Οι θεραπευτικές πρωτεΐνες και κυρίως τα μονοκλωνικά αντισώματα συγκαταλέγονται στις αναπτυσσόμενες κατηγορίες βιοφαρμακευτικών προϊόντων με συνεχώς αυξανόμενο ρόλο στη θεραπευτική αντιμετώπιση πολλών νοσημάτων.

Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη συστηματική μελέτη σχετικά με τις σύγχρονες αναλυτικές και ρυθμιστικές προσεγγίσεις που καθορίζουν τα πρότυπα ποιότητας των θεραπευτικών αντισωμάτων και άλλων πρωτεϊνών. Αρχικά παρουσιάζονται οι βασικές κατηγορίες θεραπευτικών πρωτεϊνών, τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους σε σύγκριση με τα συμβατικά φαρμακευτικά μόρια, καθώς και οι φαρμακοκινητικές τους ιδιότητες. Στη συνέχεια αναλύονται η δομή, οι λειτουργίες και οι κατηγορίες των αντισωμάτων, με ιδιαίτερη έμφαση στα μονοκλωνικά αντισώματα, στην εξέλιξη των τεχνολογιών παραγωγής τους και στους μηχανισμούς μέσω των οποίων ασκούν τη θεραπευτική τους δράση.

Ακολουθεί ανάλυση των κρίσιμων χαρακτηριστικών ποιότητας (CQAs), εστιάζοντας σε χαρακτηριστικά των θεραπευτικών πρωτεϊνών όπως ταυτότητα, καθαρότητα, δομική ακεραιότητα, σταθερότητα, βιολογική δραστικότητα και ανοσογονικότητα. Παράλληλα, αναλύονται οι πιο βασικές σύγχρονες αναλυτικές τεχνικές χαρακτηρισμού και ελέγχου ποιότητας πρωτεϊνών που επιστρατεύονται για τον ποιοτικό έλεγχο (χρωματογραφικές, ηλεκτροφορητικές, φασματοσκοπικές, φασματομετρικές, ηλεκτροχημικές και εξειδικευμένες βιοφυσικές τεχνικές μελέτης μοριακών αλληλεπιδράσεων). Ακολούθως, συσχετίζονται τα κρίσιμα χαρακτηριστικά ποιότητας με τις κατάλληλες αναλυτικές μεθόδους.

Επιπρόσθετα, η εργασία εμβαθύνει στο ισχύον ρυθμιστικό πλαίσιο των θεραπευτικών πρωτεϊνών, δίνοντας έμφαση στις κατευθυντήριες οδηγίες ICH που υφίστανται για τα βιοφαρμακευτικά προϊόντα και στις απαιτήσεις για την επικύρωση αναλυτικών μεθόδων. Παρουσιάζονται οι αρχές Quality by Design, QbD, της διαχείρισης κινδύνου ποιότητας (Quality Risk Management, QRM) σε συνδυασμό με την αξιολόγηση συγκρισιμότητας (comparability assessment) και τον καθορισμό προδιαγραφών ποιότητας (quality specifications) αποτελώντας μάλιστα βασικούς πυλώνες των ρυθμιστικών προσεγγίσεων των βιοφαρμακευτικών προϊόντων. Αναλύονται επίσης τα βασικά χαρακτηριστικά και οι κατηγορίες των βιοομοειδών φαρμάκων, καθώς και οι σύγχρονες εξελίξεις στον τομέα των βιολογικών θεραπειών (biobetters, biosuperiors, next-generation biologics).

Η εργασία ολοκληρώνεται με την ανάδειξη μελλοντικών τάσεων που συμβάλλουν στη διαμόρφωση του αναλυτικού και ρυθμιστικού ελέγχου  των θεραπευτικών πρωτεϊνών, όπως η μέθοδος πολλαπλών χαρακτηριστικών (Multi-Attribute Method, MAM), η φασματομετρία μάζας ανταλλαγής υδρογόνου-δευτερίου (HDX-MS), οι διεργασίες αναλυτικής τεχνολογίας (Process Analytical Technology, PAT), οι δοκιμές έκδοσης σε πραγματικό χρόνο (Real-Time Release Testing, RTRT) και οι εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης και μηχανικής μάθησης (AI/ML).

Συμπερασματικά, η παρούσα διπλωματική αναδεικνύει την καθοριστική σημασία που έχουν οι αναλυτικές και οι σύγχρονες ρυθμιστικές προσεγγίσεις στη διασφάλιση των προτύπων ποιότητας των θεραπευτικών πρωτεϊνών, συμβάλλοντας κατά αυτό τον τρόπο στην ανάπτυξη ασφαλών, αποτελεσματικών και ποιοτικών βιοφαρμακευτικών προϊόντων.

Therapeutic proteins and particularly monoclonal antibodies, represent one of the fastest-growing categories of biopharmaceutical products, playing an increasingly important role in the treatment of a wide range of diseases.

The aim of this thesis is to provide a comprehensive analysis of the contemporary analytical and regulatory approaches that define the quality standards for therapeutic antibodies and other therapeutic proteins. Initially, the main categories of therapeutic proteins are presented, along with their distinctive characteristics compared to conventional small-molecule drugs and their pharmacokinetic properties. Subsequently, the structure, functions, and classes of antibodies are analyzed, with particular emphasis on monoclonal antibodies, the evolution of their production technologies, and the mechanisms through which they exert their therapeutic effects.

The thesis then focuses on Critical Quality Attributes (CQAs), focusing on characteristics of therapeutic proteins, including identity, purity, structural integrity, stability, biological activity, and immunogenicity. In parallel, the most important modern analytical techniques used for protein characterization and quality control are examined, including chromatographic, electrophoretic, spectroscopic, spectrometric, electrochemical, and specialized biophysical methods for the investigation of molecular interactions. Consequently, the critical quality attributes are systematically correlated with the appropriate analytical methods.

In addition, the thesis provides an in-depth review of the current regulatory framework governing therapeutic proteins, with particular emphasis on the International Council for Harmonisation (ICH) guidelines for biopharmaceutical products and the requirements for analytical method validation. The principles of Quality by Design (QbD), Quality Risk Management (QRM), combined with comparability assessment, and quality specifications are also presented as core pillars of the regulatory approaches applied to biopharmaceutical products. Moreover, the fundamental characteristics and categories of biosimilar products are analyzed, as well as recent advances in the field of biological therapies, including biobetters, biosuperiors, and next-generation biologics.

The thesis concludes by highlighting emerging trends that are shaping the future of analytical and regulatory control of therapeutic proteins, such as the Multi-Attribute Method (MAM), Hydrogen–Deuterium Exchange Mass Spectrometry (HDX-MS), Process Analytical Technology (PAT), Real-Time Release Testing (RTRT), and applications of Artificial Intelligence and Machine Learning (AI/ML).

In conclusion, this thesis emphasizes the critical role of advanced analytical methodologies and modern regulatory approaches in ensuring the quality standards of therapeutic proteins, thereby contributing to the development of safe, effective, and high-quality biopharmaceutical products.