Зашто добри ин витро подаци могу пропасти ин виво: Преиспитивање ДМПК-а у свим модалитетима лекова

"Подаци ин витро изгледају одлично."

Та изјава се често појављује у откривању лекова. Кандидат показује јаку биохемијску потенцију, повољну ћелијску активност, добру селективност, високу метаболичку стабилност и ограничену инхибицију ЦИП. На папиру, молекул изгледа спреман да напредује у животињској фармакологији и фармакокинетичким студијама.

Зашто онда кандидат са јаким ин витро подацима и даље може имати лош учинак ин виво?

Мали молекул може показати одличну микрозомалну стабилност, али неочекивано висок клиренс код животиња. Антитело може показати снажно везивање за циљ и ћелијску моћ, али не успева да одржи довољну покривеност циља ин виво. АДЦ може задржати повољну изложеност антителима док прерано ослобађа свој терет. Пептид може изгледати стабилно ин витро, али се брзо елиминише ин виво. За терапеутике нуклеинске киселине, концентрације у плазми могу брзо да падају иако фармаколошка активност траје недељама или месецима.

Ови резултати нису контрадикторни. Они одражавају основни принцип ДМПК: ин витро тестови изолују појединачне механизме, док ин виво фармакокинетика одражава понашање целог биолошког система. Релевантно питање није да ли је лек „стабилан“ или има „дуго полувреме-, већ да ли његова диспозиција производи довољну изложеност на месту, иу молекуларном облику, неопходну за фармаколошку активност.

Након примене, лек пролази кроз низ повезаних процеса: апсорпција, дистрибуција, метаболизам, елиминација, пенетрација у ткиво, циљна интеракција и низводна фармакологија.

Ин витро тест испитује само једну компоненту овог система. Микросомална стабилност, на пример, описује суштински метаболички обрт у дефинисаним експерименталним условима. Сам по себи не одређује ренални клиренс, елиминацију посредовану транспортером-, дистрибуцију у ткиву, везивање за протеине плазме или допринос екстрахепатичног метаболизма.

Иста тачка важи и за сложеније модалитете. Што се тиче антитела, системска изложеност не зависи само од рециклаже посредоване ФцРн-већ и од циљне експресије и мета-посредоване диспозиције. За АДЦ, укупна изложеност антителима не представља нужно изложеност неоштећеном, фармаколошки компетентном АДЦ-у. За пептиде и нуклеинске киселине, дистрибуција ткива и интрацелуларна перзистенција могу бити важнији од стабилности плазме.

ДМПК тумачење стога мора да се помери са изолованих параметара на оквир изложености заснован на{0}}механизму:

Молекуларна својства → апсорпција и диспозиција → излагање ткива → ангажовање циља → фармакодинамички одговор

Неуспех у било којој фази прекида везу између ин витро потенције и ин виво ефикасности.

За конвенционалне мале молекуле,раних ДМПК програмаобично укључују микрозомалну стабилност јетре, стабилност хепатоцита, инхибицију или индукцију ЦИП, стабилност плазме и процене пермеабилности.

Микросомална стабилност је корисна јер карактерише подложност једињења оксидативном метаболизму у јетри. Високу микрозомалну стабилност, међутим, не треба читати као низак системски клиренс.

Клиренс ин виво такође може укључивати бубрежну филтрацију и секрецију, излучивање жучи, активност транспортера, екстрахепатички метаболизам и друге механизме елиминације. Дистрибуција може даље да промени уочену концентрацију у плазми-временски профил.

Такође је потребно пажљиво читање{0}}полуживота. јер:

т₁/₂=0.693 × Вд / ЦЛ

дуго терминално полувреме-може бити резултат ниског клиренса, великог привидног обима дистрибуције или обоје. Кратак полуживот-, заузврат, не значи само брзу метаболичку деградацију.

Разлика је важна када се екстраполира по врстама. Ензими{1}}метаболишући лекове и транспортери разликују се међу глодарима, псима, не-приматима и људима. ПК животиња не може се увек предвидети из једног ин витро метаболичког теста, или из друге врсте, без интегрисања неколико линија доказа.

Због тога би ДМПК са малим{0}}молекулима требало да одговори на два одвојена питања:

Колико је једињење стабилно?

