이전 기사에서 우리는 다음 내용을 논의했습니다.올리고뉴클레오타이드(ON)의 흡수 및 분포.이 글에서는 ON의 대사와 배설에 초점을 맞추어 논의를 이어가겠습니다.
소분자 약물과 달리 올리고뉴클레오타이드(ON) 제품은 다른 종 간의 대사에서 최소한의 차이를 보이며, 특정 대사 산물이 인간에서만 발견되거나 인간에서 상당히 높은 비율로 발견되는 경우는 드뭅니다. ON은 주로 엔도뉴클레아제와 엑소뉴클레아제에 의해 대사되는데, 이 효소는 포유류에서 종, 성별 또는 연령과 관련된 차이를 보이지 않습니다. 그러나 이는 ON 제품의 대사를 연구하는 것의 중요성을 떨어뜨리지 않습니다. 몇 개의 뉴클레오타이드가 절단된 후 남은 대사 산물은 여전히 활성을 가질 수 있으며, 프로토타입 ON만 검출하면 분자의 활성을 과소평가하게 됩니다. 게다가 더 작은 대사 산물은 오프타겟 시퀀스와 혼성화되어 의도치 않은 독성 반응을 일으킬 수 있습니다. 따라서 ON의 대사를 연구하는 것이 중요합니다.
1. 시험관 내 대사 안정성
시험관 내 대사는 후보 분자의 안정성을 평가하기 위해 약물 발견 단계에서 일반적으로 사용됩니다. 종 간 대사체의 유형은 일반적으로 유사하지만 대사율은 다를 수 있습니다. 이상적인 시험관 내 평가 시스템은 제품의 생체 내 안정성을 예측하는 데 중요합니다. 일반적으로 혈장, 표적 조직 세포 또는 균질물이 선호됩니다. 국소 투여의 경우 국소 매트릭스가 권장됩니다.
2. 시험관 내 대사체 식별
앞서 언급했듯이, 소분자의 경우 시험관 내 대사체 식별이 중요하지만, ON의 경우 종 간 대사의 유사성으로 인해 이 연구의 중요성은 제한적입니다. 일부 회사는 IND 단계에서 대사체 식별에 대한 데이터를 제출하지 않으며, 이는 임상 시험의 시작에 영향을 미치지 않습니다. 다른 회사는 등록 위험을 줄이기 위해 시험관 내 시험을 수행하지 않고 생체 내 대사 데이터만 제공합니다. 일부 회사는 문헌 기반 증거를 제공하여 이 연구를 수행하지 않아도 큰 위험이 없다는 것을 합리적으로 설명합니다.
3. 생체 내 대사
ON 제품의 예측 가능한 대사 경로를 고려할 때, OSWG와 ICH 가이드라인에서는 3상 임상 시험에 앞서 이 데이터를 제공할 것을 제안하고 있습니다.
다른 곳에서 원형 약물 노출에 있어서 성별 차이가 관찰되지 않는 한PK/TK 연구, 생체 내 대사는 일반적으로 단일 성별로 검사합니다. 혈장 또는 소변 샘플은 주로 대사를 위해 수집합니다. 혈장은 조직과 더 나은 일관성을 보이는 반면, 소변은 신장 대사 측면을 추가합니다. ON이 주로 전달되는 기관이나 PD 표적 또는 잠재적으로 장기 보존을 표현하는 기관을 고려할 때 조직도 옵션입니다. 그러나 조직에서 대사체를 검사하는 것은 규제 요구 사항이 아니며 전적으로 회사의 연구 목적에 따라 달라집니다. LC-MS는 일반적으로 독성학 연구와 함께 수행될 수 있는 생체 내 대사 감지에 사용됩니다.
4. 대사산물 안전성 테스트
대사체에 대한 FDA 가이드라인은 정상 상태에서 대사체 노출이 원형 약물의 10%를 초과하는 경우 우려를 요구합니다. 이는 ON 제품에도 적용됩니다.
승인된 약물에 사용되지 않은 새로운 LNP 성분, 펩타이드 또는 링커의 경우 안전성을 평가해야 합니다.
