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Oct 23, 2023

Um modelo minipig humanizado para o teste toxicológico de anticorpos recombinantes terapêuticos

Natureza Engenharia Biomédica

Nature Biomedical Engineering volume 6, páginas 1248–1256 (2022) Citar este artigo

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A segurança da maioria das proteínas recombinantes humanas pode ser avaliada em camundongos transgênicos tolerantes a proteínas humanas específicas. No entanto, devido à diversidade genética insuficiente e às diferenças fundamentais nos mecanismos imunológicos, os modelos de doenças humanas em pequenos animais são frequentemente inadequados para testes de imunogenicidade e para prever resultados adversos em pacientes humanos. A maioria dos anticorpos terapêuticos humanos desencadeia respostas xenogênicas em animais de tipo selvagem e, portanto, a eliminação rápida das drogas, o que torna desafiadores os testes toxicológicos in vivo de anticorpos humanos. Aqui relatamos a geração de miniporcos Göttingen portadores de um mini-repertório de genes humanos para as cadeias pesadas de imunoglobulina γ1 e γ4 e a cadeia leve de imunoglobulina κ. De acordo com as observações em pacientes humanos, os minipigs geneticamente modificados toleraram os anticorpos monoclonais clinicamente não imunogênicos do isotipo IgG1κ daratumumab e bevacizumab, e induziram anticorpos contra o inibidor do checkpoint atezolizumab e a interleucina manipulada cergutuzumab amunaleukin. Os minipigs humanizados podem facilitar o teste de segurança e eficácia de anticorpos terapêuticos.

A eficácia e a segurança dos anticorpos monoclonais (mAbs) podem ser comprometidas se a administração de um composto provocar uma resposta imune em humanos, que se manifesta pelo desenvolvimento de anticorpos antidrogas (ADAs). Vários fatores podem induzir ADAs e são classificados como relacionados ao paciente, à doença, ao produto ou ao tratamento. Eles podem levar a sintomas leves a fatais que são bem documentados para várias proteínas terapêuticas clinicamente aprovadas1. Essas reações adversas variam entre os compostos e são difíceis de prever. Ainda existem grandes lacunas na compreensão da farmacocinética dos ADAs, sua capacidade de neutralização e sua reatividade cruzada com moléculas endógenas ou outros compostos biológicos.

Para lidar com essas desvantagens, vários modelos pré-clínicos in silico e in vitro diferentes foram desenvolvidos2,3,4,5,6,7. A avaliação da imunogenicidade em modelos in vivo inclui testes em animais no contexto de um sistema imunológico intacto. No entanto, qualquer proteína humana provavelmente causará uma resposta imune em um animal de teste devido às diferenças entre as espécies. Isso pode ser contornado usando anticorpos substitutos específicos para a espécie animal (mas seu valor preditivo pode ser questionado) ou animais transgênicos que expressam a proteína humana e, portanto, a reconhecem como 'própria'. Qualquer resposta imune levantada será, portanto, devida ao estado alterado da proteína recombinante. Para evitar a geração de linhagens animais transgênicas separadas para proteínas terapêuticas individuais, alguns grupos de pesquisa, incluindo o nosso, geraram camundongos transgênicos expressando conjuntos de genes de imunoglobulinas humanas8,9,10. Em contraste com a maioria dos modelos de camundongos humanizados com anticorpo (Ab) para descoberta de Ab, nossos animais transgênicos ainda expressam seus genes endógenos de imunoglobulina (Ig) e são, portanto, totalmente imunocompetentes. A função dos transgenes de Ig humana é apenas induzir tolerância e eles não precisam necessariamente estar envolvidos em uma resposta imune. Portanto, as linhagens de camundongos estabelecidas por nós carregam um mini-repertório de IgG1 humano composto apenas pela forma secretada das cadeias pesadas de Ig-γ1 humana, bem como das cadeias leves de Ig-κ e Ig-λ. Os genes incluídos são os mais comumente usados ​​em humanos, bem como na produção de anticorpos terapêuticos11. Esses camundongos transgênicos permitem estudos de imunogenicidade para toda uma categoria de anticorpos terapêuticos humanos e a avaliação de modificações potencialmente imunogênicas em preparações de Ab10. No entanto, por óbvias razões anatômicas e de expectativa de vida, os dados obtidos em camundongos nem sempre são diretamente traduzíveis para humanos em termos de vias de aplicação, farmacocinética e avaliações toxicológicas de longo prazo12. O Conselho Internacional de Harmonização (ICH) de Requisitos Técnicos para Registro de Produtos Farmacêuticos para Uso Humano exige testes de segurança pré-clínica em uma espécie de roedor e uma espécie de não roedor. No caso de anticorpos terapêuticos, os primatas não humanos (NHPs) costumam ser a única opção. A disponibilidade de um modelo universal não roedor e não NHP para a avaliação de possíveis propriedades imunogênicas e imunotóxicas de Abs recombinantes humanos seria uma ferramenta valiosa. Isso aumentaria a segurança pré-clínica para esse mercado em rápido crescimento.