Biopharmazeutika sind medizinische Arzneimittel, die mit biotechnologischen Verfahren hergestellt werden. Dazu gehören monoklonale Antikörper, Antikörper-Wirkstoff-Konjugate, Fusionsproteine, rekombinante Zytokine und Gentherapien. Im Gegensatz zu niedermolekularen Arzneimitteln sind Biopharmazeutika große, komplexe Makromoleküle, deren Struktur ihre therapeutische Funktion bestimmt, die in lebenden Zellen produziert werden.
Monoklonale Antikörper (mAbs) sind die größte Klasse von Biopharmazeutika. Sie werden durch Hybridom-Technologie oder rekombinante Expressionssysteme hergestellt. Murine Antikörper wurden zunächst verwendet, lösten jedoch Immunreaktionen aus. Chimäre Antikörper kombinieren murine variable Regionen mit humanen konstanten Regionen. Humanisierte Antikörper haben murine komplementaritätsbestimmende Regionen, die auf humane Gerüste übertragen wurden. Vollständig humane Antikörper werden durch Phagen-Display oder transgene Mäuse erzeugt.
mAbs binden mit hoher Affinität an spezifische Antigene und vermitteln therapeutische Wirkungen durch mehrere Mechanismen. Direkter Antagonismus blockiert Rezeptor-Ligand-Interaktionen. Die antikörperabhängige zellvermittelte Zytotoxizität rekrutiert Immun-Effektorzellen. Die komplementabhängige Zytotoxizität aktiviert die Komplementkaskade. Die Immunmodulation zielt auf Immun-Checkpoints wie PD-1 und CTLA-4 ab.
Antikörper-Wirkstoff-Konjugate (ADCs) kombinieren die Spezifität von mAbs mit der Potenz zytotoxischer Arzneimittel. Der Antikörper liefert eine zytotoxische Fracht direkt an Antigen-exprimierende Tumorzellen. ADC-Komponenten umfassen den Antikörper, einen stabilen Linker und die Fracht. Linker sind entweder spaltbar (säurelabil, protease-spaltbar) oder nicht spaltbar. Frachten umfassen Mikrotubuli-Inhibitoren (Monomethylauristatin E, DM1) und DNA-schädigende Wirkstoffe (Calicheamicin, Duocarmycin).
Trastuzumab-Emtansin (Kadcyla) zielt auf HER2-positiven Brustkrebs mit der Maytansinoid-Fracht DM1. Brentuximab-Vedotin (Adcetris) zielt auf CD30-positive Lymphome mit Monomethylauristatin E. Enfortumab-Vedotin (Padcev) zielt auf Nectin-4 beim Urothelkarzinom.
Fusionsproteine kombinieren funktionelle Domänen verschiedener Proteine. Etanercept fusioniert den TNF-Rezeptor mit einer IgG-Fc-Domäne zur Neutralisierung von TNF-α. Abatacept fusioniert CTLA-4 mit Fc zur Modulation der T-Zell-Kostimulation. Bispezifische Antikörper binden gleichzeitig zwei verschiedene Antigene und überbrücken Immunzellen mit Tumorzellen oder blockieren gleichzeitig zwei Signalwege.
Die Entwicklung von Biopharmazeutika steht vor Herausforderungen wie Immunogenität, Herstellungskomplexität und hohen Kosten. Biosimilars sind nahezu identische Versionen zugelassener Biopharmazeutika, die nach Patentablauf Kosteneinsparungen ermöglichen.
