Dans l'article précédent, nous avons discutél'absorption et la distribution des oligonucléotides (ON).Dans cet article, nous poursuivrons la discussion en nous concentrant sur le métabolisme et l'excrétion des ON.
Contrairement aux médicaments à petites molécules, les produits oligonucléotidiques (ON) présentent des différences minimes de métabolisme entre les différentes espèces, avec de rares occurrences de métabolites spécifiques trouvés uniquement chez l'homme ou dans des proportions significativement plus élevées chez l'homme. Les ON sont principalement métabolisés par les endo- et les exonucléases, des enzymes qui ne présentent aucune différence liée à l'espèce, au sexe ou à l'âge- chez les mammifères. Cependant, cela ne diminue en rien l’importance de l’étude du métabolisme des produits ON. Les métabolites restant après le clivage de quelques nucléotides peuvent encore posséder une activité, et ne détecter que les prototypes d'ON sous-estimerait l'activité de la molécule. De plus, des métabolites plus petits peuvent s'hybrider avec des séquences non cibles, provoquant des réactions toxiques involontaires. Par conséquent, l’étude du métabolisme des ON est cruciale.
1. Stabilité du métabolisme in vitro
Le métabolisme in vitro est couramment utilisé pendant la phase de découverte de médicaments pour évaluer la stabilité des molécules candidates. Bien que les types de métabolites d’une espèce à l’autre soient généralement similaires, les taux de métabolisme peuvent différer. Un système d’évaluation in vitro idéal est crucial pour prédire la stabilité in vivo des produits. Généralement, le plasma, les cellules du tissu cible ou les homogénats sont préférés. Pour l'administration locale, des matrices locales sont recommandées.
2.Identification in vitro des métabolites
Comme mentionné précédemment, l'identification des métabolites in vitro est cruciale pour les petites molécules, mais pour les ON, la signification de cette étude est limitée en raison de la similitude du métabolisme entre les espèces. Certaines sociétés ne soumettent pas de données sur l'identification des métabolites au stade de l'IND, ce qui n'affecte pas le lancement des essais cliniques. D'autres, pour réduire les risques d'enregistrement, ne réalisent pas de tests in vitro et ne fournissent que des données de métabolisme in vivo. Certaines entreprises fournissent des preuves fondées sur la littérature-, expliquant raisonnablement que le risque de ne pas mener cette étude n'est pas significatif.
3. Métabolisme in vivo
Compte tenu des voies métaboliques prévisibles des produits ON, les lignes directrices de l'OSWG et de l'ICH suggèrent de fournir ces données avant les essais cliniques de phase III.
À moins que des différences entre les sexes dans l’exposition aux médicaments prototypes ne soient observées dans d’autresÉtudes PK/TK, le métabolisme in vivo est généralement examiné chez un seul sexe. Les échantillons de plasma ou d'urine sont principalement collectés pour le métabolisme. Le plasma présente une meilleure cohérence avec les tissus, tandis que l'urine ajoute l'aspect métabolisme rénal. Les tissus sont également une option, en considérant les organes dans lesquels les ON sont principalement délivrés ou les organes exprimant des cibles de MP ou une rétention potentiellement à long terme. Cependant, l’examen des métabolites dans les tissus ne constitue pas une exigence réglementaire et dépend entièrement de l’objectif de recherche de l’entreprise. La LC-MS est couramment utilisée pour la détection du métabolisme in vivo, qui peut accompagner les études de toxicologie.
4. Tests de sécurité des métabolites
Les directives de la FDA sur les métabolites doivent être prises en compte si l'exposition aux métabolites à l'état d'équilibre-dépasse 10 % de celle du médicament prototype. Cela s'applique également aux produits ON.
Pour les nouveaux composants, peptides ou agents de liaison LNP qui ne sont utilisés dans aucun médicament approuvé, leur sécurité doit être évaluée.
5.Excrétion
L'OSWG et l'ICH M3 recommandent de fournir des données d'excrétion avant les essais cliniques de phase III. Les voies d'excrétion des ON similaires sont similaires. La plupart des ON sont principalement métabolisés dans les tissus, avec seulement une petite partie excrétée sous forme de médicament prototype.
