Keserű György Miklós (szerk.)

Gyógyszerkémia

4.8.3.5. In vivo mellékhatás- és toxicitásvizsgálatok

In vivo toxicitás

Az in vivo toxicitási vizsgálatok jelentőségét az adja, hogy az ezekből nyert információk a humán vizsgálat, illetve a már piacra került gyógyszerhatóanyagok biztonságos használatának végső mutatói. Ezzel összehangban a preklinikai in vivo eredmények különösen hasznosak a fázis I, első emberben (FIH) alkalmazott dózis megadáshoz, továbbá a biztonságos adagolás tervezését a fázis II–III fázisban végzett vizsgálatokhoz is nagyban segítik. Az alábbiakban az in vivo toxicitásvizsgálatok három fő irányát, illetve a gyógyszerkutatás folyamatával összefüggő szakaszát, a felfedező, a preklinikai és klinikai, végül a biomarker azonosítására irányuló in vivo toxikológiai vizsgálatokat tárgyaljuk részletesen.

Felfedező in vivo toxicitásvizsgálatok

Ha az in vitro vizsgálatok egyértelműen jelzik a vezérmolekulák speciális toxikológiai problémáit, akkor már a felfedező szakaszban is sor kerül az in vivo toxicitási vizsgálatokra. A gyógyszerkutatást támogató in vivo toxicitási vizsgálatok célja a kritikus biztonsági kérdések vizsgálata. Ennek érdekében korlátozott számú preklinikai állat bevonásával, rövid expozíciós idejű (jellemzően 14 nap) vizsgálatra kerül sor. Ezek a felfedező toxicitási vizsgálatok csak annyiban térnek el célparamétereikben a preklinikai részletes vizsgálatoktól, hogy jellemzően nem a GLP, azaz nem a klinikai vizsgálatok feltételének szabott és a „Good Laboratory Practice” előírásainak megfelelően végzik a vegyületek tesztelését. Ugyanakkor előfordul, hogy a felfedező toxicitási vizsgálatokat az in vivo farmakológiai vizsgálatokkal összehangolva végzik, így csökkentve a vizsgálatok erőforrásigényét. A felfedező in vivo toxicitási vizsgálatokból három fontos információ származik a vezérmolekulákra (lead) vonatkozóan:

a toxicitás jeleinek azonosítása
a kapott adatok alapján a vezérmolekulák priorizálása
a toxicitás azonosítása esetén a követő molekulák in vivo toxikológiai vizsgálatának folyamatos biztosítása

Preklinikai és klinikai in vivo toxicitásvizsgálatok

A preklinikai és klinikai in vivo toxicitási vizsgálatok alapvető célja, hogy segítsék a humán fázis I vizsgálatra potenciálisan alkalmas gyógyszerjelölt kiválasztását, illetve az FIH-dózis meghatározását. Az ipari gyakorlatban a preklinikai-klinikai transzlációs folyamatban a következő pontokban megadott sémát, in vivo vizsgálati sorrendet szükséges követni (Buckley, 2009):

Akut (egyszeri dózisú) toxicitási vizsgálat
Krónikus toxicitási vizsgálat: 2–14 hét, napi adagolás mellett, rágcsálókon és (beagle) kutyákon elvégezve
Karcinogenitási vizsgálat: 14 napos krónikus adagolás mellett
Genotoxicitási vizsgálat: in vitro Ames-teszt, in vivo egérmikronukleusz-teszt, kromoszómakárosodási teszt
Biztonsági farmakológia: A normál egészségi állapothoz, viselkedéshez és működéshez képesti eltérések monitorozása orvosi felügyelet mellett, ami fókuszáltan a központi idegrendszeri, szív- és érrendszeri (beleértve a radiotelemetriát), légzőszervi, gyomor-bél rendszeri és vesevizsgálatokra irányul. Emellett a biztonsági farmakológia kiterjed olyan fizikális vizsgálatokra, mint a testsúly, a táplálékfelvétel, a szemműködés, az EKG, a vér és a vizelet klinikai kémiai és a szervek súlyváltozásának a követése.

A fenti vizsgálatok módszertanát, kivitelezését és értékelését szintén az ICH irányelvei határozzák meg (www.ich.org/page/safety-guidelines), melyek része, hogy a vizsgálatba bevont állatok 50 szövetén teljes mikroszkópos szövettani vizsgálatot végeznek.

