Pašlaik ir daudz in vitro un in vivo neklīnisku pētījumu metožu, kā arī tirgū pieejamo zāļu izstrādes pieredze. Tomēr klīniskās efektivitātes un drošības prognozēšana, izmantojot optimizētus ne-klīniskos pētījumus, joprojām ir izaicinājums, un šajā rakstā ir veikta padziļināta šīs problēmas analīze.
Ideālajiem ADC ir jābūt vismaz šādām trim īpašībām:
1. Mērķa saistīšanās spēja: ideāls ADC mērķa antigēns tiek ekspresēts tikai uz audzēju virsmas un augstā līmenī, bez vieglas izdalīšanās.
2. Transformācijas process. Pirms mērķa šūnu sasniegšanas citotoksiskajai molekulai ideālā gadījumā nevajadzētu izdalīties no ADC, kas nozīmē, ka viss ADC tiek internalizēts šūnās.
3. Toksīna mazās molekulas izdalīšanās: mazajai molekulai ātri un masveidā jāatbrīvojas audzēja šūnās; mazajai molekulai jābūt ar augstu toksicitāti, lai efektīvi iznīcinātu audzēja šūnas.
Farmakoloģiskās novērtēšanas stratēģija ADC
Farmakoloģiskās darbības pētījumi parasti tiek veikti zāļu atklāšanas vai preklīniskās novērtēšanas posmā. Galvenie eksperimentālie projekti, kas jāveic, ietver mērķa saistīšanas aktivitāti, antivielu -mediētu internalizāciju, in vivo un in vitro audzēja proliferācijas kavēšanu (pret-audzēju ADC), antivielu-atkarīgo šūnu citotoksicitāti (ADCC) un komplementa-atkarīgo citotoksicitāti (CDC).
Pārbaudot ADC farmakodinamiku dzīvniekiem, pirmais apsvērums ir sugu atšķirības. Ja ADC nav saistīšanās aktivitātes vai tiem ir zema saistīšanās aktivitāte ar antigēniem pelēm, ir jāapsver iespēja izmantot transgēnus dzīvniekus farmakodinamiskos eksperimentos vai veikt in vivo farmakodinamiskos pētījumus ar dzīvnieku izcelsmes antivielām. Transgēni dzīvnieki var izvairīties no alternatīvu antivielu izmantošanas, un, ja mērķa antigēns tiek ekspresēts saimnieka asinsvados vai stromā, transgēnie dzīvnieki var ne tikai novērtēt farmakodinamisko iedarbību, bet arī zināmā mērā novērot toksicitātes reakcijas. Ja mērķa antigēns tiek ekspresēts tikai cilvēka audzēja šūnās, nav nepieciešami transgēni dzīvnieki; farmakodinamiskos efektus var pārbaudīt kailās peles modeļos, kas implantēti ar cilvēka audzēja šūnām. Veicot farmakodinamiskos pētījumus šūnu līmenī vai dzīvnieku modeļa līmenī, vienlaikus veicot FK/FD pētījumus, analizējot zāļu mērķa sadalījumu, receptoru noslogojuma līmeni un saistību starp zāļu iedarbību un iedarbību, var palīdzēt izstrādāt klīniskās dozēšanas shēmas un analizēt drošības pētījumu rezultātus.
ADC toksikoloģiskās novērtēšanas stratēģija
Dzīvnieku sugu atlase: lai pilnībā atklātu ADC toksicitātes raksturlielumus ne-neklīniskajos drošības pētījumos, lai atbalstītu ADC klīnisko attīstību, ir ļoti svarīgi novērtēt dzīvnieku izmēģinājumu sugu atbilstību un ne-klīnisko pētījumu rezultātus. Šī noteikšana parasti ietver ADC saistīšanās afinitātes pārbaudi pret mērķa antigēniem neklīniskās sugās salīdzinājumā ar cilvēkiem, kā arī imūnhistoķīmiskās krāsošanas spektra salīdzināšanu audu krusteniskās-reaktivitātes pētījumos. Antivielu efektora funkcijas vai imunogenitāte var atšķirties arī sugu atšķirību dēļ.