И који механизми доминирају његовим ин виво клиренсом и изложеношћу?

Питања су повезана, али нису заменљива.

Терапеутика великих{0}}молекула функционише у оквиру другачијег ДМПК оквира.

За конвенционална ИгГ антитела, ФцРн-посредовано рециклирање значајно доприноси продуженој системској постојаности. Међутим, само системски полуживот{2}}не одређује да ли антитело производи адекватну фармаколошку активност.

Циљна експресија, дистрибуција ткива, рецептор{0}посредована интернализација и циљна-диспозиција лека (ТМДД) могу да утичу на изложеност антителима. Ово је најважније за антитела усмерена против високо изражених или брзо интернализованих циљева, где везивање за циљ постаје део елиминационог пута и производи нелинеарну или дозно{3}}зависну фармакокинетику.

Развој антитела би стога требало да превазиђе питање колико дуго антитело остаје у плазми и да постави питање да ли изложеност одржава довољну покривеност циља током потребног трајања. Разлика је централна за тумачење ПК/ПД: антитело може имати повољан системски полуживот-али и даље фармаколошки бити кратак ако је пенетрација у ткиво или ангажовање циља недовољно.

Коњугати антитела{0}}лека додају још један слој сложености, јер терапеутски ентитет није само антитело.

АДЦ садржи најмање три функционално важне компоненте: антитело, линкер и терет. После администрације њихово понашање може да се разликује.

Врсте које циркулишу могу укључивати интактни АДЦ, делимично декоњуговано антитело, слободно оптерећење и активне или неактивне катаболите. Укупна концентрација антитела може остати релативно висока чак и када концентрација фармаколошки компетентног АДЦ опада.

Ово ствара важну аналитичку разлику:

Укупна изложеност антителима=нетакнута изложеност АДЦ=изложеност активном терету

АДЦ студијестога треба да измерите параметре као што су нетакнута или коњугована антитела, однос лека{0}}према-антитела (ДАР), слободни терет, метаболити у вези са корисним оптерећењем-и, где је релевантно, изложеност ткива.

ДАР такође показује зашто оптимизација једног параметра може довести у заблуду. Повећање оптерећења повећава садржај лека по антителу, али прекомерни ДАР мења физичко-хемијска својства, укључујући хидрофобност, склоност агрегацији, дистрибуцију ткива и клиренс.

Централно ДМПК питање за АДЦ је да ли нетакнути АДЦ може да допре до релевантног ткива, да остане довољно стабилан у циркулацији и да ослободи активни терет на правом месту иу право време.

Пептидна терапија представља још један посебан изазов за ДМПК.

Многи ендогени пептиди се брзо разграђују од стране протеаза, а због своје мале молекуларне величине они такође пролазе кроз значајан ренални клиренс. Продужење изложености пептидима често захтева промену укупног профила диспозиције, а не само повећање отпорности на ензимску деградацију.

Семаглутид је користан пример. Његово продужено системско излагање је повезано са структурном модификацијом која промовише везивање албумина, што смањује бубрежну елиминацију и продужава време циркулације.

Шира поука је да пептид ДМПК треба да узме у обзир неколико повезаних својстава: протеолитичку стабилност, везивање за протеине, клиренс бубрега, дистрибуцију ткива и ангажовање рецептора. Пептид који је високо стабилан у изолованом тесту протеазе може и даље имати неповољан ин виво профил ако његов доминантни механизам клиренса лежи негде другде.

Мала интерферирајућа РНК (сиРНА) и антисенс олигонуклеотиди (АСО) показују најјасније ограничење конвенционалне плазма ПК интерпретације.

За многе традиционалне мале молекуле, концентрација у плазми је разумно повезана са излагањем на фармаколошком месту. За терапеутике нуклеинске киселине, та веза може бити много слабија.

Након примене, олигонуклеотид се може дистрибуирати у ткива, подвргнути ћелијском преузимању и унутарћелијском промету и акумулирати у фармаколошки релевантним деловима. Биолошки значајна изложеност може да траје и након што се концентрације у плазми смање.

Инцлисиран ово илуструје. Као ГалНАц-коњугована сиРНА, њена активност зависи од испоруке до хепатоцита, ангажовања интрацелуларне машинерије за интерференцију РНК и континуиране супресије експресије ПЦСК9. Трајање фармакодинамичке активности се не може очитати из његовог{4}}временског профила концентрације у плазми.

