W jaki sposób odpowiedź immunologiczna zależna od RNA wpływa na farmakokinetykę leków?

Leki lecznicze oparte na RNA (w tym mRNA, siRNA i oligonukleotydy antysensowne) oraz endogenne cząsteczki RNA modulują sygnalizację immunologiczną gospodarza. Po rozpoznaniu jako wzorce molekularne związane z patogenami (PAMP) lub wzorce molekularne związane z uszkodzeniami (DAMP), RNA wyzwala silne wrodzone kaskady odpornościowe poprzez receptory rozpoznające wzorce (PRR), w tym receptory Toll-podobne (TLR 3, 7, 8) i receptory podobne do RIG-I (RLR).

Te aktywacje immunologiczne są ważne dla docelowej skuteczności i obrony przeciwwirusowej, ale dalsze uwalnianie interferonów typu I (IFN) i cytokin prozapalnych może znacząco zmienić ogólnoustrojowe wchłanianie, dystrybucję, metabolizm i wydalanie leku.ADME). Scharakteryzowanie tej zależności między immunomodulacją za pośrednictwem RNA a profilami farmakokinetycznymi (PK) u gatunków istotnych pod względem translacyjnym, w szczególności naczelnych innych niż ludzie (NHP), pomaga zoptymalizować schematy dawkowania, przewidzieć interakcje między lekami (DDI) i zmniejszyć toksyczność kliniczną.

Wrodzona aktywacja immunologiczna wyzwalana przez RNA indukuje ogólnoustrojową i miejscową odpowiedź zapalną, która wpływa na wchłanianie leku przez błonę śluzową:

• Integralność nabłonka:Cytokiny prozapalne, w szczególności czynnik martwicy nowotworu alfa (TNF-alfa) i interleukina-6 (IL-6), uszkadzają białka połączeń ścisłych w nabłonku jelitowym. Wynikający z tego wzrost przepuszczalności parakomórkowej może zmienić szybkość biernej dyfuzji jednocześnie podawanych małych cząsteczek.
• Wyrażenie transportera wypływu:Zapalenie zmienia ekspresję transporterów błonowych w przewodzie pokarmowym. Ekspresja glikoproteiny P (P-gp/MDR1) jest często zwiększona podczas kaskad zapalnych, co zmniejsza biodostępność netto substratów P-gp poprzez promowanie aktywnego wypływu z powrotem do światła.

Ogólnoustrojowe mediatory stanu zapalnego zmieniają parametry wiązania osocza i regionalną hemodynamikę, co ma dalszy wpływ na lekfarmakodynamika (PD):

• Przesunięcie wiązania z białkami osocza:Białka ostrej fazy, takie jak kwaśna glikoproteina alfa-1 (AAG), zwiększają się podczas ogólnoustrojowej odpowiedzi immunologicznej. Wyższe stężenia AAG w osoczu zwiększają związaną frakcję leków podstawowych, co obniża niezwiązaną (wolną) frakcję leku dostępną dla penetracji tkanki i interakcji z receptorem.
• Zmiany hemodynamiczne i naczyniowe:Rozszerzenie naczyń wywołane cytokinami i zmiany mikronaczyniowe powodują zmianę kierunku perfuzji narządów. W translacyjnych modelach chorób, takich jak zlokalizowane modele zapalne lub autoimmunologiczne NHP, zmieniony regionalny przepływ krwi zasadniczo wpływa na ekspozycję tkanki docelowej.

Najwyraźniejszym wpływem odpowiedzi immunologicznych za pośrednictwem RNA na PK leku jest obniżenie poziomu enzymów metabolizujących leki, głównie nadrodziny cytochromu P450 (CYP450):

IFN typu I i podwyższony poziom cytokin zmniejszają ekspresję genu CYP na poziomie transkrypcyjnym i przyspieszają degradację mRNA. Zmniejszona aktywność głównych izoform (np. CYP3A4, CYP1A2, CYP2C9) obniża wewnętrzny klirens metaboliczny. W modelach przedklinicznych z przewlekłym stanem zapalnym (takich jak modele NHP przewlekłej obturacyjnej choroby płuc) wyjściowa supresja CYP może zwiększać ekspozycję na jednocześnie podawane leki i zwiększać ryzyko wystąpienia działań niepożądanych odbiegających od docelowych.

Produkcja cytokin za pośrednictwem RNA bezpośrednio modyfikuje mechanizmy klirensu nerkowego i wydalanie z żółcią:

• Wydalanie przez nerki:Podwyższone TNF-alfa i IL-1beta obniżają współczynnik filtracji kłębuszkowej (GFR) i regulują w dół nerkowe transportery organicznych anionów/kationów (OAT/OCT), co opóźnia eliminację związków wydalanych przez nerki.
• Usuwanie żółci:Zapalenie wątroby zmienia ekspresję transporterów kanalikowych, w tym pompy eksportującej sole żółciowe (BSEP) i białek związanych z opornością wielolekową (MRP), a także upośledza eliminację z żółcią lipofilowych leków i ich metabolitów.

Ocena interakcji PK/PD za pośrednictwem RNA wymaga modeli zwierzęcych, które ściśle naśladują ekspresję ludzkiego receptora wrodzonej odporności,profile cytokin reagujących krzyżowoi regulacja enzymów metabolicznych. Naczelne inne niż ludzie charakteryzują się bliską homologią fizjologiczną z ludźmi pod względem dystrybucji TLR/RLR, regulacji wątrobowego CYP i odpowiedzi ADME za pośrednictwem układu odpornościowego.

Zintegrowany Prisys BiotechFarmakologia NHPplatforma obsługuje charakterystykę odpowiedzi immunologicznych za pośrednictwem RNA w zweryfikowanych modelach istotnych dla choroby:

• Modele ukierunkowanego zapalenia i autoimmunologicznego:Monitoring PK/PD w złożonych modelach NHP, m.inŁuszczyca, Zapalenie błony naczyniowej oka iEndometriozamodele.
• Modele chorób układu oddechowego i układowego:Ocena dostarczania dopłucnego, kinetyki miejscowej i ogólnoustrojowej cytokin oraz profilowania metabolicznego w NHPPOChPmodele.
• Modele centralnego układu nerwowego (OUN):Bioanaliza i śledzenie narażenia na OUN w modelach NHP bólu neuropatycznego i dostarczania do OUN.

Zrozumienie wzajemnych zależności między aktywacją immunologiczną za pośrednictwem RNA a farmakokinetyką leków ma kluczowe znaczenie dla przełożenia terapii RNA i złożonych leków biologicznych na bezpiecznych kandydatów klinicznych. Prisys Biotech zapewnia translacyjne usługi farmakologiczne NHP, modele chorób i wsparcie bioanalityczne, aby pomóc twórcom leków zmniejszyć ryzyko dla kandydatów na wczesnym etapie przedklinicznym.

Aby dowiedzieć się więcej o naszych translacyjnych platformach NHP lub omówić projekt badania dlaPK/PD lub program immunotoksyczności, skontaktuj się z zespołem technicznym Prisys Biotech.

Referencje

• Evers, MM i in. (2015). Transportery i źródło cytochromu P450 zmienności farmakokinetyki leków oligonukleotydowych.Recenzje zaawansowanego dostarczania leków, 87, 12-20.

Skontaktuj się z Prisys Biotech