Нежелательная иммуногенность биотехнологических лекарственных препаратов
Количество разрабатываемых и внедряемых в клиническую практику биотехнологических лекарственных препаратов с каждым годом растет. Такие препараты успешно применяются для лечения онкологических, системных воспалительных аутоиммунных, инфекционных, аллергических и других заболеваний. Действующим веществом препаратов являются белки и полипептиды, которые получают, используя рекомбинантные системы экспрессии. В настоящее время для обозначения таких лекарственных препаратов используется термин «терапевтический белок».
Эффективность применения терапевтических белков, обусловленная направленным патогенетическим действием, на механизмы развития заболевания, подтверждается успешным клиническим применение препаратов. Большинство нежелательных реакций, развивающихся при применении терапевтических белков, обусловлено их фармакологическими эффектами. Принципы проведения исследований с целью оценки иммуногенности терапевтических белков регламентируются требованиями отечественных и зарубежных нормативных документов. Базовым является документ, разработанный Европейским медицинским агентством (ЕМА) – EMEA/CHMP/ BMWP/14327/2006, который периодически обновляется на основе анализа опыта применения ранее зарегистрированных препаратов, накопления сведений о научных достижениях в области биотехнологии, совершенствования методических подходов к оценке качества биотехнологических препаратов.
Биотехнологические лекарственные препараты белковой природы, к которым относятся препараты рекомбинантных цитокинов и их рецепторов, антагонистов рецепторов цитокинов, препараты рекомбинантных факторов свертывания крови, гормоны, факторы роста, эритропоэтины, препараты моноклональных антител и белков слияния (fusion proteins) применяются длительно для лечения хронических тяжело протекающих заболеваний. Клиническая эффективность препаратов обусловлена высокой избирательностью действия, в основе которого лежит их способность подавлять системные реакции воспаления при аутоиммунной патологии за счет ингибирования проявления биологического действия провоспалительных цитокинов или частичной элиминации гиперактивных клеток – продуцентов аутоантител.
При заболеваниях онкологической природы эффективность препаратов проявляется за счет прямого цитотоксического действия на клетки-мишени, экспрессирующие соответствующие АГ, ассоциированные с опухолевым процессом; за счет подавления процессов, поддерживающих рост и пролиферацию опухолевых клеток и сосудов; за счет блокады биоактивных молекул, важных для реализации злокачественного фенотипа клеток или за счет индукции и активации противоопухолевого иммунитета, что обеспечивает элиминацию опухолевых клеток.
На проявление иммуногенности терапевтического белка, на частоту формирования и выраженность иммунного ответа оказывает влияние множество факторов.
Факторы, влияющие на развитие иммунного ответа на терапевтический белок:
- Факторы, зависящие от особенностей организма пациента
- Генетические особенности отдельных лиц являются причиной вариабельности ответа на терапевтический белок у исследуемой популяции пациентов.
- Возраст пациента может влиять на развитие иммунного ответа на терапевтические белки.
- Факторы, опосредованные особенностями заболевания. Сопутствующая терапия может либо снижать, либо повышать риск развития иммунного ответа на терапевтический белок.
- Факторы, связанные с терапией, такие как доза, схема и путь введения, могут влиять на развитие иммунного ответа на терапевтический белок. Предсуществующие антитела представляют собой эндогенные перекрестно-реагирующие АТ, специфичные к эпитопам белков или гликанов, которые способны взаимодействовать с эпитопами терапевтических белков.
- Факторы, связанные с характеристиками лекарственного препарата. Иммуногенность терапевтических белков во многом зависит от его физико-химических свойств:
- Структура белка и посттрансляционные модификации могут иметь важное значение в проявлении нежелательной иммуногенности терапевтического белка.
- Состав, свойства и источник получения вспомогательных веществ и материалов первичной упаковки могут оказывать влияние на проявления иммуногенности терапевтических белков.
- Денатурация и агрегация терапевтического белка может быть причиной развития иммунного ответа, что связано с образованием поливалентных эпитопов или появлением/демаскированием новых эпитопов, которые приобретают способность стимулировать иммунную систему.
- Производственные примеси присутствующих в фармацевтической субстанции или готовом лекарственном препарате терапевтических белков, с одной стороны, могут индуцировать иммунный ответ на себя, с другой – выполняя роль адъювантов, стимулировать развитие иммунного ответа на другие АГ.
