98: 367-369.245