The lecture presents the topic of therapeutic proteins as a new branch of biopharmaceuticals, gaining growing interest as a tool in diagnostics and treatment of cancer, hormonal disorders, and vaccination. It deals mainly with modern techniques of recombinant protein expression (including practical tips) and gives an overview of structural and functional classes of protein therapeutics with special regard to new and alternative protein binding scaffolds. A separate chapter is devoted to protein modification, conjugation, and administration issues.
A special interest is given to practical examples - each lecture contains, besides the part from the main topic, a part describing one example of a therapeutically used protein, with a review of its research, development, and current usage.
Lectures are delivered in English. Depending on the number of students enrolled, the course can be arranged as lectures or in another way (colloquium, consultations).
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (19.02.2024)
Přednáška představuje problematiku terapeutických proteinů jako nové třídy biofarmaceutik, která nyní nachází stále větší uplatnění zejména při diagnostice a léčbě nádorových onemocnění, hormonálních poruch a při tvorbě rekombinantních vakcín. Zabývá se především současnými moderními metodami rekombinantní exprese takových proteinů (včetně praktických tipů) a přehledem jejich tříd dle struktury a funkce, včetně shrnutí nejnovějších poznatků o alternativních strukturních motivech vazebných proteinů. Zvláštní kapitolou jsou modifikace a konjugace terapeutických proteinů pro jejich administraci a specifické aplikace.
Zvláštní důraz je kladen na praktické příklady - každá přednáška vedle části ze základní osnovy obsahuje také část týkající se jednoho konkrétního terapeuticky používaného proteinu, včetně přehledu jeho výzkumu a vývoje a současného použití.
Výuka probíhá v angličtině. V závislosti na počtu zapsaných studentů může být kurz uspořádán jako přednášky nebo jiným způsobem (kolokvium, konzultace).
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (19.02.2024)
Literature -
Biopharmaceutical benchmarks. Walsh G. Nat Biotechnol. 18 (2000): 831-833.
Biopharmaceutical benchmarks 2003. Walsh G. Nat Biotechnol. 21 (2003): 865-870.
Biopharmaceutical benchmarks 2006. Walsh G. Nat Biotechnol. 24 (2006): 769-776.
Biopharmaceutical benchmarks 2010. Walsh G. Nat Biotechnol. 28 (2010): 917-924.
Biopharmaceutical benchmarks 2014. Walsh G. Nat Biotechnol. 32 (2014): 992-1000.
Biopharmaceutical benchmarks 2018. Walsh G. Nat Biotechnol. 36 (2018): 1136-1145.
Biopharmaceutical benchmarks 2022. Walsh G. Nat Biotechnol. 40 (2022): 1722-1760.
Expression systems. Dyson M. R., Durocher, Y. eds. Bloxham, Scion Publishing Ltd., 2007
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (19.02.2024)
Biopharmaceutical benchmarks. Walsh G. Nat Biotechnol. 18 (2000): 831-833.
Biopharmaceutical benchmarks 2003. Walsh G. Nat Biotechnol. 21 (2003): 865-870.
Biopharmaceutical benchmarks 2006. Walsh G. Nat Biotechnol. 24 (2006): 769-776.
Biopharmaceutical benchmarks 2010. Walsh G. Nat Biotechnol. 28 (2010): 917-924.
Biopharmaceutical benchmarks 2014. Walsh G. Nat Biotechnol. 32 (2014): 992-1000.
Biopharmaceutical benchmarks 2018. Walsh G. Nat Biotechnol. 36 (2018): 1136-1145.
Biopharmaceutical benchmarks 2022. Walsh G. Nat Biotechnol. 40 (2022): 1722-1760.
Expression systems. Dyson M. R., Durocher, Y. eds. Bloxham, Scion Publishing Ltd., 2007
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (19.02.2024)
Requirements to the exam -
The exam will consist of a written part (test) and an oral part (discussion of the test and related questions).
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (20.04.2021)
Úspěšné složení zkoušky, která sestává z písemného testu a následné ústní části (diskuze testu, doplňující otázky).
