بینش ADME برای داروهای الیگونوکلئوتیدی (2) - متابولیسم و ​​دفع

در مقاله قبلی به بحث پرداختیمجذب و توزیع الیگونوکلئوتیدها (ON).در این مقاله بحث را با تمرکز بر متابولیسم و ​​دفع ON ها ادامه خواهیم داد.

بر خلاف داروهای مولکولی کوچک، محصولات الیگونوکلئوتیدی (ONs) حداقل تفاوت‌ها را در متابولیسم بین گونه‌های مختلف نشان می‌دهند، با موارد نادری از متابولیت‌های خاص که فقط در انسان یا با نسبت‌های بسیار بالاتر در انسان یافت می‌شوند. ONها عمدتاً توسط اندو و اگزونوکلئازها متابولیزه می‌شوند، آنزیم‌هایی که هیچ گونه، جنسیت یا سن{2}}تفاوتی در پستانداران نشان نمی‌دهند. با این حال، این از اهمیت مطالعه متابولیسم محصولات ON کم نمی کند. متابولیت هایی که پس از برش چند نوکلئوتید باقی می مانند، ممکن است همچنان دارای فعالیت باشند، و تنها شناسایی نمونه اولیه ON ها، فعالیت مولکول را دست کم می گیرد. علاوه بر این، متابولیت‌های کوچک‌تر ممکن است با توالی‌های هدف خاموش، به واکنش‌های سمی ناخواسته هیبرید شوند. بنابراین، مطالعه متابولیسم ONها بسیار مهم است.

1. پایداری متابولیسم در شرایط آزمایشگاهی

متابولیسم آزمایشگاهی معمولاً در مرحله کشف دارو برای ارزیابی پایداری مولکول‌های کاندید استفاده می‌شود. در حالی که انواع متابولیت ها در بین گونه ها معمولاً مشابه هستند، نرخ متابولیسم ممکن است متفاوت باشد. یک سیستم ارزیابی in vitro ایده آل برای پیش بینی پایداری in vivo محصولات بسیار مهم است. به طور معمول، پلاسما، سلول های بافت هدف یا هموژن ها ترجیح داده می شوند. برای مدیریت محلی، ماتریس های محلی توصیه می شود.

2. شناسایی متابولیت در شرایط آزمایشگاهی

همانطور که قبلا ذکر شد، شناسایی متابولیت ها در شرایط آزمایشگاهی برای مولکول های کوچک بسیار مهم است، اما برای ON ها، اهمیت این مطالعه به دلیل شباهت در متابولیسم بین گونه ها محدود است. برخی از شرکت‌ها اطلاعاتی را در مورد شناسایی متابولیت در مرحله IND ارائه نمی‌کنند، که بر شروع آزمایش‌های بالینی تأثیری ندارد. برخی دیگر، برای کاهش خطرات ثبت نام، آزمایش های آزمایشگاهی انجام نمی دهند و فقط داده های متابولیسم داخل بدن را ارائه می دهند. برخی از شرکت‌ها شواهد مبتنی بر ادبیات- ارائه می‌دهند و به طور منطقی توضیح می‌دهند که خطر انجام نشدن این مطالعه قابل توجه نیست.

3. In Vivo متابولیسم

با توجه به مسیرهای متابولیسم قابل پیش‌بینی محصولات ONs، دستورالعمل‌های OSWG و ICH ارائه این داده‌ها را قبل از آزمایش‌های بالینی فاز III پیشنهاد می‌کنند.

