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 trouvées uniquement chez l'homme ou dans des proportions significativement plus élevées chez l'homme. Les ON sont principalement métabolisés par des endo- et des 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 pas l'importance d'étudier le métabolisme des produits ON. Les métabolites restant après le clivage de quelques nucléotides peuvent encore posséder une activité, et la détection uniquement des ON prototypes sous-estimerait l'activité de la molécule. De plus, des métabolites plus petits peuvent s'hybrider avec des séquences hors cible, entraînant 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 soient généralement similaires d'une espèce à l'autre, les taux de métabolisme peuvent différer. Un système d'évaluation in vitro idéal est essentiel pour prédire la stabilité in vivo des produits. En général, le plasma, les cellules des tissus cibles ou les homogénats sont préférés. Pour l'administration locale, des matrices locales sont recommandées.
2. Identification des métabolites in vitro
Comme mentionné précédemment, l’identification des métabolites in vitro est cruciale pour les petites molécules, mais pour les ON, l’importance de cette étude est limitée en raison de la similitude du métabolisme entre les espèces. Certaines entreprises 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, n’effectuent pas de tests in vitro et ne fournissent que des données sur le 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 directives de l'OSWG et de l'ICH suggèrent de fournir ces données avant les essais cliniques de phase III.
À moins que des différences de genre dans l’exposition aux prototypes de médicaments ne soient observées dans d’autresÉtudes PK/TK, le métabolisme in vivo est généralement examiné chez un seul sexe. Des 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, compte tenu des organes où les ON sont principalement délivrés ou des organes exprimant des cibles PD ou une rétention potentiellement à long terme. Cependant, l'examen des métabolites dans les tissus n'est 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. Test de sécurité des métabolites
Les directives de la FDA sur les métabolites exigent que l'on s'inquiète si l'exposition aux métabolites à l'état d'équilibre dépasse 10 % du médicament prototype. Cela s'applique également aux produits ON.
Pour les nouveaux composants LNP, peptides ou lieurs non utilisés dans des médicaments approuvés, 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 pour des ON similaires sont identiques. La plupart des ON sont principalement métabolisés dans les tissus, seule une petite partie étant excrétée sous forme de médicament prototype.
L'excrétion peut être examinée dans des études pharmacocinétiques distinctes ou en conjonction avec des études toxicologiques.Administration à dose uniqueEn général, une seule espèce suffit. Les rongeurs sont souvent préférés. Il convient de tester à la fois les prototypes de médicaments et les métabolites. Des doses uniques aux doses cliniques prévues sont généralement adéquates, mais si la distribution tissulaire est évaluée, une dose plus élevée peut être nécessaire. En général, seuls les composants urinaires doivent être testés. Cependant, si l'urine n'est pas la principale voie d'excrétion, d'autres échantillons tels que la bile doivent être prélevés. En cas de toxicité gastro-intestinale ou pulmonaire, il est recommandé de procéder à des tests supplémentaires sur des échantillons de matières fécales et d'haleine.
Bien que le radiomarquage ne soit pas obligatoire pour les organismes 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 similitude de produits similaires ne justifie pas une valeur supplémentaire du radiomarquage. De plus, si le radiomarquage est utilisé, il ne peut pas être effectué parallèlement aux études de toxicologie. 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 de préférence être dans des régions stables aux nucléases.
La sécrétion dans le lait maternel dépend du niveau et de la durée d'exposition au produit, de la biodisponibilité orale et de l'inclusion ou non de femmes allaitantes dans la population cible. Selon la norme ICH S5(R3), cette étude n'est généralement pas requise. Les résultats des études sur la sécrétion dans le lait maternel menées sur des produits ON commercialisés ont montré des concentrations très faibles ou indétectables.
De plus, à l’instar des exigences relatives à l’absorption, à la distribution et au métabolisme, si les conjugués ou les formulations contiennent de nouveaux composants en plus des ON, leur détection doit être ajoutée aux tests d’excrétion. Enfin, pour les produits de thérapie à base d’ARNm, en raison de leur instabilité inhérente, les études d’excrétion ne sont pas nécessaires.
6. Interactions médicamenteuses in vitro
La DDI implique principalement des enzymes métaboliques et des transporteurs. Un médicament peut agir comme une « victime » ou comme un « coupable » affectant la pharmacocinétique d'autres médicaments. Du point de vue de la victime, les ON doivent être des substrats pour les enzymes métaboliques ou les transporteurs de phase I ou II. Cependant, les ON subissent principalement un métabolisme via des nucléases et ne sont pas liés aux enzymes métaboliques ou aux transporteurs CYP. De plus, les ON n'affectent généralement pas la liaison aux protéines plasmatiques des petites molécules. Par conséquent, les produits à base d'ON ne nécessitent généralement pas d'études pertinentes en tant que substrats pour les enzymes métaboliques ou les transporteurs. Cependant, pour les ON conjugués ou les formulations de LNP avec de nouveaux composants, des études de 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 à base d'ON conjugués à la GalNAc, il convient de vérifier 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 aussi les composants conjugués ou les composants de formulation présentent des risques potentiels. Si un produit est développé à l'aide d'une technologie de plate-forme, les données de base de la DDI peuvent être référencées. Par exemple, si un produit précurseur présente une DDI positive, les produits ultérieurs conçus sur la base de la plate-forme nécessitent également des études pertinentes. S'il est négatif, d'autres données sur le produit et la littérature peuvent être fournies sans qu'il soit nécessaire de procéder à des études DDI supplémentaires. De plus, la DDI évalue généralement le matériau d'essai complet, les métabolites n'étant pas inclus dans le champ d'examen. Étant donné que seule une petite partie des ON s'échappe des lysosomes et pénètre dans le cytoplasme après 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, comme le casimersen qui inhibe MATE1 et l'eteplirsen qui inhibe OCT1 et OATP1B1. Il est donc conseillé de mener des études sur l'inhibition des transporteurs d'efflux et d'influx par les ON.
En plus de provoquer directement une DDI par liaison, les ON peuvent également affecter l'expression des CYP ou des transporteurs par leurs effets PD. Par conséquent, des recherches approfondies dans la littérature sont nécessaires pour évaluer l'impact des effets PD du produit prévu sur l'expression des enzymes métaboliques et des transporteurs. La FDA s'inquiète également du 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 d'évaluation in vitro standard des CYP ne sont pas applicables, et une évaluation à l'aide du plasma du patient après administration dans les hépatocytes peut être envisagée.
Les directives de la FDA (2020) et de l'EMA (2012) suggèrent de terminer les études DDI pour les médicaments à petites molécules avant les essais cliniques de phase III, ce qui s'applique également aux produits ON.
7. Conclusion
Les médicaments oligonucléotidiques appartiennent à une catégorie relativement nouvelle de produits thérapeutiques et il n'existe pas de directives 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 des études pharmacocinétiques sur une seule espèce. Le prélèvement d'échantillons biologiques doit tenir compte de la demi-vie dans les tissus. Les études de distribution tissulaire des médicaments oligonucléotidiques sont cruciales et nécessitent des étapes plus précoces que les petites molécules et les produits biologiques traditionnels. De plus, en raison de la cohérence des enzymes métaboliques entre les espèces, l'importance des études de métabolisme des médicaments oligonucléotidiques n'est pas aussi élevée que pour les 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 pendant les essais cliniques. Les produits oligonucléotidiques comportent également des risques introduits par les composants conjugués, les composants du véhicule de distribution, etc., qui doivent être soigneusement pris en compte dans la conception de l’étude car ils peuvent affecter les paramètres de détection.