Ekspozīcijas parametri un metabolisms. Turklāt, tāpat kā citas zāles un bioloģiskie produkti, neklīnisko pētījumu rezultātu ekstrapolācijā uz cilvēkiem jāietver iedarbības parametru un metabolisma salīdzinājums. Piemēram, BR-96 ir ADC, kas veidojas, kovalenti saistot doksorubicīnu (DOX) ar humanizētas BR96 monoklonālās antivielas cisteīna atlikumiem, izmantojot 6-maleimidoheksanskābes hidrazīda saiti. Toksikoloģijas pētījumi ir parādījuši, ka atšķirībā no žurkām un pērtiķiem suņi ir jutīgāki pret BR-96 toksisko iedarbību, jo devu ierobežojošais toksicitāte ir hemorāģiskais enterīts. Pārsteidzoši, ka BR96-DOX un nemodificētajai monoklonālajai antivielai BR96 ir tāda pati devu ierobežojoša toksicitāte, kas norāda, ka toksicitāti rada monoklonālā antiviela. Atšķirībā no nemodificēta DOX, ADC neizraisīja kardiomiopātiju žurku modeļos. Tāpēc devas izvēle BR96-Dox I fāzes klīniskajam pētījumam cilvēkiem tika balstīta uz toksikoloģijas rezultātiem suņiem.
Antivielu mērķa ekspresija: tāpat kā terapeitiskās monoklonālās antivielas, arī ADC neklīnisko novērtēšanu var kavēt antigēnu mērķu trūkums izmēģinājuma dzīvnieku sugās. ICH S6 (R1) vadlīnijās par biotehnoloģiju -atvasinātu farmaceitisko līdzekļu preklīnisko drošības novērtējumu (2011) teikts: "Sugas atlasei antivielu-zāļu/toksīnu konjugātiem (ADC), kas satur jaunus toksīnus/toksīnus, jāievēro tie paši vispārīgie principi, kas attiecas uz nemodificētām antivielām. Attiecīgās dzīvnieku sugas, kas ir nepieciešamas, lai pārbaudītu, ir tās monolopu sugas, kuras ir nepieciešamas testēšanai. uzrāda audu krusteniskās reaktivitātes spektru, kas līdzīgs cilvēka audu spektram, tāpēc sugas un slimības specifika var noteikt vai ierobežot neklīnisko novērtējumu.
Normāla mērķa antigēna ekspresija audos ir galvenais ADC terapijas drošības jautājums. Ideālā gadījumā mērķa antigēnam normālās šūnās jābūt izteiktam ļoti zemā līmenī; tomēr, kā minēts divos iepriekšējos piemēros, praksē antivielas ne vienmēr ir specifiskas. Citi iespējamie toksicitātes piemēri, kas saistīti ar ADC mērķu specifiskuma trūkumu, ir NaPi2b, nātrija -atkarīgs fosfāta transportētājs, kas tiek ekspresēts vairākos audzēju veidos, bet arī nosakāms normālos audos, kur tam ir nozīme neorganiskā fosfāta homeostāzē. ADC (anti-NaPi2b-vc-MMAE) tika izstrādāts, konjugējot humanizētu IgG1 anti-NaPi2b monoklonālo antivielu ar MMAE caur vc peptīdu saiti, un tika apstiprināts, ka tam piemīt specifiska saistīšanās afinitāte normālos cilvēka un krabju pērtiķu audos. Tomēr, neraugoties uz augsto ekspresijas līmeni pērtiķu normālās plaušās, šīs krusteniskās reakcijas drošums var būt pieņemams ar devu ierobežojošu toksicitāti, kas nav saistīta ar normālu audu ekspresiju. Toksikoloģiskā ietekme uz normālām žurkām, -nesaistītām sugām un pērtiķiem atbilst MMAE farmakoloģijai.
Vispārīgi toksikoloģijas izstrādes principi: kopumā nav nepieciešams iestatīt atsevišķas grupas monoklonālajai antivielai/nekaitīgai antivielai, linker/linker-toksīnam, jo monoklonālās antivielas molekula ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē vai nosaka sistēmisku iedarbību. Devas plānošanā jāņem vērā ADC farmakodinamikas deva, antivielu molekulas īpašības un mazas molekulas toksīna toksicitātes pazīmes.
