נכון לעכשיו, קיימות שיטות מחקר לא-קליניות רבות במבחנה וב-in vivo, כמו גם הניסיון מפיתוח תרופות משווקות. עם זאת, חיזוי יעילות ובטיחות קלינית באמצעות מחקרים לא-מתואמים עדיין מאתגר, ומאמר זה עורך ניתוח- מעמיק בנושא זה.
ה-ADCs האידיאליים צריכים להיות בעלי לפחות שלושת המאפיינים הבאים:
1. יכולת קשירת מיקוד: אנטיגן יעד ADC האידיאלי מתבטא רק על פני השטח של גידולים וברמות גבוהות, ללא נשירה קלה.
2. תהליך טרנספורמציה: לפני הגעה לתאי המטרה, המולקולה הציטוטוקסית, באופן אידיאלי, לא צריכה להישפך מה-ADC, כלומר כל ה-ADC מופנם לתוך התאים.
3. שחרור המולקולה הקטנה של הרעלן: המולקולה הקטנה צריכה להשתחרר במהירות ובמאסיבית בתוך תאי הגידול; המולקולה הקטנה צריכה להיות בעלת רעילות גבוהה כדי להרוג ביעילות תאי גידול.
אסטרטגיית הערכה פרמקולוגית עבור ADCs
מחקר פעולה פרמקולוגי נערך בדרך כלל בשלב גילוי התרופה או שלב ההערכה הפרה-קלינית. הפרויקטים הניסויים העיקריים שצריכים להתבצע כוללים פעילות קושרת מטרה, הפנמה מתווכת של נוגדנים, עיכוב שגשוג גידולים in vivo ו-in vitro (עבור ADCs נגד -גידולים), ציטוטוקסיות תאית תלוית נוגדנים (ADCC) וציטוטוקסיות תלויה-שלמה (CDC).
כאשר בוחנים את הפרמקודינמיקה של ADCs בבעלי חיים, השיקול הראשון הוא הבדלי המינים. אם ל-ADCs אין פעילות קשירה או בעלי פעילות קשירה נמוכה עם אנטיגנים בעכברים, יש צורך לשקול שימוש בחיות טרנסגניות לניסויים פרמקודינמיים, או לערוך מחקרים פרמקודינמיים in vivo עם נוגדנים שמקורם בבעלי חיים-. בעלי חיים טרנסגניים יכולים להימנע משימוש בנוגדנים חלופיים, וכאשר אנטיגן המטרה מתבטא בכלי הדם או בסטרומה של המארח, בעלי חיים מהונדסים יכולים לא רק להעריך את ההשפעות הפרמקודינמיות אלא גם לצפות בתגובות רעילות במידה מסוימת. אם אנטיגן המטרה מתבטא רק בתאי גידול אנושיים, אין צורך בבעלי חיים מהונדסים; ניתן לבחון את ההשפעות הפרמקודינמיות בדגמי עכברים עירומים המושתלים בתאי גידול אנושיים. בעת ביצוע מחקרים פרמקודינמיים ברמה התאית או ברמת מודל בעלי חיים, ביצוע בו-זמנית מחקרי PK/PD, ניתוח התפלגות תרופות למיקוד, שיעור תפוסת הקולטן והקשר בין חשיפה לתרופה והשפעה יכולים לסייע בתכנון משטרי מינון קליני וניתוח תוצאות מחקרי הבטיחות.
אסטרטגיית הערכה טוקסיקולוגית עבור ADCs
בחירת מינים של בעלי חיים: כדי לחשוף באופן מלא את מאפייני הרעילות של ADCs במחקרי בטיחות לא-קליניים כדי לתמוך בפיתוח הקליני של ADCs, הערכת הרלוונטיות של מיני ניסויים בבעלי חיים ויכולת התרגום של תוצאות מחקרים לא-קליניים היא חיונית. קביעה זו כוללת בדרך כלל בדיקת הזיקה הקישורית של ADCs לאנטיגנים ממוקדים במינים לא-קליניים בהשוואה לבני אדם, כמו גם השוואה של ספקטרום הצביעה האימונוהיסטוכימית במחקרי תגובתיות צולבת- של רקמות. תפקודי האפקטור או האימונוגניות של נוגדנים עשויים להשתנות גם בגלל הבדלי מינים.