مگر اینکه تفاوت های جنسیتی در مواجهه با داروهای نمونه اولیه در سایر داروها مشاهده شودمطالعات PK/TKمتابولیسم in vivo به طور معمول در یک جنس بررسی می شود. نمونه های پلاسما یا ادرار در درجه اول برای متابولیسم جمع آوری می شوند. پلاسما سازگاری بهتری با بافت ها نشان می دهد، در حالی که ادرار جنبه متابولیسم کلیوی را اضافه می کند. بافت ها نیز یک گزینه هستند، با در نظر گرفتن اندام هایی که در آنها ON ها عمدتاً تحویل داده می شوند یا اندام هایی که اهداف PD را بیان می کنند یا به طور بالقوه احتباس طولانی مدت- را بیان می کنند. با این حال، بررسی متابولیت ها در بافت ها یک نیاز نظارتی نیست و کاملاً به هدف تحقیقاتی شرکت بستگی دارد. LC{6}}MS معمولاً برای تشخیص متابولیسم in vivo استفاده می‌شود که می‌تواند همراه با مطالعات سم‌شناسی باشد.

4. تست ایمنی متابولیت

دستورالعمل‌های FDA در مورد متابولیت‌ها نیاز به نگرانی دارد اگر قرار گرفتن در معرض متابولیت در حالت ثابت از 10٪ از نمونه اولیه دارو بیشتر شود. این امر در مورد محصولات ONs نیز صدق می کند.

برای اجزای جدید LNP، پپتیدها یا پیوند دهنده هایی که در هیچ دارویی مورد تایید استفاده نمی شوند، ایمنی آنها باید ارزیابی شود.

5. دفع

OSWG و ICH M3 ارائه داده‌های دفع را قبل از آزمایش‌های بالینی فاز III توصیه می‌کنند. مسیرهای دفع برای ON های مشابه یکسان است. بیشتر ON ها عمدتاً در بافت ها متابولیزه می شوند و تنها بخش کوچکی از آن به عنوان نمونه اولیه دارو دفع می شود.

دفع را می توان در مطالعات PK جداگانه یا در ارتباط با مطالعات سم شناسی بررسی کرد.تجویز تک دوز-در یک گونه منفرد معمولا کافی است. جوندگان اغلب ترجیح داده می شوند. هم داروهای اولیه و هم متابولیت ها باید آزمایش شوند. سطوح تک دوز در دوزهای در نظر گرفته شده بالینی معمولاً کافی است، اما اگر توزیع بافتی ارزیابی شود، ممکن است به دوز بالاتری نیاز باشد. به طور معمول، فقط اجزای ادرار نیاز به آزمایش دارند. اما اگر ادرار راه دفع اولیه نباشد، باید نمونه های دیگری مانند صفرا جمع آوری شود. در صورت بروز مسمومیت گوارشی یا ریوی، آزمایش نمونه اضافی از مدفوع و تنفس توصیه می شود.

اگرچه برچسب‌گذاری رادیویی توسط آژانس‌های نظارتی اجباری نیست، اکثر ONهای عرضه شده در بازار از این روش برای ارزیابی تعادل مواد استفاده می‌کنند. با این حال، OSWG معتقد است که متابولیسم و ​​دفع ON ها از قبل دارای داده های تحقیقاتی کافی است و شباهت محصولات مشابه ارزش اضافی را از برچسب گذاری رادیویی تضمین نمی کند. علاوه بر این، اگر از برچسب گذاری رادیویی استفاده شود، نمی توان آن را در کنار مطالعات سم شناسی انجام داد. با این حال، برای مواردی که سایر روش‌ها فاقد حساسیت هستند، یا برای انواع جدید محصولات ONs، یا برای بافت‌هایی با زمان ماند طولانی‌مدت که مانع از مطالعات بالینی بر اساس دفع نشاندار رادیویی می‌شود، نشان‌گذاری رادیویی در حیوانات اهمیت خاصی دارد. همانطور که قبلا ذکر شد، در صورت استفاده از برچسب زدن رادیویی، موقعیت برچسب گذاری ترجیحاً باید در مناطقی باشد که نسبت به نوکلئازها پایدار هستند.