Koncentrējieties uz lietderīgo slodzi{0}}saistīto toksicitāti:Lai gan mērķtiecīga mazu molekulu savienojumu izdalīšanās nodrošina zāļu bagātināšanu mērķa audos, uzlabojot terapeitisko logu, ADC galvenās toksicitātes īpašības joprojām ir līdzīgas savienoto mazo molekulu savienojumu īpašībām. Lielākā daļa ADC toksicitātes reakciju ir mazāk smagas nekā tieša mazu molekulu savienojumu ievadīšana, taču daži ADC var palielināt audu toksicitātes reakcijas, kas saistītas ar antivielu saistīšanos ar mērķi vai saistīšanos ar mērķi. Lai gan ADC palielina mazu molekulu savienojumu mērķtiecīgu izdalīšanos, daži mazmolekulāri savienojumi joprojām tiek atbrīvoti priekšlaicīgi, un daži brīvie mazmolekulāri savienojumi var ātri izkliedēties vai pārnest uz apkārtējiem audiem un sistēmisko cirkulāciju no mērķa šūnām, vai arī mērķa šūnu apoptoze un bojājumi var izraisīt brīvu mazu molekulu savienojumu iekļūšanu sistēmiskā cirkulācijā. ADC antivielu daļa var saistīties arī ar citiem ne-mērķaudu orgānu šūnu virsmas receptoriem vai epitopiem, piemēram, ar Fc receptoru-mediētu šūnu fagocitozi, un pēc vielmaiņas sabrukšanas zāles var toksiski iedarboties uz attiecīgajām audu šūnām. Tāpēc ADC toksicitāte ir cieši saistīta ar antivielu, mazu molekulu savienojumu un linkeru īpašībām, un izmaiņas ADC toksicitātes īpašībās notiks līdz ar antivielu, mazo molekulu savienojumu un linkeru izmaiņām. Neklīniskajos drošības pētījumos uzmanība jāpievērš zāļu sastāva struktūras un farmakokinētisko īpašību ietekmei uz toksicitāti, un eksperimentu rezultāti ir vispusīgi jāanalizē.
Genotoksicitāte:Bioloģiskajām makromolekulām parasti nav tiešas mijiedarbības ar DNS, un ADC un tā antivielu daļai parasti nav jāveic genotoksicitātes testi. ADC iespējamā genotoksicitāte nāk no mazmolekulārajiem savienojumiem. Ja mazmolekulārais savienojums ir jauns savienojums, jāveic genotoksicitātes testi; attiecībā uz jauniem brīviem mazu molekulu savienojumiem un/vai jauniem saistītājiem, kas ražoti organismā, mērķa testa materiāli jānovērtē, pamatojoties uz ADC šķelšanās produktu fizikāli ķīmiskajām īpašībām, šķelšanās raksturlielumiem un struktūru; ja pietiekami daudz datu liecina, ka mērķa testa materiālam ir genotoksicitāte, genotoksicitātes pētījumi nav vajadzīgi.
Reproduktīvā toksicitāte:Mazo molekulu savienojumi, linkeri un kailās antivielas ADC var negatīvi ietekmēt reproduktīvos orgānus, auglību, embrija -augļa attīstību un pēcnācēju attīstību, tāpēc jāpievērš uzmanība ADC reproduktīvās toksicitātes riskam. ADC reproduktīvās toksicitātes izpētes stratēģijā, eksperimentālajā izstrādē, ieviešanā un novērtēšanā ir jāatsaucas uz ICH S5 vadlīnijām un jāapvieno darbības mehānisms un ADC mērķa populācija, lai pieņemtu konkrētu problēmu{3}}īpašu analīzes stratēģiju. ADC, kas paredzēti pacientiem ar audzēju vēlīnā stadijā, var atsaukties uz ICH S9 vadlīnijām par reproduktīvās toksicitātes pētījumiem.
Attiecībā uz bioloģiskiem produktiem reproduktīvo toksicitāti parasti novērtē farmakoloģiski nozīmīgām dzīvnieku sugām. Ja gan grauzēji, gan truši ir mērķa-saistīšanas radniecīgu dzīvnieku sugas, embriju-augļa attīstības toksicitātes testu veikšanai jāizmanto divas dzīvnieku sugas, ja vien vienai sugai nav apstiprināta embrionālā letalitāte vai teratogenitāte. Ja mērķa-saistošās dzīvnieku sugas ir primāti, kas nav cilvēkveidīgie primāti, vai arī nav atbilstošu dzīvnieku sugu, reproduktīvās toksicitātes testos parasti vispirms tiek ņemtas vērā žurkas vai truši, lai izpētītu brīvo mazmolekulāro savienojumu reproduktīvo toksicitāti. Ja pētījuma rezultāti apstiprina pozitivitāti, nav nepieciešams pētīt reproduktīvo toksicitāti, izmantojot mērķa{7}}saistītās radniecīgās dzīvnieku sugas; pretējā gadījumā, lai noteiktu antigēnu -mediētu reproduktīvo toksicitāti, ir jāapsver iespēja izmantot primātus, kas nav cilvēkveidīgie primāti vai transgēni dzīvnieki, vai alternatīvas molekulas. Ja antivielai vai mazmolekulāram savienojumam ADC ir literatūras dati, kas skaidri parāda iespējamos reproduktīvās toksicitātes riskus, reproduktīvās toksicitātes pētījumi nav nepieciešami un attiecīgo riska kontroli var balstīt uz literatūrā sniegto informāciju.
