På Prisys Biotechnology erkänner vi det växande intresset för oligonukleotidbaserade-läkemedel, särskilt små interfererande RNA (siRNA)-terapier. siRNA representerar den tredje generationen av terapeutiska läkemedel efter småmolekylära läkemedel och antikropps-baserade terapier och har visat stor potential för att revolutionera området för läkemedelsutveckling.
siRNA verkningsmekanism:
siRNA är korta nukleotidsekvenser på cirka 20 baser som använder Watsons-Crick-basparningsprinciper för att binda till komplementära mRNA-strängar, och därigenom påverka transkriptions- och translationsprocesser. Baserat på deras strukturella och mekanistiska variationer klassificeras siRNA som antisensoligonukleotider (ASO), små interfererande RNA (siRNA), små aktiverande RNA (saRNA), mikroRNA (miRNA) och aptamerer. Bland dessa har siRNA fått stor uppmärksamhet på grund av dess lovande terapeutiska effekt och tekniska framsteg.
Vikten av kemiska modifieringar och leveranssystem:
Omodifierade siRNA har en kort-halveringstid och utgör en risk för toxicitet utanför-målet. Kemiska modifieringar och lämpliga leveranssystem spelar en avgörande roll för att uppnå terapeutiska effekter. De sex godkända siRNA-läkemedlen som nämnts tidigare har genomgått kemiska modifieringar, såsom fosforotioat-ryggradsmodifieringar och ribosmodifieringar som 2'-O-Methyl (2-OMe), 2'-O-Metoxietyl (2-2'Flu och oro (2'Flu och 2'Flu)). Dessutom är effektiviteten av siRNA-leverans beroende av avancerade leveranssystem som LNP- och GalNAc-konjugat, som båda har visat leverinriktningsförmåga.
Preklinisk säkerhetsutvärdering och urval av djurarter:
Den prekliniska säkerhetsutvärderingen av siRNA-läkemedel involverar bedömning av målspecifika-och utanför-måltoxiciteter i djurmodeller. Urvalet av djurarter, inklusive gnagare och icke-mänskliga primater (NHP), beror på siRNA-läkemedlets specifika egenskaper. Till exempel uppvisar primatarter hög homologi med människor när det gäller mål-mRNA-sekvenser och ger en bättre bedömning av siRNAs farmakokinetik och farmakodynamik. Att använda icke-mänskliga primater för säkerhetsutvärdering har varit en vanlig praxis, särskilt för siRNA-läkemedel som riktar sig mot levern.
Levertoxicitet och immunsvar:
Levern är ett nyckelorgan för oro i siRNA-terapi. De godkända siRNA-läkemedlen har visat olika egenskaper associerade med lever-specifik leverans, hepatocytupptag och potentiell levertoxicitet. Histopatologiska studier har avslöjat hepatocellulär vakuolisering, inflammatorisk infiltration och milda förhöjningar av leverenzymer såsom alanintransaminas (ALT) och aspartattransaminas (AST). Immunsvar, inklusive anti-läkemedelsantikroppar (ADA), cytokinfrisättning, komplementaktivering och immunfenotypning, har också utvärderats och övervakats.
siRNA-medierad gentystnad erbjuder en enorm terapeutisk potential. Det kan dock vara en utmaning att uppnå exakt ljuddämpning. Off-effekter, där siRNA oavsiktligt undertrycker oavsiktliga gener, kan leda till oförutsedda konsekvenser. Japan Drug and Medical Device Administration (PMDA) erkänner detta i sina "Guidelines for Non-clinical Safety Evaluation of Oligonucleotide Therapeutic Products", som kategoriserar siRNA-toxicitet i riktade och icke-måltyper.
Lever: Det främsta målet, det främsta bekymret
Levern är det primära organet för siRNA-läkemedel. För att gräva djupare analyserar vi sex marknadsförda siRNA-läkemedel, med fokus på läkemedelsegenskaper, farmakokinetik och observerad patologi. Speciellt är alla sex målleverrelaterade-gener för antingen syntes eller uttryck. Dessutom är de kemiskt modifierade, som tiofosfat, vilket kan bidra till hepatotoxicitet genom hög proteinbindning. Både lipidnanopartiklar (LNP) och N-acetylgalaktosamin (GalNAc) konjugering underlättar leverinriktning. Till exempel ackumuleras 80-90 % av LNP i Patisiran, ett LNP-siRNA-läkemedel, i levern vid intravenös administrering. GalNAc-siRNA:er använder ASGPR-medierad endocytos för intracellulärt upptag, med ASGPR starkt uttryckt i hepatocyter.
