Τα ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα έχουν αναπτυχθεί για περισσότερα από 40 χρόνια από τότε που γεννήθηκε το πρώτο το 1978. Ωστόσο, η ανάπτυξή τους ήταν πιο αργή από άλλους τύπους φαρμάκων λόγω της εγγενούς αστάθειάς τους και της χαμηλής απόδοσης κυτταρικής πρόσληψης. Η εμφάνιση νέων συστημάτων χορήγησης και οι τεχνικές χημικής τροποποίησης έχουν βελτιώσει σημαντικά αυτά τα προβλήματα και τα ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα έχουν δείξει ταχεία ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια. Επί του παρόντος, υπάρχουν ήδη κατευθυντήριες γραμμές και λευκές βίβλοι της βιομηχανίας σχετικά με την αξιολόγηση ανοσογονικότητας των αντισωμάτων και άλλων βιολογικών ουσιών, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν λίγες αναφορές για την ανοσογονικότητα των ολιγονουκλεοτιδικών φαρμάκων σε ζώα ή ασθενείς και δεν υπάρχει συστηματική καθοδήγηση. Η περιορισμένη κατανόηση της ανοσογονικότητας των ολιγονουκλεοτιδικών φαρμάκων περιορίζει επίσης σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη αυτής της κατηγορίας φαρμάκων.
Το κλειδί για την ανοσογονικότητα του φαρμάκου είναι να εξεταστεί εάν το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να αναγνωρίσει το φάρμακο ως εαυτό και να το ανέχεται, και άλλες πτυχές που επηρεάζουν την ανοσογονικότητα περιλαμβάνουν την οδό χορήγησης και τη συγκεκριμένη ασθένεια που αντιμετωπίζεται (Εικόνα 1).
Εικόνα 1 Τρόποι για να επηρεαστεί η ανοσογονικότητα (Front. Immunol., 18 Αυγούστου 2020 Sec. Vaccines and Molecular Therapeutics)
Χαρακτηριστικά φαρμάκου: Σε σύγκριση με τα περισσότερα τυπικά βιολογικά (όπως τα μονοκλωνικά αντισώματα), τα ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα είναι σχετικά μικρά, περιέχουν λιγότερους πιθανούς επίτοπους από τα αντίστοιχα μεγαλύτερα πρωτεϊνικά, επομένως γενικά θεωρείται ότι έχουν χαμηλή ανοσογονικότητα. Ωστόσο, η αλληλεπίδραση μεταξύ των μορίων ολιγονουκλεοτιδίων και του ανοσοποιητικού συστήματος είναι πολύπλοκη, με τη δυνατότητα να επάγει έμφυτη ανοσία. Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι οι αλληλουχίες siRNA μπορούν να επηρεάσουν τη διέγερση του ανοσοποιητικού μέσω υποδοχέων-όμοιων με διόδια (TLRs) και οι αλληλουχίες siRNA πλούσιες σε βάσεις γουανίνης και ουρακίλης τείνουν να προκαλούν περισσότερη ανοσοδιεγερτική δραστηριότητα. Προκειμένου να βελτιωθεί η σταθερότητα, η ασφάλεια, η κυτταρική πρόσληψη και η αποτελεσματικότητα των ολιγονουκλεοτιδικών φαρμάκων, συνήθως εφαρμόζονται χημικές τροποποιήσεις σε αυτά στη διαδικασία ανάπτυξης ολιγονουκλεοτιδικών φαρμάκων νέας γενιάς. Οι τροποποιήσεις της ραχοκοκαλιάς του νουκλεϊκού οξέος, του τμήματος γλυκοζυλίου της ριβόζης και της νουκλεοβάσης έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως και αυτές οι τροποποιήσεις είναι πιθανό να αυξήσουν τις ανοσολογικές αποκρίσεις. Επιπλέον, αλληλουχίες νουκλεϊκών οξέων παρόμοιες με μικροοργανισμούς μπορεί επίσης να έχουν ανοσοδιεγερτικό δυναμικό, επομένως νέες ολιγονουκλεοτιδικές αλληλουχίες μπορεί να έχουν υψηλότερη ανοσογονικότητα.
Οδός χορήγησης: Τα ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα μπορούν να δράσουν μέσω διαφόρων οδών χορήγησης, όπως ενδοφλέβιες και ιστικές ενέσεις, στοματικές και υποδόριες ενέσεις (Εικόνα 2).
Εικόνα 2 Τρόποι χορήγησης και χορήγησης φαρμάκων ολιγονουκλεοτιδίων (Nat. Nanotechnol. 16, 630–643 (2021).)
