OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Transkript

1 OPVK CZ.1.07/2.2.00/

2 Základy ADME a toxického hodnocení léčiv v preklinickém vývoji OCH/ADME doc. Pharm.Dr. Petr Pávek, Ph.D. LS 2012/2013

3 Základy ADME a toxického hodnocení léčiv v preklinickém vývoji (OCH/ADME) SYLABUS předmětu: 1. Úvod do předmětu a základní pojmy (farmakokinetika, farmakodynamika, ADME(T), mechanismus působení léčiva). Typy transportu léčiva v organismu 2. Absorpce léčiv, faktory ovlivňující absorpci, optimální fyzikálně-chemické vlastnosti léčiva 3. Distribuce léčiv v organismu, faktory ovlivňující distribuci, vazba na plazmatické bílkoviny 4. Fyziologické bariéry distribuce 5. Metabolismus léčiv, metody studia metabolického profilu látky, studium interakce látek s biotransformačními enzymy, indukční potenciál látek a interakce s nukleárními receptory 6. Mechanismy exkrece léčiv, faktory ovlivňující exkreci 7. Základní farmakokinetické parametry, výpočet a praktický význam ve farmakoterapii 8. Toxické působení léčiv na organismus a klasifikace nežádoucích účinků 9. Metodické přístupy ke studiu toxických účinků vyvíjených látek při vývoji léčiv 10. Role ADME v preklinickém vývoji léčiva a standardizovaných postupů preklinického hodnocení léčiv (Laboratorní postupy a metody hodnocení ADME, in silico přístupy) 11. Laboratorní postupy a metody hodnocení ADMET praktický seminář 12. Závěrečný test znalostí 3

4 Základní pojmy při vývoji léčiva Preklinické testování- vývoj před prvním podání člověku, nejčastěji zdravému dobrovolníkovi Klinické testování- testování na lidech -dělí se na 4 fáze In silico testování -především počítačová simulace a výpočty In vitro testování- testování ve skle,ve zkumavce, patří sem i buněčné a tkáňové experimenty In vivo- testování na pokusných zvířatech 4

5 Absorption Distribution Metabolism Elimination Pharmacokinetika Bioavailabilita (biologická dostupnost) ADME/Tox -studuje optimální farmakokinetické vlastnosti léčiv v preklinickém vývoji léčiv (a částečně ještě v průběhu 1.fáze klinického hodnocení) -optimální farmakokinetika léčiva je stejně důležitá jako biologický (farmakodynamický) účinek léčiva 5

6 Proč je ADMET tak důležité? Důvody zastavení vývoje léčiv v klinickém hodnocení v devadesátých letech 6

7 Syntetizované látky nemají dobré farmakokinetické vlastnosti ADMET problém Optimální vlastnosti lead compound Syntéza nových derivátů se znalostí ADMET vlastností Látky ztrácí biologickou aktivitu Syntéza nových derivátů bez znalostí ADMET vlastností optimální farmakokinetika a biodostupnost Syntéza nových derivátů Optimální farmakokinetické (a toxikologické) vlastnosti látky jsou stejně důležité jako biologická aktivita ( a bezpečnost)!!!!! 7

8 8

9 Vývoj léčiva Proof of Concept -ověření účinku a terapeutické hodnoty vyvíjeného léčiva Proof of Principle IND Investigational New Drug NDA New Drug Application 9

10 Drug development pipeline ADME 10

11 Fáze vývoje léku 11

12 Fáze předklinického vývoje léčiva 1. Hit identification- předchází fáze objevení genu nebo proteinu a tatget validation funkce a terapeutická hodnota cílové struktury (experimentální farmakologie a biologie) -nalezení molekuly s významnou biologickou aktivitou - většinou v high-througput screeningu na (většinou) vybraný target nebo na vybranou aktivitu Hit confirmation - potvrzení aktivity na dalších (sofistikovanějších) esejích (většinou už jsou použity buněčné nebo tkáňové eseje) -výpočet IC50, ověření interakce s target molekulou případně nalezení molekulárního cíle nebo mechanizmu účinku -první in silico predikce ADME/Tox vlastností a permeability -ověřuje se patentová ochrana struktury Hit expansion- -rozpustnost a stabilita -interakce s biotransformačními enzymy (především cytochromu a transportéry (P-glykoprotein -vazba na plazmatické proteiny -metabolismus -permeabilita (CACO-2, MDCK, aj.) -testování cytotoxicity -syntéza dalších analogů a Quantitative structure-activity relationship (QSAR) studie P-450) 12