Levertoxicitetsprofil: Från ackumulering till inflammation
Vävnadsfördelningsanalyser visar konsekvent de högsta siRNA-koncentrationerna i levern. Lumasiran, till exempel, uppvisade en AUC på 76700 h*ug/ml och en halv-halveringstid på 409 timmar hos apor vid 10 mg/kg. Noterbart är att långtidsstudier av apatoxicitet avslöjade dosberoende-histopatologiska leverförändringar:
1. Hepatocyt/Kupffer-cells basofila granulat: Dessa kan representera läkemedlet, dess metaboliter eller cellulära anpassningar till oligonukleotider.
2. Vakuolering av hepatocyter: Potentiellt en sekundär effekt på grund av ackumulering av cytoplasmatisk basofil granula.
3. Inflammatorisk infiltration: Höga läkemedelskoncentrationer kan aktivera pro-inflammatoriska vägar.
4. Hepatocytenkel-nekros: Allvarlig patologisk skada uppstår vid höga doser med omfattande basofila granulatackumulering.
Förhöjda blodbiokemimarkörer som ALT och AST åtföljer ofta dessa förändringar. En omfattande utvärdering av vävnadsskada, associerade indexförändringar, reversibilitet och liknande fynd i andra siRNA-läkemedel är dock avgörande för att fastställa den verkliga skadligheten av dessa förändringar.
Bortom levern: Av-måltoxicitet och immunstimulering
Sekvenskomplementaritet-oberoende av-måltoxicitet kräver också uppmärksamhet. Immunstimuleringsreaktioner, till stor del beroende av nukleotidsekvensdesign och kemiska modifieringar, är en konsekvens. siRNA-läkemedel kan aktivera det medfödda immunsystemet, till reaktioner på injektionsstället (Patiiran, Inclisiran) och blodplättsminskningar (PLT) (Patisiran, Givosiran). Att utvärdera immunstimulering involverar in vivo-analys av relevanta markörer och in vitro-bedömningar med användning av isolerade perifera mononukleära blodceller eller helblod för att förutsäga cytokinfrisättning.
Icke-hybridisering-relaterade av-måleffekter, som förändringar av koagulationsfunktioner, kan också förekomma. Vissa siRNA-läkemedel hämmar selektivt Faktor IXa och kofaktor VIIIa i koagulationskaskaden, förändrar trombinverkan och indirekt hämmar koagulationen (t.ex. Patisiran, Lumasiran, något förhöjd APTT). Dessutom kan siRNA-läkemedel binda till inhibitor H, vilket aktiverar komplementbypass-vägen. Överaktivering av komplement kan störa dess funktion, till sekundär inflammation och vaskulit (t.ex. Patisiran{10}}inducerad C3a-ökning, leverinflammatorisk infiltration, perivaskulär inflammation vid infusionsställena).
Toxicitet för leveranssystemet: Förbise inte transportören
Leveranssystemet, ofta LNP:er, förtjänar också uppmärksamhet. Nya hjälpämnen eller förändrade komponentförhållanden i LNP: er kräver grundlig undersökning. Även om specifika LNP-riktlinjer förblir frånvarande, kan befintliga riktlinjer som "Guidance for Industry: Lipiodol Product Chemistry, Manufacturing and Controls; Human Pharmacokinetics and Bioavailability; And Labeling Documentation" erbjuda värdefulla insikter. Patisirans LNP-undersökningar kan också fungera som referens. Särskilt om LNP:er faller under den icke-oberoende hjälpämnesregistreringsstandarden, kan de undersökas tillsammans med siRNA med samma djurart som siRNA:s icke-kliniska säkerhetsutvärdering, med tanke på kravet på två-arter för siRNA.
Slutsats:
Området för siRNA-terapi fortsätter att utvecklas med fokus på att förbättra tillförselsystem, kemiska modifieringar, minimera effekter utanför-målet och utöka indikationer. Prisys Biotechnology fortsätter att engagera sig i utvecklingen av innovativa siRNA-baserade terapier, som utnyttjar vår expertis inom läkemedelsupptäckt och leveranssystem. Vi strävar efter att ta fram transformativa behandlingar som adresserar otillfredsställda medicinska behov och förbättrar patienternas resultat.
