Entwicklung und Marktanalyse der Peptidtechnologie

Jul 15, 2023

Veröffentlicht in:

von Marc Berman 31. August 2023, 8:09 Uhr

Chemische Struktur von Peptiden

Peptide beziehen sich normalerweise auf Peptidketten, die aus nicht mehr als 50 Aminosäuren bestehen, zwischen niedermolekularen Arzneimitteln (Molekulargewicht <500) und Proteinarzneimitteln (Molekulargewicht>5000).

Aufgrund der Beteiligung von Peptiden als Signalmoleküle an zahlreichen physiologischen Funktionen im Körper dienen Peptidmedikamente oft als alternative Therapien, um den Mangel an endogenen Peptidhormonspiegeln auszugleichen.

Von der Isolierung und Extraktion früher tierischer Gewebe bis hin zur modernen künstlichen Synthese sind Peptidarzneimittel weithin anerkannt und werden häufig in der klinischen Behandlung eingesetzt.

Untersuchungen haben ergeben, dass die Zahl der Forschungs- und Entwicklungsprojekte für natürliche Peptide unabhängig von der Zeit immer gering war und die Begeisterung für Peptidanaloga nie nachgelassen hat. Allerdings nimmt die Zahl heterologer Peptide seit dem Jahr 2000 zu, was indirekt die Entwicklung und Veränderungen in der Peptidsynthesetechnologie widerspiegelt:

Was ist Peptidsynthese-Technologie?

Bei der Peptidsynthese (Peptidkettensynthese) geht es im Wesentlichen um die Anordnung von Aminosäureeinheiten nach den Strukturregeln natürlicher Aminosäuren. Um Peptide in einer bestimmten Reihenfolge zu synthetisieren, kann nur die Methode der gerichteten Peptidsynthese verwendet werden, bei der die Amino- oder Carboxylgruppen geschützt werden, die keine Reaktion mit geeigneten Gruppen erfordern, bevor mit der Verknüpfungsreaktion fortgefahren wird.

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Derzeit sind chemische und biologische Methoden die wichtigsten Methoden zur Peptidsynthese. Die Biosynthese von Peptiden umfasst hauptsächlich Fermentation und enzymatische Hydrolyse. Mit der Entwicklung der Biotechnologie wurden auch gentechnische Methoden, angeführt von der DNA-Rekombinationstechnologie, auf die Synthese von Peptiden angewendet.

Die Peptidlänge ist in der Peptidforschung und -entwicklung keine Herausforderung mehr

In den 1980er Jahren gab es in fast allen Phasen klinischer Studien Peptide mit einer Länge von weniger als 10 Aminosäuren. Im folgenden Jahrzehnt nahm die durchschnittliche Länge der Peptide allmählich zu, hauptsächlich aufgrund der Verbesserung und Reife der Peptidsynthesetechnologie.

Derzeit wurden auch lange Peptidketten mit bis zu 40 Aminosäuren erfolgreich entwickelt, was darauf hindeutet, dass die Länge der Peptidkette bei der Entwicklung von Peptidarzneimitteln keine Herausforderung mehr darstellt.

Von der natürlichen Extraktion bis zur künstlichen Synthese haben Peptide als neue Arzneimittelklasse einzigartige Vorteile in der klinischen Anwendung und Produktionsvorbereitung gezeigt.

Erstens ähnelt es in der klinischen Praxis rekombinanten Proteinarzneimitteln und monoklonalen Antikörpern, mit Vorteilen wie starker Spezifität und guter Wirksamkeit. Zweitens ähneln Peptidarzneimittel in Produktion und Zubereitung niedermolekularen Arzneimitteln und zeichnen sich durch Eigenschaften wie hohe Reinheit, kontrollierbare Qualität und einfache Strukturbestimmung aus. Daher gilt die Peptidtherapie derzeit als eine hochselektive, wirksame und relativ sichere potenzielle Therapie.

Die Peptidtherapie ist nicht fehlerfrei

Obwohl die Peptidtherapie vielversprechende Aussichten hat, ist sie auch nicht fehlerfrei. Aufgrund des Vorhandenseins von Peptidasen ist die Halbwertszeit von Peptidhormonen normalerweise kurz, und diese Instabilität wirkt sich negativ auf die Entwicklung und Behandlung von Medikamenten aus.