Kancerogenitāte:Pamatojoties uz ADC īpašībām, kancerogenitātes pētījumu nepieciešamību var apsvērt saskaņā ar ICH S1, ICH S6, ICH S9 un citām saistītām vadlīnijām.
Imunogenitāte/imunotoksicitāte:ADC pēc iekļūšanas organismā var izraisīt imunogenitāti, veidojot antivielas pret-zālēm. ADC imunogenitātes novērtējums palīdz analizēt zāļu farmakokinētiku, efektivitāti un drošības rezultātus, tāpēc anti--zāļu antivielu noteikšana parasti tiek veikta kopā ar ne-ADC drošības pētījumiem. Antivielu antivielas var ražot no ADC antivielu daļas un linkera daļas, un tas, vai ir nepieciešama turpmāka antigēnu epitopu izmeklēšana, ir jāpamato ar imunogenitātes risku. ADC imunogenitātes analīzes izstrādei, validācijai un analītiskās noteikšanas stratēģijai ir jāatbilst "Zāļu imunogenitātes izpētes tehniskajām vadlīnijām". ADC var atsaukties uz ICH S6, ICH S8, ICH S9 un citām vadlīnijām un saprātīgi izstrādāt imūntoksicitātes noteikšanas indikatorus, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā ADC veids un darbības mehānisms. Papildus parastajiem imūntoksicitātes pētījumiem, ja nepieciešams, jāapsver papildu imūntoksicitātes pētījumi.
Optiskā drošība:Pirms I fāzes klīniskajiem pētījumiem potenciālā fototoksicitāte ir provizoriski jānovērtē, pamatojoties uz mazo molekulu savienojumu (tostarp linkeru) fotoķīmiskajām īpašībām un farmakoloģiskajām/ķīmiskajām kategorijām. Ja šie dati liecina par iespējamu risku, klīniskā pētījuma subjektiem jāveic atbilstoši aizsardzības pasākumi. Ja ne-klīniskie dati vai klīniskā pieredze nevar pilnībā novērtēt fotoattēlu drošības risku, pirms lielas-parauga klīniskās izpētes (III fāze) ir jāiesniedz fotoattēlu drošības novērtējums saskaņā ar ICH S10 aprakstītajiem principiem.
Audu krusteniskā{0}}reaktivitāte:Audu krusteniskās{0}}reaktivitātes pētījumi ir in vitro audu saistīšanās testi, ko veic, izmantojot imūnhistoķīmiskas metodes, lai noteiktu antivielu un antigēnu epitopu saistīšanās īpašības audos. Audu krusteniskās -reaktivitātes pētījumi var sniegt noderīgu papildu informāciju, lai izprastu mērķa sadalījumu, kā arī var sniegt informāciju par iespējamu negaidītu saistīšanos. Audu krusteniskās-reaktivitātes pētījumi, izmantojot cilvēka audus, ir antivielu zāļu sākotnējās klīniskās dozēšanas drošības novērtējuma sērijas neatņemama sastāvdaļa. Ja nav mērķa-saistītu dzīvnieku sugu, informācija par audu krustenisko-reaktivitāti ir īpaši svarīga, lai prognozētu cilvēka toksicitātes riskus. ADC, kas paredzēti vēlīnās stadijas audzēju indikācijām, audu krusteniskās{10}reaktivitātes pētījumi nav nepieciešami, ja pēc toksikoloģiskās ietekmes uz attiecīgajām dzīvnieku sugām novērtēšanas nav īpašas bažas.
Pašlaik ICH, FDA, NMPA un citas aģentūras ir izdevušas atbilstošas tehniskās vadlīnijas ADC neklīniskās farmakoloģijas un toksikoloģijas pētījumiem. Pētnieki var izstrādāt zinātniski pamatotus ne-klīniskos farmakoloģijas un toksikoloģijas pētījumus, kuru pamatā ir zāļu īpašības, maksimāli ekstrapolējot ne-dzīvnieku-līmeņa farmakodinamiskās iedarbības un toksicitātes reakcijas uz cilvēkiem, prognozējot ADC efektivitāti un drošību klīniskos lietojumos un tādējādi uzlabojot klīniskās izstrādes panākumus. Zāļu izstrādātāji var sazināties ar regulatīvajām aģentūrām, pamatojoties uz provizorisko pētījumu rezultātiem un esošajām problēmām, lai iegūtu zinātniski standartizētu ne-klīnisko pētījumu atbalsta informāciju.