Основной целью исследования иммуногенности терапевтических белков является установление ее клинической значимости: определение влияния нежелательного иммунного ответа на фармакокинетику, фармакодинамику, эффективность и безопасность лекарственного препарата.
Для оценки риска иммуногенности и выявления клеточно-опосредованного иммунного ответа используют тесты in vitro. При разработке новых препаратов и оценке риска их иммуногенности следует учитывать возможность использования новых экспериментальных моделей (in silico, in vitro и in vivo).
Исследования по оценке нежелательной иммуногенности терапевтических белков необходимо проводить поэтапно. На первом этапе используют методы скрининга для идентификации образцов крови, полученных от пациентов, участвующих в клинических исследованиях, на наличие АТ. На последующем этапе проводят исследования с целью подтверждения наличия АТ и дальнейшей их характеристики; при этом определяют класс и подкласс выявленных иммуноглобулинов (изотип), их аффинность, специфичность, а также нейтрализующую способность путем использования функциональных тестов.
Часто используемые скрининговые тесты:
- Прямой/Непрямой ИФА
- Модифицированный ИФА/Bridging ELISA
- Электрохемилюминесценция (прямое/непрямое связывание)
- Метод радиоиммунопреципитации
- Поверхностный плазмонный резонанс
Влияние матриксных компонентов и остаточного содержания терапевтического белка на результаты анализа следует оценивать при валидации методик, используемые подходы не должны оказывать негативного влияния на эффективность методики и конечные результаты исследования.
- Методы для подтверждения наличия антител.
Отобранные в результате скрининга образцы должны быть исследованы для подтверждения положительных результатов и исключения ложноположительных образцов. При выборе метода для подтверждения наличия АТ необходимо учитывать характеристики и ограничения методов, используемых для скрининга.
- Методы оценки нейтрализующей способности антител
Оценка нейтрализующей способности АТ является важной частью изучения иммуногенности, поскольку наличие этих АТ часто коррелирует со снижением клинического ответа на лекарственный препарат. Для определения нейтрализующей активности АТ применяют специфичные и чувствительные методы in vitro, которые основываются на использовании клеточных линий или оценке специфичности связывания с АГ без использования клеток.
- Характеристика антител к терапевтическому белку
Если при проведении клинических исследований установлена индукция АТ у пациентов, следует провести оценку частоты выявления и титров АТ, изучить кинетику формирования и длительность персистенции АТ, их нейтрализующую способность, степень выраженности гуморального ответа, поскольку он может коррелировать с клиническими проявлениями последствий наличия АТ.
При разработке и валидации методов решающее значение имеет выбор соответствующих положительных и отрицательных контролей, при этом особенно важен выбор положительного контроля. В идеале положительный контроль АТ является образцом сыворотки, полученной от человека, которая содержит значительную концентрацию соответствующих АТ; объем сыворотки должен быть достаточным для проведения всех исследований, что часто бывает недоступно. В таких случаях, могут быть использованы рекомбинантные АТ человека, специфичные к терапевтическому белку, или использована сыворотка животных, полученная при их иммунизации лекарственным препаратом.
Отрицательные контрольные образцы необходимы для установления базовых значений оцениваемых показателей анализа и валидации методики. Исходные параметры значений для здоровых субъектов, легко можно определить путем оценки результатов анализа образцов от достаточного числа таких лиц с целью получения статистически надежных данных.
Для четкой градации положительных и отрицательных образцов, необходимо установить критерии для оцениваемых параметров, а также определить условия, позволяющие подтвердить положительный результат. Для определения порогового значения оцениваемого параметра, позволяющего оценить результат как положительный при выполнении иммунологического анализа, необходимо использовать данные, полученные при исследовании здоровых лиц и пациентов до начала терапии. Для определения порогового значения рекомендуется использовать статистические методы.
На этапе доклинических исследований определяют риск развития иммунного ответа, но только результаты клинических исследований позволяют оценить истинный иммуногенный потенциал биотехнологического лекарственного препарата. Необходимо проводить оценку эффективности и безопасности препарата на организм человека.
Источник: Проблемы, связанные с нежелательной иммуногенностью биотехнологических лекарственных препаратов (терапевтических белков). Сообщение 1. Методические подходы к оценке иммуногенности. // Авдеева Ж.И., Солдатов А.А., Бондарев В.П., Меркулов В.А., Медуницын Н.В. -2019 г.
Метки: генная инженерия, иммуногенность, исследования, фармакология
26.11.2019