안티센스 올리고 뉴클레오티드 (ASOS)흡수, 분포, 신진 대사 및 배설 (Adme)형질. 이것들을 이해합니다약동학 적 (PK)특성은 ASO 약물 개발을 최적화하는 데 중요합니다. ASOS의 흡수는 이온화 상태, 산 분리 상수 (PKA) 및 소수성 및 선택된 투여 경로와 같은 특정 물리 화학적 특성에 의해 영향을 받는다. 이어서, 후속 약물 분포는 투여 경로, 유리 약물의 농도, 조직 혈액 관류, 조직 결합 정도, 국소 pH 환경 및 세포막 투과성을 포함한 인자에 의해 좌우된다.
혈장 단백질 결합 및 분포에 대한 ASO 화학의 영향
First and second-generation phosphorothioate (PS)-modified ASOs, due to their negatively charged backbone, exhibit high binding affinity to plasma proteins, particularly albumin (often >85%). 예를 들어, Mipomersen은 인간에서 95%, 마우스에서 85%의 혈장 단백질 결합을 보여줍니다. 대조적으로, 포스 포르 포디아 미데 모르 폴리노 올리고머 (PMO) 변형을 갖는 ASO는 차전되지 않으며 인간의 혈장 단백질 결합 (예 : eTplirsen의 경우 6-17%, 구체적으로 6.1%{6}}. 5%)을 보여줍니다.
혈장 단백질 결합의 이러한 차이는 심각한 영향을 미칩니다. 단백질 결합은 세포 흡수 및 사구체 여과에 영향을 미치기 때문에, PS-ASOS는 일반적으로 PMOS와 비교하여 더 지속적인 조직 분포와 느린 비뇨기 배설을 나타낸다.
체계적인 관리 경로 : 도전과 전략
- 구강 관리 :PS-ASOS 및 PMO는 일반적으로 구강 흡수가 열악합니다. 그들의 큰 분자량과 친수성 성질은 막 투과성이 낮습니다.
- 정맥 내 (IV) 및 피하 (SC) 주입 :구강 전달은 도전적이지만 적절한 화학적 변형 후 IV 또는 SC 주입을 통해 전신 노출을 확실하게 달성 할 수 있습니다. 현재, 대부분의 ASO는 생체 이용률을 극대화하기 위해 정맥으로 투여됩니다. 이 경로는 간, 신장 및 비장과 같은 고도로 혈관 화 된 기관으로의 빠른 분포를 용이하게합니다. 그러나 심장, 근육 및 폐와 같은 조직의 분포는 느리게 진행되어 잠재적으로 더 빈번한 투여가 필요합니다. 예를 들어, 임상 시험에서 Eteplirsen (30 mg\/kg)의 주간 IV 투여는 평균 겉보기 분포 (VD)가 601 ml\/kg의 부피를 보여 주었고, 이는 상당한 조직 분포를 나타냈다. 단일 또는 다중 IV 용량에 따라, CMAX는 일반적으로 주입 종료시 발생하며, PK는 종종 반복 투여 량에 의한 용량 비례를 나타냅니다.
- 피하 투여 :SC 투여는 종종 주사 부위로부터의 점진적인 흡수로 인해 IV에 비해 더 긴 분포 반감기를 초래한다. 연구비인간 영장류 (NHP)Eteplirsen (320 mg\/kg)을 사용하여 SC 투여 후 100% 생체 이용률을 보였고, CMAX는 복용 후 약 7 시간이 발생했습니다. Mipomersen은 또한 원숭이의 SC 사이트로부터 100% 생체 이용률과 3-4 시간에 cmax와 함께 완전한 흡수를 보여 주었다. 팀프리시스 바이오테크ASO 특성화를위한 이러한 NHP 연구 설계 및 수행에 대한 광범위한 경험이 있습니다.
세포 흡수 및 세포 내 트래 피킹 메커니즘
이들의 제한된 막 투과성으로 인해, ASO는 수동적 확산보다는 주로 식균 작용 또는 수용체-매개 세포 내 이입을 통해 세포로 들어갑니다. 이 셀룰러 흡수는 다단계 과정입니다.
- 흡착 :ASOS는 초기에 세포 표면 단백질에 흡착된다.
- 내재화 :표피 성장 인자 수용체 (EGFR), G 단백질-결합 수용체 (GPCR) 및 스 캐빈 저 수용체를 포함한 다양한 세포 표면 수용체는 ASO 세포 내 이입을 매개한다. 스 캐빈 저 수용체는 특히 잘 연구되었습니다. stabilin -1 및 stabilin -2는 PS-ASOS의 간 흡수를 매개하는 반면, Scavenger Receptor A1은 PMO의 근육 흡수를 매개합니다.
일단 내재화되면, ASOS는 세포질 또는 핵에서 표적 RNA와 상호 작용하기 위해 엔도 좀에서 탈출해야한다. 이 세포 내 트래 피킹은 수많은 세포질 및 핵 단백질과의 상호 작용에 의해 조절된다. PS-Asos의 경우 Liang et al. 상호 작용하는 세포 내 단백질의 제품군을 확인했습니다. 보다 최근에, Rab5C 및 초기 엔도 좀 항원 1 (EEA1)은 PS-ASOS의 초기 엔도 좀 트래 피킹에 연루되어, 안정화-매개 내재화 후 엔도 좀 탈출을 촉진시켰다. 후기 엔도 솜 경로에서, Rab7a 및 리소좀 비스 (모노 아실 글리세로) 포스페이트가 관여한다. PMOS에 대한 세포 내 수송의 분자 기초는 PS-ASOS에 비해 잘 이해되지 않았다.
