Biomarqueurs Précliniques

Au cours du processus de développement du médicament, une grande variété de tests sont effectués pour établir comment le médicament fonctionnera dans le corps, quels systèmes biologiques il affectera, comment ils seront affectés et quelle devrait être la posologie appropriée.

Un biomarqueur est un indicateur mesurable de la présence ou de la gravité d’un état pathologique. Par exemple, l’hypercholestérolémie est un biomarqueur des maladies cardiovasculaires et l’hypertension artérielle est un biomarqueur des accidents vasculaires cérébraux.

Une définition spécifique au développement de médicaments a été esquissée par le groupe de travail FDA-NIH sur les biomarqueurs :

« Un biomarqueur est une « caractéristique définie qui est mesurée comme un indicateur de processus biologiques normaux, de processus pathogènes ou de réponses à une exposition ou à une intervention, y compris des interventions thérapeutiques. Les caractéristiques moléculaires, histologiques, radiographiques ou physiologiques sont des types de biomarqueurs. Un biomarqueur n’est pas une évaluation de la façon dont un individu se sent, fonctionne ou survit »

Dans cette bulletin, nous aborderons l’utilité des biomarqueurs, les difficultés liées à l’utilisation des biomarqueurs en recherche préclinique et l’expérience des RTI avec les biomarqueurs.

Histoire et Utilité des Biomarqueurs

Les protéines de phase aiguë ont été parmi les premières catégories de biomarqueurs utilisés pour la médecine diagnostique, avec des applications liées aux maladies cardiovasculaires, au traitement du cancer, à la transplantation d’organes et à l’auto-immunité. Dans la catégorie des protéines de phase aiguë, la protéine C-réactive a été parmi les premières décrites dès les années 1930. Aujourd’hui, la protéine C-réactive reste un marqueur important de maladie auto-immune, d’infection, de malignité, de traumatisme et de nécrose.

Les biomarqueurs sont utilisés à diverses fins et les directives réglementaires différeront en fonction de leur utilisation prévue. Dans un environnement clinique, les biomarqueurs peuvent être testés in vitro pour suivre les progrès thérapeutiques et informer de tout changement de posologie potentiel. Les diagnostics cliniques in vitro et les tests de biomarqueurs décisionnels cliniques doivent être autorisés et approuvés par la FDA, avec des directives établies, en raison du danger potentiel pour l’homme résultant de données mal appliquées.

Les données précliniques sur les biomarqueurs sont largement exclues des orientations réglementaires car l’histopathologie est considérée comme suffisante. Cependant, les biomarqueurs précliniques peuvent être utilisés en conjonction avec l’histopathologie standard pour fournir une compréhension plus précise et complète des effets d’un médicament. Les biomarqueurs peuvent être utilisés pour mesurer l’activité biologique résultant de médicaments, fournissant des données pharmacodynamiques. Certains impacts négatifs d’un médicament peuvent n’être détectables par histopathologie qu’une fois que des dommages aux organes ont eu lieu. Cependant, les biomarqueurs peuvent prédire les dommages aux organes ou aux tissus avant que les dommages ne se produisent.

En 2008, sept biomarqueurs de sécurité rénale non cliniques ont été qualifiés par la FDA pour être utilisés conjointement avec des données histopathologiques standard. Ces nouveaux biomarqueurs se sont avérés plus sensibles et spécifiques pour les lésions rénales par rapport aux mesures précédemment établies.

Défis avec la Mesure des Biomarqueurs

Les tests de biomarqueurs sont adaptés à l’objectif, c’est-à-dire que les méthodes pour un biomarqueur ne peuvent pas être extrapolées à d’autres. C’est parce qu’il y a une litanie de confusions potentielles avec chaque test. Afin de générer des données précises isolant les effets de l’article de test sur une mesure biologique spécifique dans un cadre préclinique, les chercheurs doivent concevoir des méthodes pour exclure tout facteur potentiellement confondant.

