Şu anda, çok sayıda in vitro ve in vivo-klinik dışı araştırma yönteminin yanı sıra, pazarlanan ilaçların geliştirilmesinden elde edilen deneyimler bulunmaktadır. Ancak, optimize edilmiş klinik dışı çalışmalar yoluyla klinik etkinliği ve güvenliği tahmin etmek- hâlâ zorludur ve bu makale,-bu konuyla ilgili derinlemesine bir analiz yürütmektedir.
İdeal ADC'ler en az aşağıdaki üç özelliğe sahip olmalıdır:
1. Hedefleme bağlama yeteneği: İdeal ADC hedef antijeni, kolayca dökülmeden, yalnızca tümörlerin yüzeyinde ve yüksek seviyelerde eksprese edilir.
2. Dönüşüm süreci: Hedef hücrelere ulaşmadan önce sitotoksik molekülün ideal olarak ADC'den ayrılmaması gerekir; bu, ADC'nin tamamının hücrelere içselleştirildiği anlamına gelir.
3. Toksin küçük molekülünün salınması: Küçük molekülün tümör hücreleri içinde hızlı ve büyük miktarda salınması gerekir; küçük molekülün, tümör hücrelerini etkili bir şekilde öldürmek için yüksek toksisiteye sahip olması gerekir.
ADC'ler için Farmakolojik Değerlendirme Stratejisi
Farmakolojik eylem araştırması genellikle ilaç keşfi veya klinik öncesi değerlendirme aşamasında yapılır. Gerçekleştirilmesi gereken ana deneysel projeler arasında hedef bağlama aktivitesi, antikor-aracılı içselleştirme, in vivo ve in vitro tümör çoğalmasının inhibisyonu (anti-tümör ADC'leri için), antikora-bağımlı hücresel sitotoksisite (ADCC) ve kompleman-bağımlı sitotoksisite (CDC) yer alır.
Hayvanlarda ADC'lerin farmakodinamiğini incelerken ilk dikkate alınan şey tür farklılıklarıdır. ADC'lerin farelerde antijenlerle bağlanma aktivitesi yoksa veya düşük bağlanma aktivitesi varsa, farmakodinamik deneyler için transgenik hayvanların kullanılmasının veya hayvan-türevli antikorlarla in vivo farmakodinamik çalışmaların yürütülmesinin değerlendirilmesi gerekir. Transgenik hayvanlar, alternatif antikorların kullanımından kaçınabilir ve hedef antijen, konağın kan damarlarında veya stromasında eksprese edildiğinde, transgenik hayvanlar yalnızca farmakodinamik etkileri değerlendirmekle kalmaz, aynı zamanda toksisite reaksiyonlarını da bir dereceye kadar gözlemleyebilir. Hedef antijen yalnızca insan tümör hücrelerinde eksprese ediliyorsa transgenik hayvanlara gerek yoktur; farmakodinamik etkiler, insan tümör hücreleri implante edilen çıplak fare modellerinde incelenebilir. Hücresel düzeyde veya hayvan modeli düzeyinde farmakodinamik çalışmalar yürütülürken, eş zamanlı olarak FK/PD çalışmalarının yürütülmesi, ilaç hedefleme dağılımının, reseptör doluluk oranının ve ilaca maruz kalma ile etki arasındaki ilişkinin analiz edilmesi, klinik dozaj rejimlerinin tasarımında ve güvenlik çalışması sonuçlarının analizinde yardımcı olabilir.
ADC'ler için Toksikolojik Değerlendirme Stratejisi
Hayvan türü seçimi: ADC'lerin klinik gelişimini desteklemek amacıyla-klinik dışı güvenlik çalışmalarında ADC'lerin toksisite özelliklerini tam olarak ortaya çıkarmak için, hayvan test türlerinin alaka düzeyinin ve klinik dışı çalışma sonuçlarının-çevirilebilirliğinin değerlendirilmesi çok önemlidir. Bu belirleme genellikle ADC'lerin insanlara kıyasla klinik olmayan türlerdeki hedef antijenlere bağlanma afinitesinin kontrol edilmesini ve ayrıca doku çapraz-reaktivite çalışmalarındaki immünohistokimyasal boyama spektrumunun karşılaştırılmasını içerir. Antikorların efektör fonksiyonları veya immünojenitesi de tür farklılıklarına bağlı olarak değişiklik gösterebilir.