ترشح شیر مادر به سطح و مدت زمان قرار گرفتن در معرض محصول، فراهمی زیستی خوراکی و اینکه آیا جمعیت هدف شامل زنان شیرده می شود یا خیر بستگی دارد. طبق ICH S5(R3)، این مطالعه به طور کلی مورد نیاز نیست. نتایج حاصل از مطالعات ترشح شیر مادر که بر روی محصولات ONs به بازار عرضه شده اند، غلظت های بسیار پایینی را نشان داده اند یا غیرقابل تشخیص بوده اند.

علاوه بر این، مشابه الزامات جذب، توزیع و متابولیسم، اگر کونژوگه‌ها یا فرمول‌ها حاوی اجزای جدیدی به غیر از ON باشند، تشخیص آنها باید به آزمایش‌های دفع اضافه شود. در نهایت، برای محصولات درمانی mRNA به دلیل بی ثباتی ذاتی آنها، مطالعات دفع مورد نیاز نیست.

6. تداخلات دارویی در شرایط آزمایشگاهی

DDI عمدتا شامل آنزیم های متابولیک و ناقل ها می شود. یک دارو می تواند به عنوان یک "قربانی" یا به عنوان "مجرم" عمل کند که بر PK سایر داروها تأثیر می گذارد. از دیدگاه قربانی، ON ها باید بسترهایی برای آنزیم های متابولیک فاز I یا II یا انتقال دهنده باشند. با این حال، ONها عمدتاً از طریق نوکلئازها متابولیسم می‌شوند و به آنزیم‌های متابولیکی CYP یا ناقل‌ها مربوط نمی‌شوند. علاوه بر این، ON ها معمولاً بر اتصال پروتئین پلاسما به مولکول های کوچک تأثیر نمی گذارند. بنابراین، محصولات ONs معمولاً به مطالعات مرتبط به عنوان سوبسترا برای آنزیم‌های متابولیک یا ناقل‌ها نیاز ندارند. با این حال، برای ON های کونژوگه یا فرمولاسیون LNP با اجزای جدید، مطالعات سوبسترای آنزیمی ممکن است در نظر گرفته شود. برای ONهایی که عمدتاً از طریق مسیرهای کلیوی دفع می شوند، می توان ارزیابی کرد که آیا آنها بستر انتقال دهنده های کلیوی هستند یا خیر. برای محصولات ONهای کونژوگه GalNAc، باید به این موضوع توجه شود که آیا آنها بسترهای انتقال دهنده های جریان کبدی هستند یا خیر.

از منظر مرتکب، ONها در واقع پتانسیل اتصال غیر اختصاصی به برخی مولکول‌های بزرگ را دارند، اگرچه با میل ترکیبی ضعیف، ممکن است همچنان مکان‌های فعال آنزیم‌ها یا ناقل‌ها را اشغال کنند و بر PK سایر داروها تأثیر بگذارند. نه تنها ساختار ON، بلکه اجزای مزدوج یا اجزای فرمول نیز خطرات بالقوه ای را به همراه دارند. اگر محصولی با استفاده از فناوری پلت فرم توسعه داده شود، می توان به داده های پس زمینه DDI اشاره کرد. به عنوان مثال، اگر یک محصول پیش ساز DDI مثبت را نشان دهد، محصولات بعدی که بر اساس پلتفرم طراحی شده اند نیز به مطالعات مرتبط نیاز دارند. در صورت منفی بودن، سایر داده ها و ادبیات محصول را می توان بدون نیاز به مطالعات اضافی DDI ارائه کرد. به‌علاوه، DDI معمولاً مواد آزمایشی کامل-را با متابولیت‌هایی که در محدوده بررسی قرار نمی‌گیرند، ارزیابی می‌کند. از آنجایی که تنها بخش کوچکی از ON ها از لیزوزوم ها فرار می کنند و پس از جذب سلولی وارد سیتوپلاسم می شوند و بر آنزیم های متابولیک تأثیر می گذارند، سلول های کبدی کل این فرآیند را بهتر شبیه سازی می کنند، در حالی که احتمال مثبت کاذب در میکروزوم های کبدی بیشتر است. با نگاهی به حمل‌کننده‌ها، ON‌های عرضه‌شده به بازار می‌توانند در واقع برخی از حمل‌کننده‌ها را مهار کنند، مانند کازیمرسن که MATE1 را مهار می‌کند و اتپلیرسن که OCT1 و OATP1B1 را مهار می‌کند. بنابراین، انجام مطالعاتی در مورد مهار انتقال دهنده های جریان و جریان توسط ON توصیه می شود.

