Presso Prisys Biotechnology, siamo consapevoli del crescente interesse per i farmaci basati sugli oligonucleotidi, in particolare per le terapie basate su piccoli RNA interferenti (siRNA). I siRNA rappresentano la terza generazione di farmaci terapeutici, dopo i farmaci a piccole molecole e le terapie basate su anticorpi, e hanno dimostrato un grande potenziale nel rivoluzionare il campo dello sviluppo dei farmaci.
Meccanismo d'azione del siRNA:
Gli siRNA sono brevi sequenze nucleotidiche di circa 20 basi che utilizzano i principi di appaiamento delle basi di Watson-Crick per legarsi a filamenti complementari di mRNA, influenzando così i processi di trascrizione e traduzione. In base alle loro variazioni strutturali e meccanicistiche, gli siRNA sono classificati come oligonucleotidi antisenso (ASO), piccoli RNA interferenti (siRNA), piccoli RNA attivanti (saRNA), microRNA (miRNA) e aptameri. Tra questi, gli siRNA hanno guadagnato notevole attenzione grazie alla loro promettente efficacia terapeutica e ai progressi tecnologici.
Importanza delle modifiche chimiche e dei sistemi di distribuzione:
Gli siRNA non modificati hanno una breve emivita e presentano un rischio di tossicità off-target. Le modifiche chimiche e i sistemi di somministrazione adatti svolgono un ruolo cruciale nel raggiungimento degli effetti terapeutici. I sei farmaci siRNA approvati menzionati in precedenza hanno subito modifiche chimiche, come modifiche dello scheletro fosforotioato e modifiche del ribosio come 2'-O-metile (2-OMe), 2'-O-metossietile (2-MOE) e 2'-fluoro (2-F). Inoltre, l'efficienza della somministrazione di siRNA si basa su sistemi di somministrazione avanzati come i coniugati LNP e GalNAc, entrambi con capacità dimostrate di targeting del fegato.
Valutazione preclinica della sicurezza e selezione delle specie animali:
La valutazione preclinica della sicurezza dei farmaci siRNA comporta la valutazione delle tossicità specifiche per il target e fuori dal target nei modelli animali. La selezione delle specie animali, inclusi roditori e primati non umani (NHP), dipende dalle caratteristiche specifiche del farmaco siRNA. Ad esempio, le specie di primati mostrano un'elevata omologia con gli esseri umani in termini di sequenze mRNA target e forniscono una migliore valutazione della farmacocinetica e della farmacodinamica siRNA. Utilizzare primati non umani per la valutazione della sicurezza è una pratica comune, specialmente per i farmaci siRNA che hanno come target il fegato.
Tossicità epatica e risposte immunitarie:
Il fegato è un organo chiave di interesse nella terapia siRNA. I farmaci siRNA approvati hanno dimostrato varie caratteristiche associate alla somministrazione specifica al fegato, all'assorbimento degli epatociti e alla potenziale epatotossicità. Studi istopatologici hanno rivelato vacuolizzazione epatocellulare, infiltrazione infiammatoria e lievi aumenti degli enzimi epatici come l'alanina transaminasi (ALT) e l'aspartato transaminasi (AST). Sono state inoltre valutate e monitorate le risposte immunitarie, tra cui anticorpi anti-farmaco (ADA), rilascio di citochine, attivazione del complemento e fenotipizzazione immunitaria.
Il silenziamento genico mediato da siRNA offre un immenso potenziale terapeutico. Tuttavia, ottenere un silenziamento accurato può essere difficile. Gli effetti off-target, in cui siRNA sopprime inavvertitamente geni indesiderati, possono portare a conseguenze impreviste. La Japan Drug and Medical Device Administration (PMDA) lo riconosce nelle sue "Linee guida per la valutazione non clinica della sicurezza dei prodotti terapeutici oligonucleotidici", classificando la tossicità di siRNA in tipi mirati e off-target.
Fegato: il bersaglio principale, la preoccupazione principale
Il fegato è l'organo principale di interesse per i farmaci siRNA. Per approfondire, analizziamo sei farmaci siRNA commercializzati, concentrandoci sulle caratteristiche del farmaco, la farmacocinetica e la patologia osservata. In particolare, tutti e sei hanno come target geni correlati al fegato per la sintesi o l'espressione. Inoltre, sono modificati chimicamente, come il tiofosfato, che può contribuire all'epatotossicità attraverso un elevato legame proteico. Sia le nanoparticelle lipidiche (LNP) che la coniugazione di N-acetilgalattosammina (GalNAc) facilitano il targeting del fegato. Ad esempio, il 80-90% di LNP in Patisiran, un farmaco LNP-siRNA, si accumula nel fegato dopo somministrazione endovenosa. I GalNAc-siRNA utilizzano l'endocitosi mediata da ASGPR per l'assorbimento intracellulare, con ASGPR altamente espresso negli epatociti.