Maruziyet parametreleri ve metabolizma: Buna ek olarak, diğer ilaçlar ve biyolojik ürünler gibi, klinik dışı çalışma sonuçlarının-insanlar için ekstrapolasyonu, maruz kalma parametrelerinin ve metabolizmanın bir karşılaştırmasını da içermelidir. Örneğin BR-96, doksorubisin'in (DOX) hümanize BR96 monoklonal antikorunun sistein kalıntılarına bir 6-maleimidoheksanoik asit hidrazid bağlayıcı yoluyla kovalent olarak bağlanmasıyla oluşturulan bir ADC'dir. Toksikoloji çalışmaları, sıçanlar ve maymunlardan farklı olarak köpeklerin BR-96'nın toksik etkilerine karşı daha duyarlı olduğunu ve hemorajik enteritin doz sınırlayıcı toksisite olduğunu göstermiştir. Şaşırtıcı bir şekilde, BR96-DOX ve değiştirilmemiş monoklonal antikor BR96, aynı doz sınırlayıcı toksisiteye sahiptir; bu, toksisitenin monoklonal antikor tarafından üretildiğini gösterir. Değiştirilmemiş DOX'un aksine ADC'ler sıçan modellerinde kardiyomiyopatiye neden olmadı. Bu nedenle, insan deneklerde BR96-Dox'un Faz I klinik denemesi için doz seçimi, köpeklerdeki toksikoloji sonuçlarına dayanıyordu.
Antikor hedef ifadesi: Terapötik monoklonal antikorlar gibi,-ADC'lerin klinik olmayan değerlendirmesi de hayvan test türlerinde antijen hedeflerinin bulunmaması nedeniyle engellenebilir. Biyoteknoloji-türetilmiş farmasötiklerin klinik öncesi güvenlik değerlendirmesine ilişkin ICH S6 (R1) yönergeleri (2011) şöyle belirtmektedir: "Yeni toksinler/toksinler içeren antikor-ilaç/toksin konjugatları (ADC'ler) için tür seçimi, değiştirilmemiş antikorlarla aynı genel ilkeleri izlemelidir. Monoklonal antikorları test etmek için ilgili hayvan türleri, gerekli epitopu ifade eden ve doku çapraz-reaktivitesi sergileyen türlerdir spektrumu insan dokularına benzer. Bu nedenle tür ve hastalığın özgüllüğü klinik olmayan değerlendirmeyi belirleyebilir veya sınırlayabilir."
Hedef antijenin normal doku ekspresyonu, ADC tedavisi için önemli bir güvenlik endişesidir. İdeal olarak hedef antijenin normal hücrelerde çok düşük seviyelerde eksprese edilmesi gerekir; ancak yukarıdaki iki örnekte de belirtildiği gibi antikorlar pratikte her zaman spesifik değildir. ADC hedeflerine yönelik özgüllük eksikliğiyle ilgili diğer potansiyel toksisite örnekleri arasında, çeşitli tümör türlerinde eksprese edilen ancak aynı zamanda inorganik fosfat homeostazisinde bir rol oynadığı normal dokularda da saptanabilen bir sodyum-bağımlı fosfat taşıyıcısı olan NaPi2b yer alır. Bir ADC (anti-NaPi2b-vc-MMAE), hümanize bir IgG1 anti-NaPi2b monoklonal antikorunun bir vc peptit bağlayıcı aracılığıyla MMAE'ye bağlanmasıyla geliştirildi ve normal insan ve yengeç maymunu dokularında spesifik bağlanma afinitesine sahip olduğu doğrulandı. Bununla birlikte, maymunların normal akciğerlerinde yüksek-düzey ekspresyona rağmen, bu çapraz{14}}reaktivitenin güvenliği, normal doku ekspresyonuyla ilgisi olmayan doz-sınırlayıcı toksisitelerle birlikte kabul edilebilir. Normal sıçanlar, bağlayıcı olmayan türler ve maymunlardaki toksikolojik etkiler MMAE'nin farmakolojisi ile tutarlıdır.
Genel toksikoloji tasarım ilkeleri: Monoklonal antikor molekülü sistemik maruziyeti etkileyen veya belirleyen ana faktörlerden biri olduğundan genel olarak monoklonal antikor/çıplak antikor, bağlayıcı/Bağlayıcı-toksin için ayrı gruplar ayarlamaya gerek yoktur. Doz tasarımında ADC'lerin farmakodinamik dozu, antikor molekülünün özellikleri ve küçük molekül toksinin toksisite özellikleri dikkate alınmalıdır.