פרמטרי חשיפה ומטבוליזם: בנוסף, כמו תרופות ומוצרים ביולוגיים אחרים, האקסטרפולציה של תוצאות מחקרים לא-קליניים לבני אדם צריכה לכלול השוואה של פרמטרי חשיפה ומטבוליזם. לדוגמה, BR-96 הוא ADC שנוצר על ידי קישור קוולנטי של doxorubicin (DOX) לשאריות הציסטאין של נוגדן חד שבטי BR96 הומני דרך קישור 6-maleimidohexanoic acid hydrazide. מחקרים טוקסיקולוגיים הראו שבניגוד לחולדות וקופים, כלבים רגישים יותר להשפעות הרעילות של BR-96, כאשר דלקת מעיים דימומית היא הרעילות המגבילה את המינון. למרבה ההפתעה, ל-BR96-DOX ולנוגדן החד שבטי הבלתי שונה BR96 יש את אותה רעילות מגבילת מינון, מה שמעיד על כך שהרעילות מיוצרת על ידי הנוגדן החד שבטי. שלא כמו DOX ללא שינוי, ADCs לא גרמו לקרדיומיופתיה במודלים של חולדות. לכן, בחירת המינון לניסוי הקליני שלב I של BR96-Dox בנבדקים בבני אדם התבססה על תוצאות הטוקסיקולוגיה בכלבים.
ביטוי יעד נוגדנים: בדומה לנוגדנים חד שבטיים טיפוליים, ההערכה הלא-קלינית של ADCs עשויה להיות מעוכבת על ידי היעדר יעדי אנטיגן במינים של ניסויים בבעלי חיים. הנחיות ICH S6 (R1) להערכת בטיחות פרה-קלינית של תרופות-ממקוריות ביוטכנולוגיה (2011) קובעות, "בחירת המינים עבור נוגדנים- של תרופות/רעלנים (ADCs) המכילים רעלים/רעלנים חדשים, צריכה לפעול לפי אותם העקרונות הכלליים הרלוונטיים עבור נוגדנים בבעלי חיים. אלה המבטאים את האפיטופ הנדרש ומציגים ספקטרום תגובתיות צולבות של רקמות דומה לזה של רקמות אנושיות, לכן, ספציפיות של מינים ומחלות עשויות לקבוע או להגביל הערכה לא{10}}קלינית.
ביטוי רקמה תקין של אנטיגן המטרה מהווה דאגה בטיחותית מרכזית לטיפול ב-ADC. באופן אידיאלי, אנטיגן המטרה צריך להתבטא ברמות נמוכות מאוד בתאים נורמליים; עם זאת, כפי שהוזכר בשתי הדוגמאות לעיל, נוגדנים לא תמיד ספציפיים בפועל. דוגמאות לרעילות פוטנציאלית נוספות הקשורות לחוסר ספציפיות למטרות ADC כוללות NaPi2b, מעביר פוספט תלוי-נתרן, המתבטא במספר סוגי גידולים אך גם ניתן לזיהוי ברקמות נורמליות, שם הוא ממלא תפקיד בהומאוסטזיס פוספט אנאורגני. ADC (אנטי-NaPi2b-vc-MMAE) פותח על ידי צימוד נוגדן מונושבטי מסוג IgG1-NaPi2b חד שבטי ל-MMAE דרך קישור פפטיד vc, ואושרה שיש לו זיקה ספציפית מקשר ברקמות אנושיות וסרטנים נורמליות. עם זאת, למרות ביטוי ברמה גבוהה-בריאות הנורמליות של קופים, הבטיחות של תגובתיות צולבת- זו יכולה להיות מקובלת, כאשר המינון-מגביל רעילות שאינה קשורה לביטוי רקמה רגיל. ההשפעות הטוקסיקולוגיות בחולדות רגילות, במינים לא-קושרים ובקופים תואמות את הפרמקולוגיה של MMAE.
עקרונות עיצוב טוקסיקולוגיה כלליים: באופן כללי, אין צורך להגדיר קבוצות נפרדות לנוגדן החד שבטי/נוגדן עירום, רעלן מקשר/קישור-, שכן מולקולת הנוגדנים החד שבטיים היא אחד הגורמים העיקריים המשפיעים או קובעים את החשיפה המערכתית. תכנון המינון צריך לשקול את המינון הפרמקודינמי של ADCs, את המאפיינים של מולקולת הנוגדנים ואת תכונות הרעילות של רעלן המולקולה הקטנה.