Profilo di tossicità epatica: dall'accumulo all'infiammazione
Le analisi della distribuzione tissutale rivelano costantemente le concentrazioni più elevate di siRNA nel fegato. Lumasiran, ad esempio, ha mostrato un'AUC di 76700 h*ug/mL e un'emivita di 409h nelle scimmie a 10 mg/kg. In particolare, gli studi di tossicità a lungo termine sulle scimmie hanno rivelato cambiamenti epatici istopatologici dose-dipendenti:
1. Granuli basofili degli epatociti/cellule di Kupffer: potrebbero rappresentare il farmaco, i suoi metaboliti o adattamenti cellulari agli oligonucleotidi.
2. Vacuolizzazione degli epatociti: potenzialmente un effetto secondario dovuto all'accumulo di granuli basofili citoplasmatici.
3. Infiltrazione infiammatoria: elevate concentrazioni di farmaci possono attivare percorsi pro-infiammatori.
4. Necrosi delle singole cellule degli epatociti: a dosi elevate si verificano gravi danni patologici con ampio accumulo di granuli basofili.
Elevati marcatori biochimici del sangue come ALT e AST spesso accompagnano questi cambiamenti. Tuttavia, una valutazione completa del danno tissutale, delle alterazioni dell'indice associate, della reversibilità e di risultati simili in altri farmaci siRNA è fondamentale per determinare la reale nocività di questi cambiamenti.
Oltre il fegato: tossicità off-target e stimolazione immunitaria
Anche la tossicità off-target indipendente dalla complementarità di sequenza merita attenzione. Le reazioni di stimolazione immunitaria, in gran parte dipendenti dalla progettazione della sequenza nucleotidica e dalle modifiche chimiche, sono una conseguenza. I farmaci siRNA possono attivare il sistema immunitario innato, portando a reazioni nel sito di iniezione (Patiiran, Inclisiran) e diminuzioni delle piastrine (PLT) (Patisiran, Givosiran). La valutazione della stimolazione immunitaria comporta l'analisi in vivo di marcatori rilevanti e valutazioni in vitro utilizzando cellule mononucleate del sangue periferico isolate o sangue intero per prevedere il rilascio di citochine.
Possono verificarsi anche effetti off-target non correlati all'ibridazione, come cambiamenti della funzione di coagulazione. Alcuni farmaci siRNA inibiscono selettivamente il fattore IXa e il cofattore VIIIa nella cascata della coagulazione, alterando il tempo di azione della trombina e inibendo indirettamente la coagulazione (ad esempio, Patisiran, Lumasiran, APTT leggermente elevato). Inoltre, i farmaci siRNA possono legarsi all'inibitore H, attivando il percorso di bypass del complemento. L'iperattivazione del complemento può interromperne la funzione, portando a infiammazione secondaria e vasculite (ad esempio, aumento di C3a indotto da Patisiran, infiltrazione infiammatoria epatica, infiammazione perivascolare nei siti di infusione).
Tossicità del sistema di consegna: non trascurare il vettore
Anche il sistema di somministrazione, spesso LNP, merita attenzione. Nuovi eccipienti o rapporti di componenti alterati in LNP richiedono un'indagine approfondita. Mentre mancano linee guida specifiche per LNP, linee guida esistenti come "Guidance for Industry: Lipiodol Product Chemistry, Manufacturing, and Controls; Human Pharmacokinetics and Bioavailability; And Labeling Documentation" possono offrire spunti preziosi. Le indagini LNP di Patisiran possono anche servire come riferimento. In particolare, se gli LNP rientrano nello standard di registrazione degli eccipienti non indipendenti, possono essere studiati insieme a siRNA con le stesse specie animali come valutazione di sicurezza non clinica di siRNA, considerando il requisito di due specie per siRNA.
Conclusione:
Il campo della terapia siRNA continua a progredire con un focus sul miglioramento dei sistemi di somministrazione, modifiche chimiche, minimizzazione degli effetti off-target ed ampliamento delle indicazioni. Prisys Biotechnology rimane impegnata nello sviluppo di terapie innovative basate su siRNA, sfruttando la nostra competenza nella scoperta di farmaci e nei sistemi di somministrazione. Ci impegniamo a proporre trattamenti trasformativi che affrontino esigenze mediche insoddisfatte e migliorino i risultati per i pazienti.