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (09.11.2011)
Syllabus -
Introduction to protein therapeutics: review of current and future market, ways of approval. Modern methods of recombinant protein expression: overview, choosing the right expression host. Cloning with and without restriction endonucleases. Prokaryotic expression systems: pros and cons, news and techniques. Eukaryotic expression systems: yeast, protozoa, plant expression systems, and insect cells. Protein production in mammalian cell lines: stable and transient transfection, selection and yield improvement, cell line engineering. Monoclonal antibodies and their recombinant fragments. Hormones, cytokines, and other small therapeutics. Recombinant vaccines: boons and risks. New alternative protein binding scaffolds: (not only) alternatives to antibodies. Therapeutic protein modifications: conjugation with polymers, solid phase depot formulation, administration issues of protein solutions, protein radioconjugates.
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (19.02.2024)
Úvod do problematiky terapeutických proteinů: přehled přípravků na trhu v současnosti a brzké budoucnosti, postupy schvalování nových terapeutik. Moderní metody rekombinantní exprese proteinů: přehled, výběr expresního systému. Klonování s a bez použití restrikčních endonukleas. Prokaryotické expresní systémy: výhody a nevýhody, novinky a postupy. Eukaryotické expresní systémy: kvasinky, prvoci, rostlinné expresní systémy a hmyzí buňky. Produkce v savčích buněčných liniích: stabilní a tranzientní transfekce, selekce a ovlivnění výtěžku, buněčné inženýrství. Monoklonální protilátky a jejich rekombinantní fragmenty. Hormony, cytokiny a další malá terapeutika. Rekombinantní vakcíny: výhody a rizika. Nové alternativní strukturní motivy vazebných proteinů: (nejen) alternativy k protilátkám. Terapeutické modifikace proteinů: konjugace s polymery, metody depozice do pevné fáze, aspekty podání roztoků proteinů, proteinové radiokonjugáty.
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (19.02.2024)
Learning outcomes -
The student will identify key therapeutic proteins and their current market preparations, including future trends. The student analyzes the approval processes for new therapeutics and their relevance to the pharmaceutical industry. The student compares modern recombinant protein expression methods and selects appropriate expression systems for specific applications. The student applies cloning techniques using restriction endonucleases and evaluates their advantages and disadvantages. The student evaluates prokaryotic expression systems, including their advantages and disadvantages, and discusses new developments in the field. The student distinguishes eukaryotic expression systems, such as yeast, plant cells, and insect cells, and their applications in protein production. The student demonstrates knowledge of recombinant protein production in mammalian cell lines, including methods of stable and transient transfection. The student describes the processes of selection and cell engineering to optimize protein yield. The student explains the principles of the production of monoclonal antibodies and their recombinant fragments. The student analyzes therapeutic applications of hormones, cytokines, and other small therapeutics. The student evaluates the benefits and risks of recombinant vaccines compared to traditional vaccines. The student explores novel alternative structural motifs of binding proteins as alternatives to antibodies. The student describes therapeutic modifications of proteins, including conjugation to polymers and solid-phase deposition.
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (06.11.2024)
Student identifikuje klíčové terapeutické proteiny a jejich aktuální přípravky na trhu, včetně budoucích trendů. Student analyzuje postupy schvalování nových terapeutik a jejich význam pro farmaceutický průmysl. Student porovnává moderní metody rekombinantní exprese proteinů a vybírá vhodné expresní systémy pro specifické aplikace. Student aplikuje techniky klonování s použitím restrikčních endonukleáz a hodnotí jejich výhody a nevýhody. Student hodnotí prokaryotické expresní systémy, včetně jejich výhod a nevýhod, a diskutuje novinky v této oblasti. Student rozlišuje eukaryotické expresní systémy, jako jsou kvasinky, rostlinné buňky a hmyzí buňky, a jejich aplikace v produkci proteinů. Student demonstruje znalosti o produkci rekombinantních proteinů v savčích buněčných liniích, včetně metod stabilní a tranzientní transfekce. Student popisuje procesy selekce a buněčného inženýrství pro optimalizaci výtěžku proteinů. Student vysvětluje principy výroby monoklonálních protilátek a jejich rekombinantních fragmentů. Student analyzuje terapeutické aplikace hormonů, cytokinů a dalších malých terapeutik. Student hodnotí výhody a rizika rekombinantních vakcín ve srovnání s tradičními vakcínami. Student zkoumá nové alternativní strukturní motivy vazebných proteinů jako alternativy k protilátkám. Student popisuje terapeutické modifikace proteinů, včetně konjugace s polymery a depozice do pevné fáze.
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (06.11.2024)
Entry requirements -
Your interest in the lecture topic:-)
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (16.02.2012)
Zájem o danou problematiku:-)
Last update: Vaněk Ondřej, RNDr., Ph.D. (16.02.2012)
