Олигонуклеотидные препараты разрабатывались более 40 лет с момента появления первого из них в 1978 году. Однако их разработка шла медленнее, чем другие типы лекарств, из-за присущей им нестабильности и низкой эффективности клеточного поглощения. Появление новых систем доставки и методов химической модификации значительно улучшило эти проблемы, а в последние годы быстрое развитие получили олигонуклеотидные препараты. В настоящее время уже существуют руководства и отраслевые официальные документы по оценке иммуногенности препаратов на основе антител и других биологических препаратов, но по-прежнему мало сообщений об иммуногенности олигонуклеотидных препаратов у животных или пациентов, а систематических рекомендаций не существует. Ограниченное понимание иммуногенности олигонуклеотидных препаратов также сильно ограничивает разработку этого класса лекарств.
Ключом к иммуногенности лекарства является рассмотрение того, может ли иммунная система распознать препарат как собственное и переносить его, а другие аспекты, влияющие на иммуногенность, включают путь введения и конкретное заболевание, подлежащее лечению (рис. 1).
Рисунок 1. Способы воздействия на иммуногенность (Front. Immunol., 18 августа 2020 г., раздел «Вакцины и молекулярная терапия»)
Характеристики лекарств: по сравнению с большинством типичных биологических препаратов (таких как моноклональные антитела), олигонуклеотидные препараты относительно небольшие по размеру и содержат меньше потенциальных эпитопов, чем более крупные белковые аналоги, поэтому обычно считается, что они имеют низкую иммуногенность. Однако взаимодействие между молекулами олигонуклеотидов и иммунной системой является сложным и потенциально может индуцировать врожденный иммунитет. Предыдущие исследования показали, что последовательности миРНК могут влиять на иммунную стимуляцию через toll-подобные рецепторы (TLR), а последовательности миРНК, богатые основаниями гуанина и урацила, имеют тенденцию вызывать большую иммуностимулирующую активность. Чтобы улучшить стабильность, безопасность, клеточное усвоение и эффективность олигонуклеотидных препаратов, в процессе разработки олигонуклеотидных препаратов нового поколения к ним обычно применяются химические модификации. Модификации остова нуклеиновой кислоты, гликозильной части рибозы и нуклеинового основания широко используются, и эти модификации, вероятно, усиливают иммунные ответы. Кроме того, последовательности нуклеиновых кислот, сходные с таковыми у микроорганизмов, также могут обладать иммуностимулирующим потенциалом, поэтому новые последовательности олигонуклеотидов могут иметь более высокую иммуногенность.
Путь введения: Олигонуклеотидные препараты могут действовать различными путями введения, такими как внутривенные и тканевые инъекции, пероральные и подкожные инъекции (рис. 2).
Рисунок 2. Пути введения и способы доставки олигонуклеотидных лекарственных средств (Nat. Nanotechnol. 16, 630–643 (2021).)
В настоящее время одобренные олигонуклеотидные препараты в основном действуют путем доставки в иммунные-ограниченные участки, но эффективная доставка олигонуклеотидных препаратов в различные ткани по-прежнему остается серьезной проблемой при разработке олигонуклеотидных лекарств из-за сложности прохождения олигонуклеотидов через мембраны. Разработка носителей доставки в значительной степени решила эту проблему, и носители доставки могут вызывать иммунные реакции, которые различаются на два порядка и могут действовать посредством различных механизмов. Различные носители доставки доставляют молекулы миРНК через клеточные мембраны уникальными способами (рис. 2), подвергая миРНК воздействию разных количеств и типов рецепторов распознавания образов (PRR), что делает их более восприимчивыми к распознаванию врожденным иммунитетом. Кроме того, в настоящее время распространенными методами доставки конъюгации GalNAc (N-ацетилированный галактозамин) и носителей липидных наночастиц (ЛНЧ) являются в основном внутривенные и подкожные инъекции, которые имеют более высокий риск иммуногенности. В последние годы также развиваются новые методы доставки лекарств на основе олигонуклеотидов, такие как эндогенные везикулы, сферические нуклеиновые кислоты и нанотехнологии, что также ставит новые задачи перед тестированием иммуногенности.
Стратегия анализа иммуногенности олигонуклеотидных препаратов
Учитывая, что иммуногенность тесно связана с эффективностью и безопасностью лекарств, анализ иммуногенности необходим для олигонуклеотидных препаратов для поддержки их разработки и клинических испытаний. Многие биоаналитические принципы, применяемые к белковым препаратам, применимы и к олигонуклеотидным препаратам, в основном следуя стратегии иерархического анализа иммуногенности, но нам также необходимо учитывать уникальные структурные компоненты олигонуклеотидных препаратов, пути введения и места действия, которые усложняют иммунные ответы и биоаналитические методы.
Учитывая характеристики олигонуклеотидных препаратов, при проверке их иммуногенности следует уделять определенное внимание: 1)Антитела к-лекарственным препаратам (ADA)которые могут быть произведены компонентами модификации лекарств, вещества доставки и среды доставки должны быть полностью оценены; 2) Олигонуклеотидные препараты имеют разнообразные пути введения, необходимо обратить внимание на обнаружение разных типов иммуноглобулиновых антител в разных типах проб; 3) Согласно современным знаниям, по сравнению с традиционными лекарствами, ответ ADA, индуцированный олигонуклеотидными препаратами, иногда развивается медленно, возможно, в течение нескольких месяцев. Поэтому при проведении оценки риска иммуногенности на ранней стадии разработки рекомендуется сохранять образцы на этом этапе и исследовать их иммуногенность на основе новых данных, полученных в клинике, предоставляя информацию для последующих и ключевых исследований.
Для поддержки разработки и клинических испытаний препаратов siRNA компания Pharmaron разработала метод обнаружения ADA, продуцируемых siRNA, и имеет некоторые соображения и предложения в процессе разработки метода:
Из-за структуры, отличной от белковых антител, традиционные методы мечения белков неприменимы для мечения лекарств siRNA, и был успешно применен новый метод мечения, сочетающий биотин и дигоксин;
Из-за слабой иммуногенности миРНК аффинность полученного антитела положительного контроля низкая. Благодаря постоянной оптимизации этапов обнаружения чувствительность метода соответствует текущим нормативным требованиям.