5. 배설
OSWG와 ICH M3는 3상 임상 시험 전에 배설 데이터를 제공할 것을 권장합니다. 유사한 ON의 배설 경로는 비슷합니다. 대부분의 ON은 주로 조직에서 대사되며, 원형 약물로 배설되는 부분은 적습니다.
배설은 별도의 PK 연구나 독성학 연구와 병행하여 검사할 수 있습니다.단회투여단일 종에서 일반적으로 충분합니다. 설치류가 종종 선호됩니다. 원형 약물과 대사산물을 모두 테스트해야 합니다. 임상적으로 의도된 용량의 단일 복용량 수준이 일반적으로 적절하지만 조직 분포를 평가하는 경우 더 높은 복용량이 필요할 수 있습니다. 일반적으로 소변 성분만 테스트하면 됩니다. 그러나 소변이 주요 배설 경로가 아닌 경우 담즙과 같은 다른 샘플을 수집해야 합니다. 위장관 또는 폐 독성이 발생하는 경우 대변과 호흡에서 추가 샘플 테스트를 권장합니다.
규제 기관에서 방사성 표지를 의무화하지는 않지만, 대부분의 시판 ON은 이 방법을 사용하여 물질 수지를 평가합니다. 그러나 OSWG는 ON의 대사 및 배설에 대한 연구 데이터가 이미 충분하며, 유사한 제품의 유사성이 방사성 표지의 추가 가치를 보장하지 않는다고 생각합니다. 더욱이 방사성 표지를 사용하는 경우 독성학 연구와 함께 수행할 수 없습니다. 그러나 다른 방법에 민감성이 부족한 경우 또는 새로운 유형의 ON 제품 또는 방사성 표지된 배설을 기반으로 하는 임상 연구를 방해하는 장기 보유 시간이 있는 조직의 경우 동물에서의 방사성 표지가 어느 정도 중요합니다. 앞서 언급했듯이 방사성 표지를 사용하는 경우 표지 위치는 핵산 분해 효소에 안정적인 영역에 있는 것이 좋습니다.
모유 분비는 제품의 노출 수준과 기간, 경구 생물학적 이용 가능성, 대상 인구에 수유부가 포함되는지 여부에 따라 달라집니다. ICH S5(R3)에 따르면 이 연구는 일반적으로 필요하지 않습니다. 시판된 ON 제품에 대해 수행된 모유 분비 연구 결과는 매우 낮은 농도를 보였거나 검출되지 않았습니다.
또한, 흡수, 분포 및 대사에 대한 요구 사항과 유사하게, 접합체 또는 제형에 ON 이외의 새로운 성분이 포함된 경우, 그 검출은 배설 검사에 추가되어야 합니다. 마지막으로, mRNA 치료제의 경우, 본질적인 불안정성으로 인해 배설 연구가 필요하지 않습니다.
6. 시험관 내 약물 상호 작용
DDI는 주로 대사 효소와 수송체를 포함합니다. 약물은 다른 약물의 PK에 영향을 미치는 "피해자" 또는 "가해자" 역할을 할 수 있습니다. 피해자의 관점에서 ON은 1상 또는 2상 대사 효소 또는 수송체의 기질이 되어야 합니다. 그러나 ON은 주로 뉴클레아제를 통해 대사를 거치며 CYP 대사 효소 또는 수송체와 관련이 없습니다. 게다가 ON은 일반적으로 소분자 혈장 단백질 결합에 영향을 미치지 않습니다. 따라서 ON 제품은 일반적으로 대사 효소 또는 수송체의 기질로서 관련 연구가 필요하지 않습니다. 그러나 새로운 성분이 포함된 접합된 ON 또는 LNP 제형의 경우 효소 기질 연구를 고려할 수 있습니다. 주로 신장 경로를 통해 배출되는 ON의 경우 신장 수송체의 기질인지 여부를 평가할 수 있습니다. GalNAc 접합된 ON 제품의 경우 간 유출 수송체의 기질인지 여부에 주의해야 합니다.