علاوه بر ایجاد مستقیم DDI از طریق اتصال، ONها همچنین ممکن است بر بیان CYP ها یا انتقال دهنده ها از طریق اثرات PD خود تأثیر بگذارند. بنابراین، برای ارزیابی تأثیر اثرات PD محصول مورد نظر بر بیان آنزیم‌های متابولیک و انتقال‌دهنده‌ها، تحقیقات ادبی کاملی مورد نیاز است. FDA همچنین نگران ONهایی است که به طور غیرمستقیم بر فعالیت CYP ها تأثیر می گذارند. به عنوان مثال، سیتوکین ها می توانند بر بیان CYP ها تأثیر بگذارند و ON ها ممکن است غلظت سیتوکین ها را تنظیم کنند. در چنین مواردی، روش‌های استاندارد ارزیابی CYPs در شرایط آزمایشگاهی قابل استفاده نیستند و ارزیابی با استفاده از پلاسمای بیمار پس از تجویز در سلول‌های کبدی می‌تواند در نظر گرفته شود.

دستورالعمل‌های FDA (2020) و EMA (2012) تکمیل مطالعات DDI برای داروهای مولکولی کوچک قبل از آزمایش‌های بالینی فاز III را پیشنهاد می‌کنند، که برای محصولات ONs نیز اعمال می‌شود.

7. نتیجه گیری

داروهای الیگونوکلئوتیدی به دسته نسبتا جدیدی از درمان ها تعلق دارند و هیچ دستورالعمل خاصی برای مطالعات ADME برای این دسته از محصولات وجود ندارد. انجمن های صنعتی مانند OSWG نقش مهمی در ارائه توصیه های دقیق برای مطالعات ADME ایفا کرده اند. در حالی که بیشتر اصول طراحی آزمایشی برای داروهای الیگونوکلئوتیدی شبیه مولکول‌های کوچک سنتی و بیولوژیک‌ها هستند، اما دارای ویژگی‌های خاص خود هستند. به عنوان مثال، خطر تفاوت های جنسیتی در جذب نسبتاً کم است، که امکان انجام مطالعات تک- PK را فراهم می کند. جمع آوری نمونه بیولوژیکی باید نیمه عمر در بافت ها را در نظر بگیرد. مطالعات توزیع بافتی برای داروهای الیگونوکلئوتیدی بسیار مهم است و نسبت به مولکول‌های کوچک سنتی و بیولوژیک‌ها به نقاط عطف زودتر نیاز دارد. علاوه بر این، به دلیل قوام آنزیم های متابولیک در بین گونه ها، اهمیت مطالعات متابولیسم داروی الیگونوکلئوتیدی به اندازه مولکول های کوچک نیست. داروهای الیگونوکلئوتیدی معمولاً سوبستراهای آنزیم های کبدی مانند CYPs نیستند، اما ممکن است در واقع بر فعالیت CYP ها یا ناقل ها تأثیر بگذارند و توجه به خطرات DDI را ضروری می کند. با این حال، لازم نیست همه مطالعات قبل از IND تکمیل شوند. بسیاری از کارآزمایی ها را می توان در طول کارآزمایی های بالینی ارائه کرد. محصولات الیگونوکلئوتیدی همچنین شامل خطراتی هستند که توسط اجزای کونژوگه، اجزای وسیله نقلیه تحویلی و غیره وارد می‌شوند، که باید در طراحی مطالعه به دقت در نظر گرفته شوند زیرا می‌توانند بر پارامترهای تشخیص تأثیر بگذارند.