Yük- ile ilgili zehirliliklere odaklanın:Küçük moleküllü bileşiklerin hedefli salınımı, hedef dokularda ilacın zenginleştirilmesini sağlayarak terapötik pencereyi iyileştirmesine rağmen, ADC'lerin ana toksisite özellikleri hala bağlı küçük moleküllü bileşiklerinkine benzer. ADC toksisite reaksiyonlarının çoğu, küçük moleküllü bileşiklerin doğrudan uygulanmasından daha az şiddetlidir, ancak bazı ADC'ler, antikor hedef bağlanması veya hedef dışı bağlanmayla bağlantılı doku toksisitesi reaksiyonlarını artırabilir. ADC'ler küçük moleküllü bileşiklerin hedeflenen salınımını artırmasına rağmen, bazı küçük moleküllü bileşikler hala zamanından önce salınır ve bazı serbest küçük moleküllü bileşikler, hedef hücrelerden çevre dokulara ve sistemik dolaşıma hızla yayılabilir veya aktarılabilir veya apoptoz ve hedef hücrelerin hasarı, serbest küçük moleküllü bileşiklerin sistemik dolaşıma girmesine yol açabilir. ADC'lerin antikor kısmı aynı zamanda Fc reseptörü- aracılı hücresel fagositoz gibi diğer hedef olmayan doku organ hücre yüzeyi reseptörlerine veya epitoplarına da bağlanabilir ve ilaç, metabolik parçalanma sonrasında karşılık gelen doku hücreleri üzerinde toksik etkiler gösterebilir. Bu nedenle ADC'lerin toksisitesi, antikorun, küçük moleküllü bileşiklerin ve bağlayıcıların özellikleriyle yakından ilişkilidir ve antikorun, küçük moleküllü bileşiklerin ve bağlayıcıların çeşitliliği ile ADC'lerin toksisite özelliklerinde değişiklikler meydana gelecektir. Klinik dışı güvenlik çalışmalarında ilacın bileşim yapısının ve farmakokinetik özelliklerinin toksisite üzerindeki etkisine dikkat edilmeli ve deney sonuçları kapsamlı bir şekilde analiz edilmelidir.
Genotoksisite:Biyolojik makromoleküller genellikle DNA ile doğrudan etkileşime girmez ve ADC ve antikor kısmının genellikle genotoksisite testlerine tabi tutulmasına gerek yoktur. ADC'lerin potansiyel genotoksisitesi küçük moleküllü bileşiklerden kaynaklanmaktadır. Eğer faydalı yük küçük moleküllü bileşik yeni bir bileşik ise genotoksisite testleri yapılmalıdır; vücutta üretilen yeni serbest küçük moleküllü bileşikler ve/veya yeni bağlayıcılar için hedef test materyalleri, fizikokimyasal özelliklere, bölünme özelliklerine ve ADC'lerin bölünme ürünlerinin yapısına göre değerlendirilmelidir; yeterli veri hedef test materyalinin genotoksisiteye sahip olduğunu gösteriyorsa herhangi bir genotoksisite çalışmasına gerek yoktur.
Üreme toksisitesi:ADC'lerdeki küçük moleküllü bileşikler, bağlayıcılar ve çıplak antikorların üreme organları, doğurganlık, embriyo-fetal gelişim ve yavru gelişimi üzerinde olumsuz etkileri olabilir; bu nedenle ADC'lerin üreme toksisitesi riskine dikkat edilmelidir. ADC üreme toksisitesinin araştırma stratejisi, deneysel tasarımı, uygulanması ve değerlendirilmesi, ICH S5 yönergelerine atıfta bulunmalı ve belirli bir soruna-özel analiz stratejisini benimsemek için eylem mekanizmasını ve ADC'lerin hedef popülasyonunu birleştirmelidir. Geç evre tümör hastalarına yönelik ADC'ler, üreme toksisitesi araştırmalarına yönelik ICH S9 yönergelerine başvurabilir.
Biyolojik ürünler için üreme toksisitesi genellikle farmakolojik olarak ilgili hayvan türlerinde değerlendirilir. Hem kemirgenler hem de tavşanlar hedef-bağlayıcı hayvan türleriyse, bir türde embriyonik öldürücülük veya teratojenite doğrulanmadığı sürece, embriyo-fetal gelişim toksisitesi testlerini gerçekleştirmek için iki hayvan türü kullanılmalıdır. Hedef-bağlayıcı hayvan türü, insan olmayan primatlar- ise veya ilgili hayvan türü yoksa, serbest küçük moleküllü bileşiklerin üreme toksisitesini araştırmak amacıyla üreme toksisitesi testlerinde genellikle ilk olarak sıçanlar veya tavşanlar dikkate alınır. Çalışma sonuçları pozitifliği doğrularsa, hedef-bağlayıcı hayvan türlerini kullanarak üreme toksisitesini araştırmaya gerek yoktur; aksi takdirde, antijen-aracılı üreme toksisitesini belirlemek üzere test için insan olmayan primatlar veya transgenik hayvanlar veya alternatif moleküller dikkate alınmalıdır. ADC'lerdeki antikor veya küçük molekül bileşiğinin potansiyel üreme toksisitesi risklerini açıkça gösteren literatür verileri varsa, üreme toksisitesi çalışmalarına gerek yoktur ve ilgili risk kontrolü literatür bilgilerine dayandırılabilir.