ASO 조직 분포를 최적화하기위한 전략
조직-특이 적 전달 및 전반적인 분포 프로파일을 향상시키기 위해 몇 가지 전략이 탐구되고있다.
- 활용:지방산이나 펩티드와 같은 모이어 티를 표적으로하는 ASO를 공액으로하는 것이 주요 접근법입니다. 예를 들어, Asialoglycoprotein 수용체를 통해 간세포에 의해 활발하게 취해진 (Galnac3) -ASO Conjugates는 임상 발달에 들어가서 간-표적 전달 및 강화 약물학을 상당히 개선했습니다.
- 세포 침투 펩티드 (CPP) :CPPS와 ASO를 결합시키는 것은 세포 침투를 향상시키는 또 다른 성공적인 방법입니다. CPP의 양전하는 하전되지 않은 PMO ASOS에 대한 결합을 용이하게한다. CPPS는 양이온 성 CPP와 음이온 성 세포 표면 프로테오글리칸 사이의 상호 작용을 포함하는 세포 내 세포 메커니즘을 통해 세포로의 PMO 진입을 촉진한다. 이 전략은 근육 조직의 PMO 흡수를 향상시키는 데 효과적으로 사용되었습니다.
표적 배달을위한 지방 행정
전신 투여에 의해 접근 할 수 없거나 가입 할 수없는 대상 사이트의 경우, 직접 로컬 ASO 전달은 실행 가능한 옵션입니다.
- 안구 전달 :Fomivirsen에 사용되는 유리 체내 주사는 약물을 눈으로 직접 전달하여 직접 망막 분포를 위해 소량 만 필요합니다.
- 중추 신경계 (CNS) 전달: 척수강 내 (IT) 투여혈액 뇌 장벽을 우회하여 CNS로 ASO 전달을 가능하게합니다. 침습적이지만, IT 주입은 IV 또는 SC 경로에 비해 전신 노출을 최소화하면서 뇌 및 척수에서 ASO 생체 이용률을 증가시키는 데 효과적입니다. IT 투여를 통한 Nusinersen의 성공은 CNS 장애에 대한 ASOS의 잠재력을 강조하고 헌팅턴 병 및 근 위축성 측면 경화증과 같은 조건을 표적화하기위한 길을 열어줍니다. 성인 Cynomolgus 원숭이의 단일 IT 주사는 약리학 적 활성 수준에서 척수의 광범위한 분포를 보여 주었다. 복용 후 7 일, CNS 조직의 총 Nusinersen 수준은 용량 의존적이었으며, 척수 및 피질에서 더 높은 분포가있었습니다. 최저 용량 (1 mg\/kg)에서도 표적 조직의 약물 수준은 EC50 (~ 1 µg\/g)보다 3-8 시간이 높았습니다. 이러한 전문 CNS 전달 프로토콜을 개발하고 검증하는 것은 핵심 역량입니다.프리시스 바이오테크.
- 비강 내 전달 :비강 내 투여는 ASOS의 CNS 전달을위한 비 침습적 경로로 탐색되고있다. 비강 내 적용 후, ASO 분자는 후각 및 삼차 신경과 같은 경로를 통해 운반 될 수있다. CPP의 사용은 CNS 전달을 더욱 향상시킬 수 있으며, 이는 SIRNA와의 약속을 보여주는 전략입니다.
구강 생체 이용률 : 지속적인 도전
경구 투여는 위장관 흡수가 제한되어 ASOS에 대한 상당한 장애물로 남아있다. PS-ASO ISIS 14725는 쥐에서 십이지장 투여 후 약 5.5%의 경구 생체 이용률을 보여 주었고, PMO AVI -4472는 쥐에서 41% -79%의 경구 생체 이용률을 나타냈다. 그러나 인간의 성공적인 구강 PMO 관리에 대한보고는 현재 부족하고 있습니다.
결론 : ASO 개발에서 약동학 적 이해의 중요성
ASO 약물의 흡수 및 분포는 화학적 특성과 선택된 전달 전략에 의해 결정된 복잡한 과정입니다. 혈장 단백질 결합 및 세포 흡수 메커니즘에서 다른 투여 경로의 영향에 이르기까지 이러한 약동학 원리에 대한 철저한 이해는 안전하고 효과적인 ASO 요법을 설계하고 개발하는 데 가장 중요합니다. 새로운 전달 기술 및 화학적 변형에 대한 지속적인 연구는 ASO 생물 분포 및 치료 효능을 더욱 최적화하는 것을 목표로합니다. 경험이 풍부한 전임상 계약 연구 기관 (CRO)과 파트너 관계프리시스 바이오테크ASO 특성화 및 전문화 된 전달 기술에 대한 깊은 전문 지식을 보유한 것은 이러한 혁신적인 의약품의 성공적인 발전에 크게 기여할 수 있습니다.