התמקד ברעילות-של מטען:למרות ששחרור ממוקד של תרכובות מולקולות קטנות משיג העשרת תרופות ברקמות המטרה, משפר את החלון הטיפולי, מאפייני הרעילות העיקריים של ADCs עדיין דומים לאלו של תרכובות מולקולות קטנות המחוברות. רוב תגובות הרעילות של ADC הן פחות חמורות מאשר מתן ישיר של תרכובות מולקולות קטנות, אך חלק מה-ADCs עשויות להגביר תגובות רעילות לרקמות הקשורות לקישור ליעד נוגדן או לקישור -לחוץ למטרה. למרות ש-ADC מגבירים שחרור ממוקד של תרכובות מולקולות קטנות, חלק מתרכובות מולקולות קטנות עדיין משתחררות בטרם עת, וכמה תרכובות של מולקולות קטנות חופשיות יכולות להתפזר במהירות או לעבור לרקמות הסובבות ולזרימה מערכתית מתאי מטרה, או אפופטוזיס ונזק של תאי מטרה עלולים להוביל לכניסת תרכובות של מולקולות קטנות חופשיות למחזור הדם הסיסטמי. חלק הנוגדנים של ADCs עשוי להיקשר גם לקולטנים או אפיטופים אחרים שאינם -איבר-מטרה של תאי איברי רקמת מטרה, כגון קולטן Fc-תיווך בפגוציטוזיס תאית, והתרופה עלולה להפעיל השפעות רעילות על תאי רקמה מקבילים לאחר פירוק מטבולי. לכן, הרעילות של ADCs קשורה קשר הדוק למאפייני הנוגדן, תרכובות מולקולות קטנות ומקשרים, ושינויים במאפייני הרעילות של ADCs יתרחשו עם וריאציה של הנוגדן, תרכובות מולקולות קטנות ומקשרים. במחקרי בטיחות לא-קליניים, יש לשים לב להשפעה של מבנה הרכב התרופה ומאפיינים פרמקוקינטיים על רעילות, ולנתח את תוצאות הניסויים באופן מקיף.
גנוטוקסיות:מקרומולקולות ביולוגיות בדרך כלל אינן מקיימות אינטראקציה ישירה עם ה-DNA, וה-ADC וחלק הנוגדנים שלו בדרך כלל אינם צריכים לעבור בדיקות גנוטוקסיות. הגנוטוקסיות הפוטנציאלית של ADCs מגיעה מתרכובות המולקולה הקטנה. אם תרכובת המולקולה הקטנה היא תרכובת חדשה, יש לערוך בדיקות גנוטוקסיות; עבור תרכובות חדשות של מולקולות קטנות ו/או קישורים חדשים המיוצרים בגוף, יש להעריך את חומרי בדיקת היעד בהתבסס על התכונות הפיזיקוכימיות, מאפייני המחשוף והמבנה של תוצרי המחשוף של ADCs; אם מספיק נתונים מצביעים על כך שלחומר בדיקת היעד יש גנוטוקסיות, אין צורך במחקרי גנוטוקסיות.
רעילות רבייה:לתרכובות המולקולות הקטנות, הקישורים והנוגדנים העירומים ב-ADCs עשויות להיות השפעות שליליות על איברי הרבייה, פוריות, התפתחות העובר-והתפתחות הצאצאים, לכן יש לשים לב לסיכון לרעילות הרבייה של ADCs. אסטרטגיית המחקר, התכנון, היישום וההערכה של רעילות הרבייה של ADC צריכים להתייחס להנחיות ICH S5, ולשלב את מנגנון הפעולה ואוכלוסיית היעד של ADCs כדי לאמץ אסטרטגיית ניתוח ספציפית לבעיה-. ADCs המיועדים לחולי גידול- מאוחרים יכולים להתייחס להנחיות ICH S9 למחקר רעילות רבייה.
עבור מוצרים ביולוגיים, רעילות הרבייה מוערכת בדרך כלל במיני בעלי חיים רלוונטיים מבחינה פרמקולוגית. אם גם המכרסמים וגם הארנבות הם-קושרים מינים של בעלי חיים הקשורים למטרה, יש להשתמש בשני מיני בעלי חיים לביצוע בדיקות רעילות להתפתחות עוברים-, אלא אם כן אושרו קטלניות עוברית או טרטוגניות במין אחד. אם מיני בעלי חיים-קושרים היעד הם פרימטים לא-אנושיים או שאין מינים רלוונטיים של בעלי חיים, חולדות או ארנבות נחשבים בדרך כלל ראשונים לבדיקות רעילות רבייה כדי לחקור את רעילות הרבייה של תרכובות חופשיות של מולקולות קטנות. אם תוצאות המחקר מאשרות חיוביות, אין צורך לחקור את רעילות הרבייה באמצעות-מיקוד המקשר מיני בעלי חיים קשורים; אחרת, יש לשקול פרימטים לא-אנושיים או בעלי חיים מהונדסים או מולקולות חלופיות לצורך בדיקה לזיהוי רעילות רבייה בתיווך אנטיגן. אם לנוגדן או לתרכובת המולקולה הקטנה ב-ADCs יש נתוני ספרות המראים בבירור סיכוני רעילות רבייה פוטנציאליים, אין צורך במחקרי רעילות רבייה ובקרת סיכונים רלוונטית יכולה להתבסס על מידע ספרותי.