L'excrétion peut être examinée dans le cadre d'études pharmacocinétiques distinctes ou en conjonction avec des études toxicologiques.Administration d'une-dose uniquechez une seule espèce est généralement suffisant. Les rongeurs sont souvent préférés. Les médicaments prototypes et les métabolites doivent être testés. Les niveaux de dose unique-aux doses cliniques prévues sont généralement adéquats, mais si la distribution tissulaire est évaluée, une dose plus élevée peut être nécessaire. En règle générale, seuls les composants de l’urine doivent être testés. Cependant, si l’urine n’est pas la principale voie d’excrétion, d’autres échantillons, comme la bile, doivent être prélevés. En cas de toxicité gastro-intestinale ou pulmonaire, des analyses supplémentaires d'échantillons de matières fécales et respiratoires sont recommandées.
Bien que le radiomarquage ne soit pas obligatoire par les agences de réglementation, la plupart des ON commercialisés utilisent cette méthode pour évaluer le bilan matière. Cependant, l'OSWG estime que le métabolisme et l'excrétion des ON disposent déjà de données de recherche suffisantes et que la similarité de produits similaires ne garantit pas une valeur supplémentaire du radiomarquage. De plus, si le radiomarquage est utilisé, il ne peut être mené parallèlement à des études toxicologiques. Cependant, dans les cas où d'autres méthodes manquent de sensibilité, ou pour de nouveaux types de produits ON, ou pour des tissus avec des temps de rétention prolongés qui entravent les études cliniques basées sur l'excrétion radiomarquée, le radiomarquage chez les animaux a une certaine importance. Comme mentionné précédemment, si le radiomarquage est utilisé, la position de marquage doit être de préférence dans des régions stables aux nucléases.
La sécrétion de lait maternel dépend du niveau et de la durée d'exposition au produit, de la biodisponibilité orale et du fait que la population cible comprend ou non des femmes allaitantes. Selon ICH S5(R3), cette étude n’est généralement pas requise. Les résultats des études sur la sécrétion du lait maternel menées sur les produits ON commercialisés ont montré des concentrations très faibles ou indétectables.
De plus, à l'instar des exigences en matière d'absorption, de distribution et de métabolisme, si les conjugués ou les formulations contiennent de nouveaux composants en dehors des ON, leur détection doit être ajoutée aux tests d'excrétion. Enfin, pour les produits de thérapie à ARNm, en raison de leur instabilité inhérente, des études d’excrétion ne sont pas nécessaires.
6.Interactions médicamenteuses in vitro
Le DDI implique principalement des enzymes métaboliques et des transporteurs. Un médicament peut agir comme une « victime » ou comme un « auteur » affectant la pharmacocinétique d’autres médicaments. Du point de vue de la victime, les ON doivent être des substrats pour les enzymes ou transporteurs métaboliques de phase I ou II. Cependant, les ON sont principalement métabolisés via des nucléases et ne sont pas liés aux enzymes métaboliques ou aux transporteurs des CYP. De plus, les ON n’affectent généralement pas la liaison aux protéines plasmatiques des petites molécules. Par conséquent, les produits ON ne nécessitent généralement pas d’études pertinentes en tant que substrats pour les enzymes métaboliques ou les transporteurs. Cependant, pour les formulations d’ON ou de LNP conjuguées contenant de nouveaux composants, des études sur le substrat enzymatique peuvent être envisagées. Pour les ON principalement excrétés par voie rénale, il est possible d'évaluer s'ils sont des substrats pour les transporteurs rénaux. Pour les produits ON conjugués GalNAc-, il convient de veiller à savoir s'ils sont des substrats pour les transporteurs d'efflux hépatiques.