Les chercheurs travaillant avec des biomarqueurs précliniques doivent prêter attention au statut des animaux au moment de la collecte des échantillons. L’âge de l’animal, l’état de jeûne et le moment de la collecte de l’échantillon peuvent tous avoir un impact sur les données. Au-delà de l’état de l’animal lors de la collecte des échantillons, la méthode de collecte, les méthodes de stockage des échantillons et la matrice utilisée pour les tests peuvent également présenter des problèmes de confusion. La collecte de fluides biologiques tels que le sang peut affecter les tests de biomarqueurs en raison de l’utilisation de différents anticoagulants ou additifs stabilisants dans les tubes de collecte, les pipettes de transfert et les conteneurs de stockage. La température de stockage des échantillons peut affecter le résultat des dosages avec des réactifs ou des matrices avec des facteurs dépendant de la température.

La plupart des kits disponibles dans le commerce utilisés pour les tests de biomarqueurs sont conçus pour un usage humain et doivent donc être testés pour s’assurer qu’ils fonctionneront également pour un usage animal. Des différences biologiques importantes entre les humains et les animaux peuvent produire des résultats complètement différents lors de l’utilisation des mêmes kits. Différentes espèces présentent également des différences innées, nécessitant différents kits pour tester les mêmes biomarqueurs. Un biomarqueur spécifique peut être augmenté suite à une lésion d’organe chez une espèce mais pas chez une autre espèce animale.

Les réactifs et les kits de test achetés dans le commerce ne fonctionnent parfois pas comme annoncé et doivent donc également être soigneusement vérifiés pour s’assurer qu’ils conviennent à l’usage pour lequel ils ont été achetés. Des différences significatives peuvent être trouvées entre différents lots du même kit achetés au fil du temps auprès du même fournisseur. Cela peut être dû à une différence dans les méthodes de fabrication des kits.

Ce qui précède représente un petit échantillon vaguement détaillé de ce qui doit être pris en compte et clarifié à l’avance, lors du développement de tests de biomarqueurs dans un cadre préclinique.

Expertise et Flexibilité d’ITR avec les Biomarqueurs

Bien que la FDA accepte encore souvent des biomarqueurs non-BPL dans le cadre de nouvelles demandes de médicaments, ITR effectuera soit la validation BPL, soit la qualification non-BPL d’un nouveau biomarqueur en fonction de son utilisation prévue. Nos équipes flexibles d’immunologie et de pathologie clinique effectuent le développement et la validation de méthodes ou la qualification de nouveaux biomarqueurs à l’aide de réactifs et de kits disponibles dans le commerce.

En tant que CRO de toxicologie préclinique, nous nous concentrons sur les tests de sécurité, cependant, au fil des ans, nous avons reçu de nombreuses demandes de biomarqueurs de sécurité et d’efficacité dans le cadre de nos packages d’études. Avec des biomarqueurs inconnus, nous effectuerons notre propre développement de méthode non-BPL, puis la validation BPL pour chaque nouveau biomarqueur. Lorsque la validation est terminée, le marqueur est ajouté à notre liste croissante de biomarqueurs validés.

Notre liste de marqueurs validés contient une grande proportion pour l’immunophénotypage et d’autres marqueurs liés au système immunitaire tels que les facteurs du complément et les cytokines. Les autres catégories comprennent les lésions organiques, la phase aiguë, le métabolisme osseux et l’endocrinologie. Nous avons validé avec succès des marqueurs chez des rats, des singes cynomolgus, des chiens, des souris, des cochons nains et des lapins. En utilisant des matrices de plasma, de sérum, de BALF, d’urine, de PBMC et de sang total, nous pouvons mesurer votre biomarqueur d’intérêt à l’aide d’ELISA, de matrices de billes fluorescentes et de cytométrie en flux.

Conclusion

Les directives réglementaires concernant les biomarqueurs précliniques restent sous-développées en raison du niveau de preuve inférieur requis pour la qualification des biomarqueurs précliniques par rapport à l’équivalent clinique. L’utilisation la plus courante des biomarqueurs précliniques réside dans la traduction en biomarqueurs cliniques.

Bien que l’histopathologie reste la référence en matière de tests de toxicité, les biomarqueurs précliniques peuvent être plus sensibles et spécifiques en plus de permettre une détection précoce de la toxicité et des effets pharmacodynamiques qui peuvent ne pas être détectés par d’autres méthodes.

ITR continue d’effectuer avec succès le développement et la validation de méthodes pour chaque nouveau biomarqueur afin d’élargir notre liste de biomarqueurs validés afin d’aider à établir un profil d’innocuité plus solide pour les nouveaux médicaments en développement.

La liste complète des biomarqueurs actuellement validés à l’ITR est accessible Ici.