Προς το παρόν, τα εγκεκριμένα ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα δρουν κυρίως με την παροχή σε-περιορισμένες θέσεις του ανοσοποιητικού, αλλά η αποτελεσματική χορήγηση ολιγονουκλεοτιδικών φαρμάκων σε διάφορους ιστούς εξακολουθεί να αποτελεί σημαντική πρόκληση για την ανάπτυξη ολιγονουκλεοτιδικών φαρμάκων λόγω της δυσκολίας των ολιγονουκλεοτιδίων να περάσουν μέσα από τις μεμβράνες. Η ανάπτυξη φορέων παροχής έχει λύσει σε μεγάλο βαθμό αυτό το πρόβλημα και οι φορείς παροχής μπορούν να επιφέρουν ανοσοαποκρίσεις που ποικίλλουν κατά δύο τάξεις μεγέθους και μπορούν να δράσουν μέσω διαφόρων μηχανισμών. Διαφορετικοί φορείς παροχής μεταφέρουν μόρια siRNA στις κυτταρικές μεμβράνες με μοναδικούς τρόπους (Εικόνα 2), εκθέτοντας το siRNA σε διαφορετικές ποσότητες και τύπους υποδοχέων αναγνώρισης προτύπων (PRRs), καθιστώντας τα πιο ευαίσθητα στην έμφυτη ανοσολογική αναγνώριση. Επιπλέον, οι τρέχουσες κοινές μέθοδοι χορήγησης των φορέων σύζευξης GalNAc (Ν-ακετυλιωμένης γαλακτοζαμίνης) και λιπιδικών νανοσωματιδίων (LNP) είναι κυρίως ενδοφλέβιες και υποδόριες ενέσεις, οι οποίες έχουν υψηλότερο κίνδυνο ανοσογονικότητας. Τα τελευταία χρόνια, νέες μέθοδοι χορήγησης φαρμάκων ολιγονουκλεοτιδίων, όπως ενδογενή κυστίδια, σφαιρικά νουκλεϊκά οξέα και εφαρμογές νανοτεχνολογίας προχωρούν επίσης, οι οποίες θα φέρουν επίσης νέες προκλήσεις στις δοκιμές ανοσογονικότητας.
Στρατηγική Ανάλυσης Ανοσογονικότητας Ολιγονουκλεοτιδικών Φαρμάκων
Λαμβάνοντας υπόψη ότι η ανοσογονικότητα σχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια των φαρμάκων, απαιτείται ανάλυση ανοσογονικότητας για τα ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα για την υποστήριξη της ανάπτυξής τους και των κλινικών δοκιμών. Πολλές βιοαναλυτικές αρχές που εφαρμόζονται σε πρωτεϊνικά φάρμακα ισχύουν επίσης για ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα, κυρίως ακολουθώντας μια στρατηγική ιεραρχικής ανάλυσης ανοσογονικότητας, αλλά πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη τα μοναδικά δομικά συστατικά των ολιγονουκλεοτιδικών φαρμάκων, τις οδούς χορήγησης και τις θέσεις δράσης που αυξάνουν την πολυπλοκότητα των ανοσολογικών αποκρίσεων και τις βιοαναλυτικές μεθόδους.
Με βάση τα χαρακτηριστικά των ολιγονουκλεοτιδικών φαρμάκων, θα πρέπει να δοθεί κάποια προσοχή κατά τον έλεγχο της ανοσογονικότητάς τους: 1)Αντισώματα κατά των φαρμάκων (ADAs)που μπορεί να παράγονται από συστατικά τροποποίησης φαρμάκου, οι ουσίες χορήγησης και τα μέσα χορήγησης πρέπει να αξιολογηθούν πλήρως· 2) Τα ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα έχουν μια ποικιλία οδών χορήγησης, πρέπει να δώσουμε προσοχή στην ανίχνευση διαφορετικών τύπων αντισωμάτων ανοσοσφαιρίνης σε διαφορετικούς τύπους δειγμάτων. 3) Σύμφωνα με την τρέχουσα γνώση, σε σύγκριση με τα παραδοσιακά φάρμακα, η απόκριση ADA που προκαλείται από τα ολιγονουκλεοτιδικά φάρμακα αναπτύσσεται μερικές φορές αργά, πιθανώς για αρκετούς μήνες. Επομένως, κατά τη διεξαγωγή αξιολόγησης κινδύνου ανοσογονικότητας στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης, συνιστάται η αποθήκευση των δειγμάτων σε αυτό το στάδιο και η διερεύνηση της ανοσογονικότητάς τους με βάση τα νέα δεδομένα που εκτίθενται στην κλινική, παρέχοντας πληροφορίες για μεταγενέστερες και βασικές μελέτες.
Για να υποστηρίξει την ανάπτυξη και τις κλινικές δοκιμές φαρμάκων siRNA, η Pharmaron έχει αναπτύξει μια μέθοδο ανίχνευσης για τα ADA που παράγονται από το siRNA και έχει ορισμένες σκέψεις και προτάσεις κατά τη διαδικασία καθιέρωσης της μεθόδου:
Λόγω της διαφορετικής δομής από τα πρωτεϊνικά αντισώματα, οι συμβατικές μέθοδοι επισήμανσης πρωτεϊνών δεν μπορούν να εφαρμοστούν στην επισήμανση φαρμάκων siRNA και μια νέα μέθοδος επισήμανσης που συνδυάζει βιοτίνη και διγοξίνη έχει εφαρμοστεί με επιτυχία.
Λόγω της ασθενούς ανοσογονικότητας του siRNA, η συγγένεια του παρασκευασμένου αντισώματος θετικού ελέγχου είναι φτωχή. Με τη συνεχή βελτιστοποίηση των βημάτων ανίχνευσης, η ευαισθησία της μεθόδου πληροί τις τρέχουσες κανονιστικές απαιτήσεις.