13 Fáze předklinického vývoje léčiva 2. Lead (validation and) optimalization- cílem je vybrat nejlépe jednu molekulu s optimálními -farmakodynamickými (biol. účinkem), toxikologickými farmakokinetickými vlastnostmi -testování in vitro i in vivo (na zvířatech) a 3. Preklinical (early) development- rozšířené toxicitní studie v režimu GLP (zpravidla se dokončují v 1. fázi klinického hodnocení) -rozšířené farmakokinetické studie (hlodavci, pes), predikce FK u člověka -příprava a ověření aplikační formy pro klinické testování -testování in vitro i in vivo (na zvířatech) -výber clinical candidate látky pro klinický vývoj Následuje Investigation New Drug Application (IND)- žádost regulačnímu orgánu (SÚKL, FDA, EMA) o klinické testování Preklinický výzkum se řídí individuálními potřebami pro daný cíl, terapeutickou aplikaci i aplikační cestu, charakteru látky i HTS sceeningu. Výše zmíněné rozdělení do fází je obecný přehled. 13

14 Metody a testované parametry látky při vývoji léčiva přehled 14

15 Flow of information in a drug discovery pipeline Bioinformatics Computational and Combinatorial Chemisty 15

16 Příklad algoritmus ADMET při vývoji léku Hit identification Lead optimalization Preclinical development 16

17 Další metody a testované parametry látky při vývoji léčiva přehled Přestože základní ADME/Tox metody při vývoji léčiv jsou dané (FDA a EMA guideliny, příp. OECD), další metody mohou být použity s ohledem na charakter vyvíjeného léčiva! 17

18 Food and Drug Administration (FDA) protokoly 18

19 Europeam Medicines Agency (EMA) protokoly 19

20 20

21 Zásady testování léčiv na zvířatech Evropská konvence na ochranu obratlovců používaných pro experimentální a vědecké účely -tzv. Štrasburská konvence z r Zákon na ochranu zvířat proti týrání č. 359 / 2012, Vyhláška č. 207/2004 Sb. o ochraně, chovu a využití pokusných zvířat 21

22 Zásady testování léčiv na zvířatech 22

23 Klinické testování SÚKL Státní ústav pro kontrolu léčiv -vydává rozhodnutí o klinickém testování v fázích I-III KTL -dále nutný souhlas lokální etické komise - jestliže nová látka přináší výhody ve srovnání se zavedenými farmakoterapeutickými postupy 23

24 Klinické testování Normy týkající se klinického hodnocení postupuje se podle zásad Správné klinické praxe (SKP; GCP Good Clinical practice): na mezinárodní úrovni jsou zásady SKP obsaženy v Guideline for Good Clinical Practice (vydané International Conference on Harmonization, 1996) v ČR jsou směrnice kodifikovány v zákoně č. 378/2007 Sb. Zákon o léčivech a o změnách některých souvisejících zákonů (zákon o léčivech) a ve zákoně č. 226/2008 Sb. o správné klinické praxi a podmínkách klinického hodnocení léčiv 24

25 Nejvýznamnější zásadou SKP je postup podle etických principů obsažených v tzv. Helsinské deklaraci přijaté Světovou lékařskou asociací 1964 v Helsinkách; poslední novelizace v Edinburghu nejdůležitější body: - každý subjekt vstupuje dobrovolně do klinického testování - kdykoli může odstoupit bez udání důvodů -musí být řádně poučen o rizicích a cílech studie -podepíše informovaný souhlas 25