Kanserojenite:ADC'lerin özelliklerine bağlı olarak ICH S1, ICH S6, ICH S9 ve diğer ilgili kılavuzlara göre kanserojenlik çalışmalarının gerekliliği düşünülebilir.
İmmünojenisite/İmmünotoksisite:ADC'ler vücuda girdikten sonra anti-ilaç antikorları üreterek immünojeniteye neden olabilir. ADC'lerin immünojenitesinin değerlendirilmesi, ilacın farmakokinetiğinin, etkinliğinin ve güvenlik sonuçlarının analiz edilmesine yardımcı olur, dolayısıyla anti-ilaç antikor tespitine genellikle ADC'lerin-klinik dışı güvenlik çalışmalarında eşlik edilir. ADC'lerin antikor kısmından ve bağlayıcı kısmından anti-ilaç antikorları üretilebilir ve antijen epitoplarının daha fazla incelenmesinin gerekli olup olmadığı immünojenisite riskine göre belirlenmelidir. ADC'lerin immünojenisite analizine yönelik geliştirme, doğrulama ve analitik tespit stratejisi, "İlaç İmmünojenisite Araştırması Teknik Kılavuzlarına" uygun olmalıdır. ADC'ler, ICH S6, ICH S8, ICH S9 ve diğer yönergelere başvurabilir ve ADC'lerin türü ve etki mekanizması gibi faktörlere dayalı olarak immünotoksisite tespit göstergelerini makul şekilde tasarlayabilir. Rutin immünotoksisite çalışmalarına ek olarak, gerekirse ek immünotoksisite çalışmaları da düşünülmelidir.
Optik güvenlik:Faz I klinik denemelerinden önce, potansiyel fototoksisite, küçük moleküllü bileşiklerin (bağlayıcılar dahil) fotokimyasal özelliklerine ve farmakolojik/kimyasal kategorilerine dayalı olarak ön değerlendirmeye tabi tutulmalıdır. Bu veriler potansiyel riskleri işaret ediyorsa, klinik araştırma denekleri için uygun koruyucu önlemler alınmalıdır. Klinik dışı veriler veya klinik deneyim, fotoğraf güvenliği riskini tam olarak değerlendiremezse, büyük-örnek klinik çalışmalardan (Aşama III) önce ICH S10'da açıklanan ilkeler doğrultusunda fotoğraf güvenliği değerlendirmesi sağlanmalıdır.
Doku çapraz-reaktivitesi:Doku çapraz-reaktivite çalışmaları, dokulardaki antikorların ve antijen epitoplarının bağlanma özelliklerini belirlemek için immünohistokimyasal teknikler kullanılarak gerçekleştirilen in vitro doku bağlanma testleridir. Doku çapraz-reaktivite çalışmaları, hedef dağılımının anlaşılması için yararlı tamamlayıcı bilgiler sağlayabilir ve ayrıca potansiyel beklenmeyen bağlanma hakkında da bilgi sağlayabilir. İnsan dokularını kullanan doku çapraz-reaktivite çalışmaları, antikor ilaçlarına yönelik ilk klinik dozaj güvenliği değerlendirme serisinin ayrılmaz bir parçasıdır. Hedef-bağlayıcı herhangi bir hayvan türü olmadığında, doku çapraz-reaktivite bilgisi, insan toksisitesi risklerini tahmin etmek için özellikle önemlidir. Geç aşamadaki tümör endikasyonlarına yönelik ADC'ler için, ilgili hayvan türlerindeki toksikolojik etkiler değerlendirildikten sonra özel bir kaygı yoksa doku çapraz{10}}reaktivite çalışmaları gerekli değildir.
Şu anda ICH, FDA, NMPA ve diğer kurumlar, ADC'lerin-klinik dışı farmakoloji ve toksikoloji araştırmalarına yönelik ilgili teknik yönergeler yayınlamıştır. Araştırmacılar, ilaçların özelliklerine dayalı olarak bilimsel açıdan makul klinik dışı farmakoloji ve toksikoloji çalışmaları tasarlayabilir,-klinik hayvan-düzeyinde olmayan farmakodinamik etkilerin ve insanlara yönelik toksisite reaksiyonlarının tahminini en üst düzeye çıkarabilir, ADC'lerin klinik uygulamalardaki etkinliğini ve güvenliğini tahmin edebilir, böylece klinik deneylerin başarı oranını artırabilir ve geliştirme risklerini azaltabilir. İlaç geliştiricileri, bilimsel olarak standartlaştırılmış klinik olmayan araştırma desteği bilgileri elde etmek için ön araştırma sonuçlarına ve mevcut sorunlara dayanarak düzenleyici kurumlarla iletişim kurabilir-.
