Nella scoperta dei farmaci, i risultati in vitro hanno un peso reale nella selezione dei candidati. La potenza biochimica, l'attività cellulare, la selettività e la stabilità metabolica descrivono il modo in cui una molecola si comporta in un sistema di analisi definito. Ciò che non descrivono è se quella molecola raggiungerà un’esposizione adeguata o produrrà attività farmacologica in vivo.
Estrapolazione dei dati in vitro per l'esposizione in vivo
Questa distinzione è ancora più importante man mano che i programmi superano le piccole molecole convenzionali trasformandosi in anticorpi, coniugati di anticorpi-farmaci (ADC), peptidi e terapie oligonucleotidiche.
I test in vitro caratterizzano un processo biologico o fisico-chimico alla volta, in condizioni controllate. La disposizione del farmaco in vivo riflette l’effetto combinato di assorbimento, distribuzione, metabolismo, escrezione, esposizione tissutale, coinvolgimento del bersaglio e farmacodinamica. Il contributo di ciascuno di essi varia sostanzialmente tra le modalità farmacologiche.
Modalità-Disposizione specifica
La stabilità microsomiale epatica è di per sé un debole indicatore della clearance sistemica. L’eliminazione renale e biliare, l’attività di trasporto, il metabolismo intestinale, il legame con le proteine plasmatiche, la distribuzione tissutale e l’assorbimento orale determinano tutti il profilo farmacocinetico osservato. La stabilità degli epatociti aggiunge un secondo set di dati, ma i meccanismi di clearance extraepatica rimangono al di fuori di entrambi i test.
Le terapie anticorpali si collocano in un quadro diverso. La loro disposizione generalmente non è determinata dal metabolismo mediato dal CYP-; l'esposizione sistemica e l'attività farmacologica sono invece influenzate dal riciclo dell'FcRn, dalla clearance mediata dal target-, dalla distribuzione tissutale, dall'espressione del target e dalle proprietà molecolari. Una lunga emivita plasmatica-è compatibile con una scarsa copertura del bersaglio nel sito d'azione.
Gli ADC impilano diverse variabili una sopra l'altra. Dopo il dosaggio, l'esposizione agli anticorpi, la stabilità del coniugato, la scissione del linker, il rapporto farmaco-anticorpo (DAR), il rilascio del carico utile e la formazione di metaboliti si muovono tutti contemporaneamente. L'anticorpo totale è un numero in un set che include anchel'ADC intattoe le sue specie farmacologicamente rilevanti, e non può sostituire le altre.
Peptidi e oligonucleotidi incontrano versioni dello stesso problema. L'emivita del peptide-dipende dalla degradazione enzimatica, dalla clearance renale, dal legame con le proteine e dalla progettazione molecolare, e un'emivita plasmatica più lunga-non acquista un'estensione proporzionale dell'attività farmacodinamica. Per gli oligonucleotidi, la concentrazione plasmatica spesso segue l'attività farmacologica meno da vicino della distribuzione tissutale, dell'esposizione intracellulare e della modulazione sostenuta dell'RNA o del bersaglio proteico previsto.
Integrazione di PK con endpoint PD
La conseguenza per la progettazione dello studio è semplice:I dati farmacocinetici dovrebbero essere letti insieme a due cose, dove agisce il farmaco e quali specie molecolari sono farmacologicamente rilevanti.
I programmi preclinici quindi leggonoPK insieme agli endpoint PD, esposizione dei tessuti, biomarcatori, coinvolgimento del target e risultati funzionali. Laddove un programma ne abbia bisogno, l’imaging longitudinale e le valutazioni comportamentali quantitative aggiungono letture sulla progressione della malattia, sulla risposta dei tessuti, sulla distribuzione dei farmaci o sui cambiamenti funzionali. La piattaforma di ricerca traslazionale Prisys sui primati non umani (NHP) combinaModelli di malattia NHPcon farmacologia, valutazione farmacocinetica/farmacodinamica, imaging e altri endpoint dello studio, dimensionati in base agli obiettivi di ciascun programma preclinico.
Gli studi integrati pongono una domanda più difficile rispetto a quella se un candidato produce un effetto osservabile in un modello animale. Testano come l'esposizione,coinvolgimento del target, farmacodinamica, efficacia e sicurezzasi relazionano tra loro e fanno emergere incertezze traslazionali prima dello sviluppo clinico.
I dati in vitro rimangono il fondamento della scoperta di farmaci. Ciò che la ricerca preclinica deve stabilire è la connessione tra tali risultati e l’esposizione in vivo e gli effetti farmacologici.