Исти принцип је још јаснији за ЦНС{0}}усмерене АСО као што је нусинерсен, где је изложеност цереброспиналној течности и нервном ткиву важнија од фармаколошке активности него концентрације у плазми.

За терапију нуклеинским киселинама, релевантни ланац је:

Доза → дистрибуција ткива → ћелијска апсорпција → унутарћелијска перзистенција → модулација циљне РНК → трајање ПД

Ово се суштински разликује од процене конвенционалног малог молекула углавном преко ПК плазме.

Разлике између модалитета могу се сумирати питањем која је заправо најрелевантнија фармаколошка изложеност.

Табела даје ширу поенту: крајње тачке ДМПК треба да се бирају у складу са биологијом терапијског модалитета, а не да се примењују уједначено у свим класама лекова.

Приликом прегледа ДМПК пакета, тимови се често прво фокусирају на АУЦ, Цмак, клиренс и -време полувремена. Ови параметри су важни, али сами по себи не објашњавају да ли ће лек деловати.

Кориснија процена почиње са четири питања.

Где лек треба да делује? Релевантни одељак може бити плазма, туморско ткиво, јетра, ЦНС или интрацелуларни одељак.

Која молекуларна врста је фармаколошки активна? За АДЦ, он може бити нетакнут коњугат или ослобођен корисни терет. За терапеутско средство нуклеинске киселине, укупна концентрација можда не представља продуктивну интрацелуларну изложеност.

Може ли ПК објаснити ПД? Ако системска изложеност порасте без одговарајућег фармакодинамичког одговора, проблем може бити у дистрибуцији ткива, ангажовању циља, унутарћелијској испоруци или низводној биологији, пре него у самој системској изложености.

Да ли одабрани животињски модел репродукује релевантни механизам диспозиције? Разлике у врстама у ензимима, транспортерима, циљној експресији, биологији ФцРн, дистрибуцији ткива и болесном стању могу утицати на транслациону интерпретацију.

Ова питања померају ДМПК од колекције нумеричких параметара ка механичком разумевању понашања дрога.

Циљ у ДМПК-у није максимизирање једног параметра. То је успостављање кохерентне везе између дозе, изложености, дистрибуције, ангажовања циља, фармакодинамике и коначно ефикасности и безбедности.

Ово је важније јер се развој шири изван конвенционалних малих молекула ка антителима, АДЦ, пептидима, олигонуклеотидима, ћелијским и генским терапијама и другим сложеним модалитетима.

За неке програме, плазма ПК остаје доминантна транслациона крајња тачка. За друге, изложеност ткива, покривеност циља, нетакнута концентрација лека, интрацелуларна перзистенција или дистрибуција заснована на снимку-дају информативније доказе.Неклиничко снимањеможе да допуни конвенционалну ПК дајући лонгитудиналне информације о биодистрибуцији, ангажовању циља и фармакодинамичким променама код живих субјеката.

У студијама које нису -људске примате, интегрисање ПК/ПД са мерењима нивоа ткива{1}}, биомаркерима, имиџингом и фармаколошким крајњим тачкама помаже да се утврди да ли се кандидат понаша у складу са предвиђеним механизмом. Присис-ова транслациона истраживачка платформа комбинујеНХП фармакологијаса ПК/ПД, анализом биомаркера, патологијом и клиничким{0}}еквивалентним сликама где је научно прикладно, подржавајући интегрисаније тумачење диспозиције лекова и фармакологије.

Поука је јасна: добри ин витро подаци су неопходни, али они не гарантују добру ин виво фармакологију. Најинформативнија стратегија ДМПК прати лек од молекуларног дизајна до његовог стварног места деловања:

Молекуларна својства → Ин виво диспозиција → Релевантна изложеност ткива → Циљно ангажовање → ПД → Ефикасност и безбедност

Када се овај ланац разуме, неочекивани резултати ин виво престају да буду „неуспеси предвиђања“ и постају механички доказ који може да води оптимизацију кандидата, дизајн студије и доношење{0}} одлука о транслацији.

Контактирајте Присис Биотецх