Az in vivo toxikológiai vizsgálatok értékeléséhez szorosan kapcsolódnak a részletes farmakokinetikai vizsgálatok, melyek együttesen eredményezik a gyógyszerjelölt vegyület toxikokinetikai vizsgálatát. Ezek a vizsgálatok a következő toxikokinetikai adatok meghatározására irányulnak (Baldrick, 2003):

Hatásmentes szint (NOEL – No Effect Level): a vizsgált vegyület azon legmagasabb dózisa vagy expozíciója, amely nem okoz toxicitást
Mellékhatásmentes szint (NOAEL – No Adverse Effect Level): a vizsgált vegyület azon legmagasabb dózisa vagy expozíciója, amely még kezelhető toxicitást okoz
Terápiás index (biztonsági határ – margin of safety): a NOEL vagy a NOAEL és hatékony dózis (ED) vagy expozíció aránya (pl. NOAEL/ED)

A fentiek ismeretében a klinikai jelöltet visszavonják, ha számottevő, súlyos toxicitási elváltozását azonosítják, vagy ha a terápiás indexe túl szűknek adódik.

A preklinikai toxicitási vizsgálatok célja a betegkockázat előrejelzése, a széles terápiás index biztosítása, klinikai fázis I vizsgálatok és adagolási rend megtervezése, illetve annak meghatározása, hogy várhatóan mely szervek lehetnek érintettek és milyen toxicitási markereket kell keresni emberben. Szükséges továbbá a toxikus metabolitok azonosítása és olyan biológiai hatások vizsgálata, melyek emberen nem vizsgálhatók.

A preklinikai in vivo toxicitás következő, részletesebb, állatokon végzett toxicitási vizsgálati szintje már a fázis I–III szakaszt érinti, mely a következő vizsgálatokat foglalja magában:

Toxicitás: minimum 2 hetes, de a tervezett klinikai vizsgálat hosszához igazítva akár 3–12 hónapos vizsgálat rágcsálókon és kutyákon, esetleg külön engedéllyel majomokon
Reproduktív egészség: párzási viselkedésre, ivarzási ciklusokra, spermiumok számára és vitalitására, termékenységre irányuló vizsgálatok
Embrionális fejlődés: túlélési, normális magzat és utódok növekedési, egészségi és fizikális reakcióinak értékelése (rágcsáló, kutya)
Onkológia: elnyújtott 2 éves követő vizsgálat patkányon és egéren
Immuntoxicitás (Nandre, 2025)
Toxikokinetika

Toxicitási biomarkerek (Nguyen, 2022)

Az in vivo toxicitási vizsgálatok nagymértékben támaszkodnak azokra a fenotípusos válaszokra, melyeket jellemzően a kezelt állatok izolált szövetmetszeteinek mikroszkópos vizsgálatával nyerhetünk. Ugyanakkor a felfedező gyógyszerkutatás szerves részét képező olyan új technológiák, melyek elsődleges szerepe a transzláció és az új célpontok azonosításának elősegítése, lehetőséget adnak a toxicitásért felelős biomarkerek azonosítására is. Így a gyógyszerjelölt vegyületekkel történő kezelés hatására kialakuló toxicitási reakciókkal összefüggő kismolekulás endogén metabolitok (toxikometabonomika), fehérjék (toxikoproteomika) és mRNS-ek (toxikogenomika), mint biomarkerek, mennyiségi és minőségi változásainak vizsgálata nagymértékben segítheti a toxikus hatás mechanizmusának feltárását. A toxicitási biomarkerek kutatása amellett, hogy növelheti a biztonságosan adható új hatóanyagok számát és csökkentheti a toxicitási vizsgálatokhoz szükséges időt, egyúttal új terápiás célpontok azonosítását is elősegítheti.

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 664 145 0

Kémia

A kötet az Akadémiai Kiadónál 2011-ben Gyógyszerkutatás kémiája címen megjelent kézikönyv hagyományaira alapozva a kismolekulás gyógyszerkutatás eszköztárára és módszertanára fókuszál. Újdonságot jelent a magyar nyelvű szakirodalomban, hogy a modern gyógyszerkémiai felfogásnak megfelelően nem pusztán a meglévő gyógyszerkincs kémiáját mutatja be, hanem betekintést enged a kismolekulás gyógyszerek felfedezésének stratégiájába is.

Hivatkozás: https://mersz.hu/keseru-gyogyszerkemia//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero