Trong bài viết trước, chúng ta đã thảo luậnSự hấp thụ và phân phối oligonucleotide (ON).Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tiếp tục thảo luận bằng cách tập trung vào Chuyển hóa và bài tiết ON.
Không giống như các loại thuốc phân tử nhỏ, các sản phẩm oligonucleotide (ON) thể hiện sự khác biệt tối thiểu trong quá trình trao đổi chất giữa các loài khác nhau, với sự xuất hiện hiếm gặp của các chất chuyển hóa cụ thể chỉ tìm thấy ở người hoặc với tỷ lệ cao hơn đáng kể ở người. ON được chuyển hóa chủ yếu bởi end{1}} và exonuclease, những enzyme không có sự khác biệt nào liên quan đến loài, giới tính hoặc tuổi tác- ở động vật có vú. Tuy nhiên, điều này không làm giảm tầm quan trọng của việc nghiên cứu quá trình chuyển hóa các sản phẩm ON. Các chất chuyển hóa còn lại sau khi phân tách một vài nucleotide có thể vẫn còn hoạt động và chỉ phát hiện các ON nguyên mẫu sẽ đánh giá thấp hoạt động của phân tử. Hơn nữa, các chất chuyển hóa nhỏ hơn có thể lai với-các trình tự mục tiêu, tạo ra các phản ứng độc hại ngoài ý muốn. Vì vậy, nghiên cứu quá trình trao đổi chất của ON là rất quan trọng.
1. Độ ổn định trao đổi chất trong ống nghiệm
Chuyển hóa in vitro thường được sử dụng trong giai đoạn phát hiện thuốc để đánh giá tính ổn định của các phân tử ứng cử viên. Mặc dù các loại chất chuyển hóa giữa các loài thường giống nhau nhưng tốc độ trao đổi chất có thể khác nhau. Một hệ thống đánh giá in vitro lý tưởng là rất quan trọng để dự đoán độ ổn định in vivo của sản phẩm. Thông thường, huyết tương, tế bào mô đích hoặc chất đồng nhất được ưu tiên. Đối với chính quyền địa phương, nên sử dụng ma trận địa phương.
2.Nhận dạng chất chuyển hóa trong ống nghiệm
Như đã đề cập trước đó, việc xác định chất chuyển hóa trong ống nghiệm là rất quan trọng đối với các phân tử nhỏ, nhưng đối với ON, tầm quan trọng của nghiên cứu này bị hạn chế do sự giống nhau trong quá trình trao đổi chất giữa các loài. Một số công ty không gửi dữ liệu về nhận dạng chất chuyển hóa ở giai đoạn IND, điều này không ảnh hưởng đến việc bắt đầu thử nghiệm lâm sàng. Những người khác, để giảm rủi ro khi đăng ký, không tiến hành thử nghiệm in vitro và chỉ cung cấp dữ liệu chuyển hóa in vivo. Một số công ty cung cấp bằng chứng-dựa trên tài liệu, giải thích hợp lý rằng nguy cơ không thực hiện nghiên cứu này là không đáng kể.
3. Trao đổi chất trong cơ thể sống
Xem xét quá trình chuyển hóa có thể dự đoán được của các sản phẩm ON, hướng dẫn của OSWG và ICH đề xuất cung cấp dữ liệu này trước các thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn III.
Trừ khi có sự khác biệt về giới tính trong việc tiếp xúc với thuốc nguyên mẫu ở cácNghiên cứu PK/TK, quá trình trao đổi chất in vivo thường được kiểm tra ở một giới tính duy nhất. Mẫu huyết tương hoặc nước tiểu chủ yếu được thu thập để trao đổi chất. Huyết tương cho thấy tính nhất quán tốt hơn với các mô, trong khi nước tiểu bổ sung thêm khía cạnh chuyển hóa của thận. Mô cũng là một lựa chọn, xem xét các cơ quan trong đó ON chủ yếu được phân phối hoặc các cơ quan biểu hiện mục tiêu PD hoặc có khả năng lưu giữ-lâu dài. Tuy nhiên, việc kiểm tra các chất chuyển hóa trong mô không phải là yêu cầu bắt buộc và phụ thuộc hoàn toàn vào mục đích nghiên cứu của công ty. LC-MS thường được sử dụng để phát hiện quá trình trao đổi chất in vivo, có thể đi kèm với các nghiên cứu về độc tính.
4.Kiểm tra an toàn chuyển hóa
Hướng dẫn của FDA về chất chuyển hóa cần được quan tâm nếu mức tiếp xúc với chất chuyển hóa ở trạng thái ổn định-vượt quá 10% lượng thuốc nguyên mẫu. Điều này cũng áp dụng cho các sản phẩm của ON.
Đối với các thành phần LNP, peptide hoặc chất liên kết mới chưa được sử dụng trong bất kỳ loại thuốc nào được phê duyệt thì phải đánh giá độ an toàn của chúng.