Ein weiterer technischer Engpass von Peptiden ist die geringe orale Verwertungsrate. In den letzten Jahren wurde eine neue Peptidsynthesestrategie entwickelt, um die oben genannten technischen Herausforderungen zu bewältigen.

Forscher können die Injektionshäufigkeit von Peptidarzneimitteln reduzieren und ihre Stabilität und andere physikalische Eigenschaften verbessern, indem sie die pharmakokinetischen Eigenschaften anpassen, Aminosäuregerüste modifizieren, nicht-natürliche Aminosäuren einbauen, Gruppen konjugieren, die die Halbwertszeit verlängern, und die Löslichkeit verbessern.

Peptid-Wirkstoffkonjugate

Neben der Peptidmodifikation sind konjugierte Bindungsgruppen zu einem wichtigen Mittel zur Veränderung der Eigenschaften von Peptidarzneimitteln geworden. Seit 2010 sind etwa 30 % der Peptidarzneimittel in klinischen Studien weltweit Konjugate, beispielsweise Strukturkonjugate mit Polyethylenglykol, Lipiden und Proteinen.

Untersuchungen haben gezeigt, dass die Konjugation von Fc-Fragmenten die Halbwertszeit von Peptiden verlängern kann, und Peptid-Arzneimittelkonjugate können auch als Nutzlast und Transportmittel für zytotoxische Wirkstoffe verwendet werden. Einige gängige Peptid-Wirkstoff-Konjugate sind in der Tabelle aufgeführt:

Anteil der Peptid-Wirkstoff-Konjugate in verschiedenen Stadien klinischer Studien:

Wachstumsrate des Marktes für Peptidmedikamente

Aus Marktsicht verzeichnete der weltweite Markt für Peptidmedikamente in den letzten Jahren eine durchschnittliche Wachstumsrate von über 12 % bei einer Marktgröße von nahezu 20 Milliarden US-Dollar. Laut Transparency Market Research, einem Beratungsunternehmen, erreichte der weltweite Markt für Peptidmedikamente im Jahr 2022 23,7 Milliarden US-Dollar.

Der Gesamtmarkt für Peptidarzneimittel befindet sich in einem Aufwärtstrend und hat sich zu einer wichtigen Richtung für die Forschung und Entwicklung neuer Arzneimittel durch Pharmaunternehmen weltweit entwickelt. Große multinationale Pharmaunternehmen wie die Pharmagiganten Pfizer, Merck, Roche, Lilly, Novartis, Sanofi und Bayer haben alle ihre Investitionen in die Forschung und Entwicklung von Peptidarzneimitteln durch Übernahmen oder Fusionen erhöht und nach und nach viele börsennotierte Arzneimittel geerntet.

Zu den weltweit repräsentativen schwergewichtigen Peptidarzneimitteln gehören Liraglutid, Duraglutid, Glatirameracetat, Leuprorelinacetat, Octreotidacetat, Goserelin und Exenatide.

Indikationen für Peptid: Die meisten Antitumor-Medikamente

Laut der Cortellis-Datenbank gibt es mit Stand vom 7. Mai 2022 weltweit 1153 Arten synthetischer Peptidarzneimittel, und im Jahr 2022 wurden 198 Arten von Peptidarzneimitteln auf den Markt gebracht. Ihre Indikationen sind vielfältig und umfassen Tumoren, Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie schwere endokrine und metabolische Erkrankungen , oder häufigere Krankheiten, unter denen die Zahl der gegen Tumore gerichteten Medikamente am höchsten ist.

Zusammenfassung

Insgesamt haben Peptidarzneimittel viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Arzneimitteln und die Nachfrage auf dem globalen klinischen Markt steigt. Es ist abzusehen, dass mit dem Fortschritt der modernen Synthesetechnologie in Zukunft immer mehr neue Peptidmedikamente auf den Markt kommen werden, die der großen Zahl der Patienten gute Nachrichten bringen.

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