Oligonukleotidna zdravila so razvijali več kot 40 let, odkar se je prvo leta 1978 rodilo. Vendar je bil njihov razvoj počasnejši od drugih vrst zdravil zaradi njihove inherentne nestabilnosti in nizke učinkovitosti celičnega privzema. Pojav novih dostavnih sistemov in tehnik kemijske modifikacije je močno izboljšal te težave, oligonukleotidna zdravila pa so v zadnjih letih pokazala hiter razvoj. Trenutno že obstajajo smernice in industrijske bele knjige o vrednotenju imunogenosti zdravil protiteles in drugih bioloških zdravil, vendar je še vedno malo poročil o imunogenosti oligonukleotidnih zdravil pri živalih ali bolnikih in ni sistematičnih smernic. Omejeno razumevanje imunogenosti oligonukleotidnih zdravil tudi močno omejuje razvoj tega razreda zdravil.
Ključ do imunogenosti zdravila je pretehtati, ali lahko imunski sistem zdravilo prepozna kot samega sebe in ga tolerira, drugi vidiki, ki vplivajo na imunogenost, pa vključujejo pot dajanja in specifično bolezen, ki se zdravi (slika 1).
Slika 1 Načini vplivanja na imunogenost (Front. Immunol., 18. avgust 2020 Sec. Vaccines and Molecular Therapeutics)
Značilnosti zdravil: V primerjavi z večino značilnih bioloških zdravil (kot so monoklonska protitelesa) so oligonukleotidna zdravila razmeroma majhna in vsebujejo manj potencialnih epitopov kot večji proteinski primerki, zato se na splošno šteje, da imajo nizko imunogenost. Vendar je interakcija med oligonukleotidnimi molekulami in imunskim sistemom zapletena in lahko povzroči prirojeno imunost. Prejšnje študije so pokazale, da lahko zaporedja siRNA vplivajo na imunsko stimulacijo prek toll{2}}podobnih receptorjev (TLR), zaporedja siRNA, bogata z bazami gvanina in uracila, pa ponavadi izzovejo več imunostimulativne aktivnosti. Da bi izboljšali stabilnost, varnost, celični privzem in učinkovitost oligonukleotidnih zdravil, se v procesu razvoja oligonukleotidnih zdravil nove generacije zanje običajno uporabljajo kemične modifikacije. Modifikacije hrbtenice nukleinske kisline, glikozilnega dela riboze in nukleobaze so bile široko uporabljene in te modifikacije bodo verjetno povečale imunski odziv. Poleg tega imajo lahko zaporedja nukleinskih kislin, podobna mikroorganizmom, tudi imunostimulacijski potencial, zato imajo lahko nova oligonukleotidna zaporedja večjo imunogenost.
Način dajanja: Oligonukleotidna zdravila lahko delujejo na različne načine dajanja, kot so intravenske in tkivne injekcije, peroralne in subkutane injekcije (slika 2).
Slika 2 Poti dajanja oligonukleotidnih zdravil in metode dostave (Nat. Nanotechnol. 16, 630–643 (2021).)
Trenutno odobrena oligonukleotidna zdravila večinoma delujejo z dostavo na imunsko-omejena mesta, vendar je učinkovito dostavo oligonukleotidnih zdravil različnim tkivom še vedno velik izziv za razvoj oligonukleotidnih zdravil zaradi težav pri prehajanju oligonukleotidov skozi membrane. Razvoj dostavnih nosilcev je v veliki meri rešil ta problem in dostavni nosilci lahko povzročijo imunske odzive, ki se razlikujejo za dva reda velikosti in lahko delujejo prek različnih mehanizmov. Različni nosilci dostave prenašajo molekule siRNA preko celičnih membran na edinstvene načine (slika 2), s čimer izpostavljajo siRNA različnim količinam in vrstam receptorjev za prepoznavanje vzorcev (PRR), zaradi česar so bolj dovzetni za prirojeno imunsko prepoznavanje. Poleg tega so trenutne skupne metode dostave konjugacije GalNAc (N-acetiliranega galaktozamina) in nosilcev lipidnih nanodelcev (LNP) večinoma intravenske in subkutane injekcije, ki imajo večje tveganje za imunogenost. V zadnjih letih napredujejo tudi nove oligonukleotidne metode dostave zdravil, kot so endogeni vezikli, sferične nukleinske kisline in nanotehnološke aplikacije, kar bo prineslo tudi nove izzive pri testiranju imunogenosti.
Strategija analize za imunogenost oligonukleotidnih zdravil
Glede na to, da je imunogenost močno povezana z učinkovitostjo in varnostjo zdravil, je potrebna analiza imunogenosti za oligonukleotidna zdravila za podporo njihovega razvoja in kliničnih preskušanj. Številna bioanalitična načela, ki se uporabljajo za beljakovinska zdravila, so uporabna tudi za oligonukleotidna zdravila, predvsem po hierarhični strategiji analize imunogenosti, vendar moramo upoštevati tudi edinstvene strukturne komponente oligonukleotidnih zdravil, načine dajanja in mesta delovanja, ki povečujejo kompleksnost imunskih odzivov in bioanalitskih metod.
Glede na značilnosti oligonukleotidnih zdravil je treba pri testiranju njihove imunogenosti nameniti nekaj pozornosti: 1)Protitelesa proti-zdravilom (ADA)ki jih lahko proizvedejo komponente za spreminjanje zdravil, je treba v celoti ovrednotiti dostavne snovi in dostavne medije; 2) Oligonukleotidna zdravila imajo različne načine dajanja, pozorni moramo biti na odkrivanje različnih vrst imunoglobulinskih protiteles v različnih vrstah vzorcev; 3) Glede na sedanje znanje se odziv ADA, ki ga povzročijo oligonukleotidna zdravila, v primerjavi s tradicionalnimi zdravili včasih razvija počasi, po možnosti več mesecev. Zato je med izvajanjem ocene tveganja imunogenosti v zgodnji fazi razvoja priporočljivo shraniti vzorce na tej stopnji in raziskati njihovo imunogenost na podlagi novih podatkov, izpostavljenih na kliniki, kar zagotavlja informacije za poznejše in ključne študije.
Za podporo razvoju in kliničnim preskušanjem zdravil siRNA je Pharmaron razvil metodo zaznavanja ADA, ki jih proizvaja siRNA, in ima nekaj premislekov in predlogov v procesu vzpostavitve metode:
Zaradi drugačne strukture od beljakovinskih protiteles konvencionalne metode označevanja beljakovin niso uporabne za označevanje zdravil siRNA, uspešno pa je bila uporabljena nova metoda označevanja, ki združuje biotin in digoksin;
Zaradi šibke imunogenosti siRNA je afiniteta pripravljenega protitelesa pozitivne kontrole slaba. Z nenehnim optimiziranjem korakov zaznavanja je občutljivost metode izpolnila trenutne regulativne zahteve.