가해자의 관점에서 볼 때, ON은 실제로 약한 친화력에도 불구하고 일부 대형 분자에 비특이적으로 결합할 가능성이 있지만 여전히 효소나 수송체의 활성 부위를 차지하여 다른 약물의 PK에 영향을 미칠 수 있습니다. ON의 구조뿐만 아니라 접합체 성분이나 제형 성분도 잠재적 위험을 초래합니다. 플랫폼 기술을 사용하여 제품을 개발한 경우 DDI 배경 데이터를 참조할 수 있습니다. 예를 들어, 전구체 제품이 양성 DDI를 나타내는 경우 플랫폼을 기반으로 설계된 후속 제품도 관련 연구가 필요합니다. 음성인 경우 추가 DDI 연구가 필요 없이 다른 제품 데이터와 문헌을 제공할 수 있습니다. 또한 DDI는 일반적으로 검사 범위에 대사체가 포함되지 않은 전체 길이의 시험 자료를 평가합니다. ON의 일부만이 리소좀을 빠져나와 세포 흡수 후 세포질로 들어가 대사 효소에 영향을 미치기 때문에 간세포는 이 전체 과정을 더 잘 시뮬레이션하는 반면 간 미세소체에서는 거짓 양성 반응이 더 가능성이 높습니다. 수송체를 살펴보면, 시판된 ON은 실제로 MATE1을 억제하는 카시머센과 OCT1 및 OATP1B1을 억제하는 에테플리센과 같은 일부 수송체를 억제할 수 있습니다. 따라서 ON에 의한 유출 및 유입 수송체의 억제에 대한 연구를 수행하는 것이 좋습니다.
ON은 결합을 통해 DDI를 직접 유발하는 것 외에도 PD 효과를 통해 CYP 또는 수송체의 발현에 영향을 미칠 수도 있습니다. 따라서 의도된 제품의 PD 효과가 대사 효소 및 수송체의 발현에 미치는 영향을 평가하기 위해 철저한 문헌 조사가 필요합니다. FDA는 또한 ON이 CYP 활동에 간접적으로 영향을 미치는 것에 대해 우려하고 있습니다. 예를 들어, 사이토카인은 CYP 발현에 영향을 미칠 수 있으며 ON은 사이토카인 농도를 조절할 수 있습니다. 이러한 경우 표준 시험관 내 CYP 평가 방법은 적용할 수 없으며 간세포에 투여한 후 환자 혈장을 사용하여 평가하는 것을 고려할 수 있습니다.
FDA(2020)와 EMA(2012) 가이드라인은 3상 임상 시험 전에 소분자 약물에 대한 DDI 연구를 완료할 것을 제안하며, 이는 ON 제품에도 적용됩니다.
7. 결론
올리고뉴클레오타이드 약물은 비교적 새로운 치료제 범주에 속하며, 이 제품군에 대한 ADME 연구에 대한 구체적인 지침은 없습니다. OSWG와 같은 산업 협회는 ADME 연구에 대한 자세한 권장 사항을 제공하는 데 중요한 역할을 했습니다. 올리고뉴클레오타이드 약물에 대한 대부분의 시험 설계 원칙은 기존의 소분자 및 생물학적 제제와 유사하지만 고유한 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 흡수에 있어 성별 차이가 발생할 위험은 비교적 낮아 단일 종 PK 연구가 가능합니다. 생물학적 샘플 수집은 조직의 반감기를 고려해야 합니다. 올리고뉴클레오타이드 약물에 대한 조직 분포 연구는 매우 중요하며 기존의 소분자 및 생물학적 제제보다 더 빠른 이정표가 필요합니다. 또한 종 전체에 걸친 대사 효소의 일관성으로 인해 올리고뉴클레오타이드 약물 대사 연구의 중요성은 소분자만큼 높지 않습니다. 올리고뉴클레오타이드 약물은 일반적으로 CYP와 같은 간 효소의 기질이 아니지만 CYP 또는 수송체의 활동에 영향을 미쳐 DDI 위험에 주의해야 할 수 있습니다. 그러나 모든 연구가 IND 전에 완료될 필요는 없습니다. 많은 시험은 임상 시험 중에 제공될 수 있습니다. 올리고뉴클레오타이드 제품에는 접합 성분, 전달체 성분 등으로 인한 위험이 수반되는데, 이러한 위험은 검출 매개변수에 영향을 미칠 수 있으므로 연구 설계 시 신중하게 고려해야 합니다.