5. Bài tiết
OSWG và ICH M3 khuyến nghị cung cấp dữ liệu bài tiết trước khi thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn III. Con đường bài tiết của các ON tương tự là như nhau. Hầu hết các ON được chuyển hóa chủ yếu ở các mô, chỉ một phần nhỏ được bài tiết dưới dạng thuốc nguyên mẫu.
Sự bài tiết có thể được kiểm tra trong các nghiên cứu dược động học riêng biệt hoặc kết hợp với các nghiên cứu về độc tính.Quản lý một lần{0}}liềutrong một loài duy nhất thường là đủ. Loài gặm nhấm thường được ưa thích. Cả thuốc nguyên mẫu và chất chuyển hóa đều phải được thử nghiệm. Các mức liều đơn lẻ ở liều dự kiến trên lâm sàng thường là đủ, nhưng nếu đánh giá được sự phân bố trong mô thì có thể cần dùng liều cao hơn. Thông thường, chỉ cần xét nghiệm thành phần nước tiểu. Tuy nhiên, nếu nước tiểu không phải là con đường bài tiết chính thì nên thu thập các mẫu khác như mật. Nếu xảy ra độc tính ở đường tiêu hóa hoặc phổi, nên xét nghiệm mẫu bổ sung từ phân và hơi thở.
Mặc dù các cơ quan quản lý không bắt buộc phải dán nhãn phóng xạ nhưng hầu hết các ON được bán trên thị trường đều sử dụng phương pháp này để đánh giá sự cân bằng vật chất. Tuy nhiên, OSWG tin rằng quá trình trao đổi chất và bài tiết của ON đã có đủ dữ liệu nghiên cứu và sự giống nhau của các sản phẩm tương tự không đảm bảo giá trị bổ sung từ việc dán nhãn phóng xạ. Hơn nữa, nếu sử dụng nhãn phóng xạ, nó không thể được tiến hành cùng với các nghiên cứu về độc tính. Tuy nhiên, đối với các trường hợp mà các phương pháp khác thiếu độ nhạy hoặc đối với các loại sản phẩm ON mới hoặc đối với các mô có thời gian lưu kéo dài cản trở các nghiên cứu lâm sàng dựa trên bài tiết được đánh dấu bằng chất phóng xạ thì việc dán nhãn phóng xạ ở động vật có một số ý nghĩa. Như đã đề cập trước đó, nếu sử dụng nhãn phóng xạ thì vị trí ghi nhãn tốt nhất nên ở những vùng ổn định với các nuclease.
Sự tiết sữa mẹ phụ thuộc vào mức độ và thời gian tiếp xúc với sản phẩm, khả dụng sinh học qua đường uống và liệu đối tượng mục tiêu có bao gồm phụ nữ đang cho con bú hay không. Theo ICH S5(R3), nghiên cứu này thường không bắt buộc. Kết quả từ các nghiên cứu về sự tiết sữa mẹ được thực hiện trên các sản phẩm ON được bán trên thị trường cho thấy nồng độ rất thấp hoặc không thể phát hiện được.
Hơn nữa, tương tự như các yêu cầu về hấp thu, phân phối và chuyển hóa, nếu liên hợp hoặc công thức chứa các thành phần mới ngoài ON, thì việc phát hiện chúng phải được thêm vào các xét nghiệm bài tiết. Cuối cùng, đối với các sản phẩm trị liệu bằng mRNA, do tính chất không ổn định vốn có nên không cần nghiên cứu bài tiết.
6.Tương tác thuốc trong ống nghiệm
DDI chủ yếu liên quan đến các enzyme trao đổi chất và chất vận chuyển. Một loại thuốc có thể đóng vai trò là “nạn nhân” hoặc là “thủ phạm” ảnh hưởng đến dược động học của các loại thuốc khác. Theo quan điểm của nạn nhân, ON cần phải là chất nền cho các enzyme chuyển hóa hoặc chất vận chuyển Giai đoạn I hoặc II. Tuy nhiên, ON chủ yếu trải qua quá trình trao đổi chất thông qua các nuclease và không liên quan đến các enzyme chuyển hóa hoặc chất vận chuyển của CYP. Hơn nữa, ON thường không ảnh hưởng đến sự liên kết với protein huyết tương phân tử nhỏ. Do đó, các sản phẩm ON thường không yêu cầu các nghiên cứu liên quan làm chất nền cho enzyme chuyển hóa hoặc chất vận chuyển. Tuy nhiên, đối với các công thức ON hoặc LNP liên hợp với các thành phần mới, các nghiên cứu về cơ chất enzyme có thể được xem xét. Đối với ON được bài tiết chủ yếu qua đường thận, có thể đánh giá xem chúng có phải là chất nền cho chất vận chuyển qua thận hay không. Đối với các sản phẩm ON liên hợp GalNAc-, cần chú ý xem liệu chúng có phải là chất nền cho chất vận chuyển dòng ra khỏi gan hay không.
