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Sep 29, 2023

Un modello minipig umanizzato per i test tossicologici di anticorpi ricombinanti terapeutici

Nature Biomedical Engineering

Nature Biomedical Engineering volume 6, pagine 1248–1256 (2022)Citare questo articolo

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La sicurezza della maggior parte delle proteine ​​ricombinanti umane può essere valutata in topi transgenici tolleranti a specifiche proteine ​​umane. Tuttavia, a causa dell’insufficiente diversità genetica e delle differenze fondamentali nei meccanismi immunitari, i modelli di malattie umane condotti su piccoli animali sono spesso inadatti per i test di immunogenicità e per prevedere esiti avversi nei pazienti umani. La maggior parte degli anticorpi terapeutici umani innescano risposte xenogeniche negli animali selvatici e quindi una rapida eliminazione dei farmaci, il che rende impegnativi i test tossicologici in vivo degli anticorpi umani. Qui riportiamo la generazione di maialini di Göttingen che trasportano un mini-repertorio di geni umani per le catene pesanti delle immunoglobuline γ1 e γ4 e la catena leggera delle immunoglobuline κ. In linea con le osservazioni sui pazienti umani, i maialini geneticamente modificati hanno tollerato gli anticorpi monoclonali clinicamente non immunogeni dell’isotipo IgG1κ daratumumab e bevacizumab e hanno suscitato anticorpi contro l’inibitore del checkpoint atezolizumab e l’interleuchina ingegnerizzata cergutuzumab amunaleuchina. I maialini umanizzati possono facilitare i test di sicurezza ed efficacia degli anticorpi terapeutici.

L'efficacia e la sicurezza degli anticorpi monoclonali (mAb) possono essere compromesse se la somministrazione di un composto evoca una risposta immunitaria nell'uomo, che si manifesta con lo sviluppo di anticorpi anti-farmaco (ADA). Diversi fattori possono indurre ADA e sono classificati come correlati al paziente, alla malattia, al prodotto o al trattamento. Possono portare a sintomi da lievi a pericolosi per la vita che sono ben documentati per diverse proteine ​​terapeutiche clinicamente approvate1. Queste reazioni avverse variano tra i composti e sono difficili da prevedere. Esistono ancora importanti lacune nella comprensione della farmacocinetica degli ADA, della loro capacità neutralizzante e della loro reattività crociata con molecole endogene o altri composti biologici.

Per risolvere questi inconvenienti sono stati sviluppati diversi modelli preclinici in silico e in vitro2,3,4,5,6,7. La valutazione dell'immunogenicità nei modelli in vivo comprende sperimentazioni sugli animali nel contesto di un sistema immunitario intatto. Tuttavia, qualsiasi proteina umana probabilmente causerà una risposta immunitaria in un animale da laboratorio a causa delle differenze tra le specie. Ciò può essere aggirato utilizzando anticorpi surrogati specifici per la specie animale (ma il loro valore predittivo può essere messo in dubbio) o animali transgenici che esprimono la proteina umana e quindi la riconoscono come “sé”. Qualsiasi risposta immunitaria aumentata sarà quindi dovuta allo stato alterato della proteina ricombinante. Per evitare la generazione di linee animali transgeniche separate per singole proteine ​​terapeutiche, alcuni gruppi di ricerca, compreso il nostro, hanno generato topi transgenici che esprimono gruppi di geni per l'immunoglobulina umana8,9,10. A differenza della maggior parte dei modelli murini umanizzati con anticorpi (Ab) per la scoperta di Ab, i nostri animali transgenici esprimono ancora i loro geni immunoglobulinici endogeni (Ig) e sono quindi completamente immunocompetenti. La funzione dei transgeni Ig umani è esclusivamente quella di indurre tolleranza e non devono necessariamente essere coinvolti in una risposta immunitaria. Pertanto, le linee di topi da noi stabilite trasportano un mini-repertorio di IgG1 umane composto solo dalla forma secreta di Ig-γ1 umana pesante, nonché da catene leggere Ig-κ e Ig-λ. I geni inclusi sono quelli più comunemente utilizzati nell'uomo e nella produzione di anticorpi terapeutici11. Questi topi transgenici consentono studi di immunogenicità per un'intera categoria di anticorpi terapeutici umani e la valutazione di modifiche potenzialmente immunogeniche nelle preparazioni di Ab10. Tuttavia, per ovvi motivi anatomici e di durata della vita, i dati ottenuti nei topi non sono sempre direttamente traducibili negli esseri umani in termini di vie di applicazione, farmacocinetica e valutazioni tossicologiche a lungo termine12. Il Consiglio internazionale per l'armonizzazione (ICH) dei requisiti tecnici per la registrazione dei prodotti farmaceutici per uso umano richiede test preclinici di sicurezza in una specie di roditori e in una specie di non roditori. Nel caso degli anticorpi terapeutici, i primati non umani (NHP) sono spesso l’unica opzione. La disponibilità di un modello universale non roditore e non NHP per la valutazione delle possibili proprietà immunogeniche e immunotossiche degli Abs ricombinanti umani sarebbe uno strumento prezioso. Migliorerebbe la sicurezza preclinica per questo mercato in rapida crescita.