Du point de vue de l'auteur, les ON ont en effet le potentiel de se lier de manière non spécifique à certaines grosses molécules, bien qu'avec une faible affinité, ils peuvent toujours occuper des sites actifs d'enzymes ou de transporteurs, affectant la pharmacocinétique d'autres médicaments. Non seulement la structure des ON, mais également les composants conjugués ou les composants de formulation présentent des risques potentiels. Si un produit est développé à l’aide d’une technologie de plateforme, les données de base DDI peuvent être référencées. Par exemple, si un produit précurseur présente un DDI positif, les produits ultérieurs conçus sur la base de la plateforme nécessitent également des études pertinentes. En cas de résultat négatif, d'autres données sur le produit et de la littérature peuvent être fournies sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des études DDI supplémentaires. De plus, DDI évalue généralement le matériel de test complet-, avec des métabolites non inclus dans la portée de l'examen. Étant donné que seule une petite partie des ON échappe aux lysosomes et pénètre dans le cytoplasme après leur absorption cellulaire, affectant les enzymes métaboliques, les hépatocytes simulent mieux l'ensemble de ce processus, tandis que les faux positifs sont plus probables avec les microsomes hépatiques. En ce qui concerne les transporteurs, les ON commercialisés peuvent en effet inhiber certains transporteurs, tels que le casimersen inhibant MATE1 et l'étéplirsen inhibant OCT1 et OATP1B1. Il est donc conseillé de mener des études sur l’inhibition des transporteurs d’efflux et d’afflux par les ON.
En plus de provoquer directement le DDI par liaison, les ON peuvent également affecter l'expression des CYP ou des transporteurs par le biais de leurs effets PD. Par conséquent, une recherche documentaire approfondie est nécessaire pour évaluer l’impact des effets PD du produit prévu sur l’expression des enzymes métaboliques et des transporteurs. La FDA est également préoccupée par le fait que les ON affectent indirectement l’activité des CYP. Par exemple, les cytokines peuvent affecter l’expression des CYP et les ON peuvent réguler les concentrations de cytokines. Dans de tels cas, les méthodes standard d’évaluation des CYP in vitro ne sont pas applicables et une évaluation utilisant le plasma du patient après administration dans des hépatocytes peut être envisagée.
Les directives de la FDA (2020) et de l'EMA (2012) suggèrent de réaliser des études DDI pour les médicaments à petites molécules avant les essais cliniques de phase III, qui s'appliquent également aux produits ON.
7. Conclusion
Les médicaments oligonucléotidiques appartiennent à une catégorie thérapeutique relativement nouvelle et il n’existe pas de lignes directrices spécifiques pour les études ADME pour cette classe de produits. Les associations industrielles comme l'OSWG ont joué un rôle important en fournissant des recommandations détaillées pour les études ADME. Bien que la plupart des principes de conception des essais pour les médicaments oligonucléotidiques soient similaires à ceux des petites molécules et des produits biologiques traditionnels, ils possèdent leurs propres spécificités. Par exemple, le risque de différences d'absorption entre les sexes est relativement faible, ce qui permet de réaliser des études pharmacocinétiques sur une seule espèce. La collecte d'échantillons biologiques doit tenir compte de la demi-vie-dans les tissus. Les études sur la distribution tissulaire des médicaments oligonucléotidiques sont cruciales et nécessitent des étapes plus précoces que celles des petites molécules et des produits biologiques traditionnels. De plus, en raison de la cohérence des enzymes métaboliques d’une espèce à l’autre, l’importance des études sur le métabolisme des médicaments oligonucléotidiques n’est pas aussi grande que celle des petites molécules. Les médicaments oligonucléotidiques ne sont généralement pas des substrats pour les enzymes hépatiques comme les CYP, mais ils peuvent en effet affecter l'activité des CYP ou des transporteurs, ce qui nécessite une attention particulière aux risques de DDI. Cependant, toutes les études ne doivent pas nécessairement être terminées avant l’IND ; de nombreux essais peuvent être fournis lors des essais cliniques. Les produits oligonucléotidiques comportent également des risques introduits par les composants conjugués, les composants du véhicule d'administration, etc., qui doivent être soigneusement pris en compte dans la conception de l'étude car ils peuvent affecter les paramètres de détection.
