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Formulation development of a new hypoallergen birch pollen vaccine and its physico chemical validation by ICH conform quality control assays for a first in man clinical trial
Julia Hess
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Molekulare Biologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Molekulare Biologie
Betreuer*in
Thomas Decker
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30233.54000.727959-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Eine Allergie ist die häufigste chronisch-entzündliche Erkrankung mit großen sozio-ökonomischen Auswirkungen. Lebenslange Abhängigkeit von symptomatischen Medikamenten ist teure Realität für die überwiegende Mehrheit der Allergiker. Allergen-spezifische Immuntherapie ist die einzig wirksame Behandlung, die mit dem zugrunde liegenden Mechanismus des Immunsystems interagiert. Dennoch haben lange Behandlungsdauer und das Risiko von anaphylaktischen Nebenwirkungen diese Behandlung daran gehindert, die erste Therapie-Wahl zu sein.
Das EU-Projekt BM4-SIT zielt darauf ab, aus seiner aktuellen Nischenposition zu entkommen, indem es die Behandlung sicherer, effektiver und patienten-freundlicher macht, das heißt eine Therapie mit vernachlässigbaren Nebenwirkungen, aber verbesserter Wirksamkeit, die durch weniger Injektionen erreicht wird. Das Konzept von BM4SIT basiert auf zwei Neuerungen: das Ersetzen aktueller, natürlicher Allergen-Extrakte durch mutierte, rekombinante Allergene, die als hypoallergen, aber hyperimmunogen bezeichnet werden. Durch die Zugabe eines Adjuvans wird eine schnelle und wirksame Immunantwort induziert. Das in dieser Diplomarbeit untersuchte und verwendete Protein ist BM41, eine Mutante des Hauptallergens der Birke, Bet v 1, welches das klinisch relevante Hauptallergen für das Auftre-ten der Birkenpollenallergie ist.
Als immunstimmulierendes Adjuvans wurde in diesem Projekt Vitamin D3 ausgewählt. In mehreren Studien konnte in vitro als auch im Mausmodell gezeigt werden, dass Vitamin D3 aktiv die Suppression von Entzündungen begünstigen kann.
Eines der wichtigen Ziele des EU-BM4-SIT Projekts ist es, BM41 und Vitamin D3 mittels GMP-Wirkstoffproduktion, die BM41-Formulierungsentwicklung, Toxizitäts-
studien und Assay-Entwicklungen für die GMP-Impfstoffproduktion bis zur Einreichung der ersten Phase der klinischen Studie zu bringen.
Die vorliegende Masterarbeit ist ein wesentlicher Bestandteil dieses EU-Projektes, da sie alle kritischen Phasen der Entwicklung der BM41 Wirksubstanz, bis zum finalen Arzneimittelproduktes (Impfstoff, Placebo und SPT-Lösungen), sowie der Stabilitätsstudien und Toxizitätsstudien für die Freigabe für die erste klinische Studie behandelt und beschrieben hat.
Das Ergebnis war die erfolgreiche Entwicklung von analytischen Assays und Charakterisierungsmethoden, wie SDS-PAGE, Western Blot, IgE-Bindungstests, BM41-spezifische Sandwich-ELISA, RP-HPLC, Bio-Burden für die spätere Analyse und Prüfung eines GMP-ähnlichen Materials nach höchsten GMP Qualitätsstandards.
Für die Stabilitätstests der BM41-Arzneimittelsubstanz wurde ein ICH-konformes Stabilitätsprüfprotokoll etabliert. Nach diesen Richtlinien wurde eine Langzeitstabilität des BM41-Materials für 15 Monate durchgeführt. Die BM41 Wirkstoff Formulierung und Assay-Entwicklung führten zu einer erfolgreichen Produktion des BM41-Impfstoffes und Hauttestlösungen und garantieren somit eine rechtzeitige Einreichung einer ersten klinischen Studie.
Abstract
(Englisch)
Allergy is the most prevalent chronic inflammatory disease, having great socio-economic impact. Chronic lifelong dependency on symptomatic drugs is an expensive reality for the vast majority of allergy sufferers. Allergen-specific immunotherapy is the only causal and effective treatment targeting the underlying immune mechanism in a more cost-effective way. Yet, long treatment duration and risk of anaphylactic side-effects have prevented this treatment from becoming the first choice.
The EU-project BM4-SIT aims at providing an escape from its current niche position by making the treatment safer, more effective and patient friendlier, i.e. developing a therapy with negligible side-effects but improved efficacy, achieved by less injections. The concept of BM4SIT is based on two innovations: replacing current natural allergen extracts by mutated recombinant allergens having been designed to be hypo-allergenic but hyper-immunogenic, and adding an adjuvant to support rapid and effective induction of an anti-inflammatory immune response. The allergen derivative chosen to bring this concept from bench to bedside is BM41, a mutant of the culprit allergen of birch pollen allergy, Bet v 1.
The selected adjuvant is vitamin D3, which has been shown to promote active suppression of inflammation, both in vitro and in a mouse model.
One of the important goals of the EU project is to bring BM41 and vitamin D3 via the stages of GMP production, BM41 formulation development, toxicity studies, and assay development for GMP drug product production to the start of Phase II clinical trials.
Present master thesis is an essential part of that EU project, because it covered the crucial stages of BM41-drug substance assay development, BM41-drug product development (vaccine, placebo and SPT solution), BM41 potency test development and complete stability testing of interims drug product batches (vaccine, TOX study batches SPT solutions) including accelerated stability studies for the first human clinical trial.
The result was a successful complete formulation development of BM41-SPT solutions for clinical application, the development of analytical assays and corresponding characterization methods such as SDS-PAGE, Western blot, IgE binding assays, IgG response testing, BM41-specific sandwich ELISA, IgE based potency assay, RP-HPLC, bioburden and more for further analysis and testing of a GMP-like material at highest GMP quality standards to ensure filing of a first in man clinical study.
For stability testing of the BM41 drug substance an ICH conform stability testing protocol was established.
According to these guidelines, a long-term stability testing of the BM41 material was carried out for 15 months. The formulation and assay development led to a successful production of the BM41 drug product and ensured the timely submission of a first in man clinical study.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
formulationdevelopment birch vaccine allergy hypoallergen
Schlagwörter
(Deutsch)
Formulierungsentwicklung Birke Impfstoff Allergie hypoallergen
Autor*innen
Julia Hess
Haupttitel (Englisch)
Formulation development of a new hypoallergen birch pollen vaccine and its physico chemical validation by ICH conform quality control assays for a first in man clinical trial
Publikationsjahr
2017
Umfangsangabe
119 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Thomas Decker
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC13674769
Utheses ID
40856
Studienkennzahl
UA | 066 | 834 | |