26 SLP = Spousta Listů Papíru! 26

27 Zásady SLP Zásady správné laboratorní praxe jsou soubor pravidel tvořících systém práce testovacích zařízení při provádění neklinických studií bezpečnosti chemických látek a chemických přípravků. Jedná se tedy o systém jakosti. Základní dokumenty: No. 1 OECD Principles of Good Laboratory Practice No. 2 Revised Guides for Compliance Monitoring Procedures for GLP No. 3 Revised Guides for the Conduct of Laboratory Inspections and Study Audit Dalších 11 směrnic, které blíže specifikují jednotlivé články dokumentu č. 1 27

28 Zavádění zásad SLP v ČR Legislativa Zákon č. 356/2003 Sb. a č. 79/1997 Sb. Vyhláška č. 219/2004 Sb. a č. 504/2000 Sb. ASLAB Národní inspekční orgán SLP Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, v.v.i. 28

29 Děkuju 29

30 IND Submitted F. Chemistry, Manufacturing, and Control information 1. Chemistry and manufacturing introduction 2. Drug substance a. A description of the drug substance, including its physical, chemical, or biological characteristics b. The name and address of its manufacturer c. The general method of preparation of the drug substance d. The acceptable limits and analytical methods used to assure the identity, strength, quality, and purity of the drug substance. e. Information to support the stability of the drug substance during the toxicology studies and the proposed clinical study 09/07/2007 Dept. of Pharmaceutics 30

31 IND Submitted 3. Drug product a. A list of all components, which may include reasonable alternatives for inactive compounds, used in the manufacture of the investigational drug product, including both those components intended to appear in the drug product and those which may not appear, but which are used in the manufacturing process. b. Where applicable, the quantitative composition of the investigational new drug product, including any reasonable variations that may be expected during the investigational stage. c. The name and address of the drug product manufacturer 09/07/

32 IND Submitted d. A brief, general description of the method of manufacturing and packaging procedures as appropriate for the product. e. The acceptable limits and analytical methods used to assure the identity, strength, quality, and purity of the drug product. f. Information to support the stability of the drug substance during the toxicologic studies and the proposed clinical study(ies) 09/07/

33 IND Submitted 4. A brief general description of the composition, manufacture, and control of any placebo to be used in the proposed clinical trial. 5. A copy of all labels and labeling to be provided to each investigator. 6. A claim for categorical exclusion from or submission of an environmental assessment. 09/07/

34 IND Submitted G. Pharmacology and Toxicology information 1. Pharmacology and drug distribution. 2. Toxicology: Integrated summary. 3. Toxicology- Full data tabulation. H. Previous human experience with the investigational drug 09/07/

35 Assessing Developability Ames bacterial mutation Mouse lymphoma assay herg K+ Conductance In Vitro Metabolism Metabolic Stability in Hepatocytes Bioanalytical Method Development MDCK and/or Caco-2 Cell Permeability Lead Identified Crossvalidation Rat Plasma Single IV/Oral Dose Pharmacokinetics in Rat) Crossvalidation Dog Plasma Single IV/Oral Dose Pharmacokinetics in Dog Is Lead Developable? No Single (acute) Dose in Mouse Repeated Dose Range Finder & Toxicokinetics in Dog Yes Single (acute) Dose in Rat Pharmaceutical Development Assessment: Solubility, Stability, Synthesis Repeat Dose Range Finder & Toxicokinetics in Rat Go to Flowchart 4 Identify New Lead Compound

36 Preclinical Studies For IND Lead is Developable Tissue Distribution Rat? Preparation of Radiolabeled Drug ADME Rat ADME Dog or Monkey No Stop ID CYP450 Enzymes) Plasma Protein & RBC Binding Inhibition of CYP450 Enzymes) Is Lead Drug Safe to Give to Humans? Formulation Development Formulation Optimization, Characterization & Testing Yes 28-Day Toxicity Assessment in Rats & Toxicokinetics 28-Day Toxicity Assessment in Dogs or Monkeys & Toxicokinetics Cardiovascular Safety / Telemetry in Conscious Animals Rabbit Purkinje APD (if necessary) Go to Flowchart 5 Irwin Test of Behavior and Body Temperature in Rat Pulmonary Function in Rat Reproductive Toxicology Studies