קרצינוגניות:בהתבסס על המאפיינים של ADCs, ניתן לשקול את הצורך במחקרי קרצינוגניות על פי ICH S1, ICH S6, ICH S9 והנחיות קשורות אחרות.
אימונוגניות/אימונוטוקסיות:ADCs עלולים לגרום לאימוגניות לאחר כניסה לגוף, ויוצרים נוגדנים אנטי--לתרופות. הערכת האימונוגניות של ADCs מסייעת לנתח את הפרמקוקינטיקה, היעילות והבטיחות של התרופה, כך שזיהוי נוגדנים נגד-תרופות מלווה בדרך כלל במחקרי בטיחות לא-קליניים של ADCs. נוגדנים אנטי- עשויים להיווצר מחלק הנוגדנים ומהחלק המקשר של ADCs, והאם יש צורך בבדיקה נוספת של אפיטופים של אנטיגן צריך להתבסס על הסיכון לאימונוגניות. אסטרטגיית הפיתוח, האימות והאיתור האנליטי לניתוח אימונוגניות של ADCs צריכה לפעול בהתאם ל"הנחיות הטכניות לחקר אימונוגניות תרופתית". ADCs יכולים להתייחס ל-ICH S6, ICH S8, ICH S9 והנחיות אחרות, ולתכנן באופן סביר מדדי זיהוי אימונוטוקסיות בהתבסס על גורמים כמו סוג ומנגנון הפעולה של ADCs. בנוסף למחקרי רעילות חיסונית שגרתיים, יש לשקול מחקרים נוספים על רעילות אימונו במידת הצורך.
בטיחות אופטית:לפני ניסויים קליניים שלב I, יש להעריך מראש את הפוטוטוקסיות הפוטנציאלית בהתבסס על התכונות הפוטוכימיות והקטגוריות הפרמקולוגיות/כימיות של תרכובות המולקולות הקטנות (כולל קישורים). אם נתונים אלו מצביעים על סיכונים פוטנציאליים, יש לנקוט באמצעי הגנה מתאימים עבור נבדקי ניסוי קליני. אם נתונים לא-קליניים או ניסיון קליני אינם יכולים להעריך באופן מלא את הסיכון של בטיחות צילום, יש לספק הערכת בטיחות בצילום בהתאם לעקרונות המתוארים ב-ICH S10 לפני ניסויים קליניים גדולים-(שלב III).
תגובתיות של-הצלבת רקמות:מחקרי תגובתיות צולבת-רקמות הם בדיקות קשירה לרקמות במבחנה שנערכו באמצעות טכניקות אימונוהיסטוכימיות כדי לקבוע את מאפייני הקישור של נוגדנים ואפיטופים של אנטיגן ברקמות. מחקרי תגובתיות צולבת-רקמות יכולים לספק מידע משלים שימושי להבנת התפלגות היעד ויכולים גם לספק מידע על קישור פוטנציאלי בלתי צפוי. מחקרי תגובתיות צולבת-רקמות באמצעות רקמות אנושיות הם חלק בלתי נפרד מסדרת הערכת בטיחות המינון הקלינית הראשונית עבור תרופות נוגדנים. כאשר אין מטרה-קושרת מינים של בעלי חיים הקשורים, מידע על תגובתיות צולבת-רקמות חשוב במיוחד לניבוי סיכוני רעילות אנושיים. עבור ADCs המיועדים להתוויות גידול-מאוחרות, אין צורך במחקרי תגובתיות צולבת-רקמות אם אין חששות מיוחדים לאחר הערכת השפעות טוקסיקולוגיות במינים רלוונטיים של בעלי חיים.
נכון לעכשיו, ICH, FDA, NMPA וסוכנויות אחרות הוציאו הנחיות טכניות רלוונטיות למחקר הפרמקולוגיה והטוקסיקולוגיה הלא-קלינית של ADCs. חוקרים יכולים לתכנן מחקרים פרמקולוגיה וטוקסיקולוגיה לא-קליניים סבירים מבחינה מדעית בהתבסס על המאפיינים של התרופות, ולמקסם את האקסטרפולציה של השפעות פרמקודינמיות ותגובות רעילות לבני אדם שאינן-קליניות ברמת בעלי חיים, ולנבא את היעילות והבטיחות של ADCs בפיתוח קליני ובאמצעות שיפור קצב הפיתוח וההצלחות הקליניות של ADCs. סיכונים. מפתחי תרופות יכולים לתקשר עם סוכנויות רגולטוריות בהתבסס על תוצאות מחקר ראשוניות ובעיות קיימות כדי להשיג מידע תמיכה מחקרית לא-קלינית סטנדרטית.