Từ quan điểm của thủ phạm, ON thực sự có khả năng liên kết không đặc hiệu với một số phân tử lớn, mặc dù có ái lực yếu, chúng vẫn có thể chiếm vị trí hoạt động của enzyme hoặc chất vận chuyển, ảnh hưởng đến PK của các loại thuốc khác. Không chỉ cấu trúc của ON mà cả các thành phần liên hợp hoặc thành phần công thức cũng tiềm ẩn những rủi ro. Nếu một sản phẩm được phát triển bằng công nghệ nền tảng, dữ liệu nền DDI có thể được tham chiếu. Ví dụ: nếu một sản phẩm tiền thân cho thấy DDI dương tính thì các sản phẩm tiếp theo được thiết kế dựa trên nền tảng cũng cần có các nghiên cứu liên quan. Nếu âm tính, dữ liệu và tài liệu sản phẩm khác có thể được cung cấp mà không cần nghiên cứu DDI bổ sung. Ngoài ra, DDI thường đánh giá toàn bộ-tài liệu thử nghiệm, trong đó các chất chuyển hóa không nằm trong phạm vi kiểm tra. Vì chỉ một phần nhỏ ON thoát khỏi lysosome và đi vào tế bào chất sau khi tế bào hấp thu, ảnh hưởng đến các enzyme chuyển hóa, nên tế bào gan mô phỏng toàn bộ quá trình này tốt hơn, trong khi dương tính giả có nhiều khả năng xảy ra với microsome gan. Nhìn vào các chất vận chuyển, ON được bán trên thị trường thực sự có thể ức chế một số chất vận chuyển, chẳng hạn như casimersen ức chế MATE1 và eteplirsen ức chế OCT1 và OATP1B1. Do đó, nên tiến hành các nghiên cứu về việc ức chế các chất vận chuyển dòng ra và dòng vào của ON.
Bên cạnh việc trực tiếp gây ra DDI thông qua liên kết, ON cũng có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện của CYP hoặc chất vận chuyển thông qua hiệu ứng PD của chúng. Do đó, cần nghiên cứu tài liệu kỹ lưỡng để đánh giá tác động của tác động PD của sản phẩm dự kiến lên sự biểu hiện của các enzyme chuyển hóa và chất vận chuyển. FDA cũng lo ngại về việc ON ảnh hưởng gián tiếp đến hoạt động của CYP. Ví dụ, các cytokine có thể ảnh hưởng đến sự biểu hiện của CYP và ON có thể điều chỉnh nồng độ của cytokine. Trong những trường hợp như vậy, các phương pháp đánh giá CYP in vitro tiêu chuẩn không được áp dụng và có thể xem xét đánh giá bằng huyết tương bệnh nhân sau khi đưa vào tế bào gan.
Hướng dẫn của FDA (2020) và EMA (2012) đề xuất hoàn thành các nghiên cứu DDI đối với thuốc phân tử nhỏ trước khi thử nghiệm lâm sàng Giai đoạn III, cũng áp dụng cho các sản phẩm ON.
7.Kết luận
Thuốc oligonucleotide thuộc một loại trị liệu tương đối mới và không có hướng dẫn cụ thể nào cho nghiên cứu ADME đối với nhóm sản phẩm này. Các hiệp hội công nghiệp như OSWG đã đóng một vai trò quan trọng trong việc đưa ra các khuyến nghị chi tiết cho các nghiên cứu của ADME. Mặc dù hầu hết các nguyên tắc thiết kế thử nghiệm đối với thuốc oligonucleotide đều tương tự như các phân tử nhỏ và sinh học truyền thống, nhưng chúng có những đặc điểm riêng. Ví dụ: nguy cơ xảy ra sự khác biệt về giới tính trong khả năng hấp thụ là tương đối thấp, cho phép thực hiện các nghiên cứu PK-một loài. Việc lấy mẫu sinh học nên xem xét đến-thời gian bán hủy trong mô. Các nghiên cứu về phân bố thuốc oligonucleotide trong mô là rất quan trọng và đòi hỏi các mốc quan trọng sớm hơn so với các phân tử nhỏ và sinh học truyền thống. Ngoài ra, do tính đồng nhất của các enzyme chuyển hóa giữa các loài nên ý nghĩa của nghiên cứu chuyển hóa thuốc oligonucleotide không cao bằng đối với các phân tử nhỏ. Thuốc oligonucleotide thường không phải là chất nền cho các enzyme gan như CYP, nhưng chúng thực sự có thể ảnh hưởng đến hoạt động của CYP hoặc chất vận chuyển, đòi hỏi phải chú ý đến rủi ro DDI. Tuy nhiên, không phải tất cả các nghiên cứu đều cần được hoàn thành trước IND; nhiều thử nghiệm có thể được cung cấp trong quá trình thử nghiệm lâm sàng. Các sản phẩm oligonucleotide cũng liên quan đến các rủi ro do các thành phần liên hợp, các thành phần phương tiện phân phối, v.v. gây ra, cần được xem xét cẩn thận trong thiết kế nghiên cứu vì chúng có thể ảnh hưởng đến các thông số phát hiện.
