Mesure de l’Occupation des Récepteurs par Cytométrie en Flux

Le développement de médicaments sûrs et réussis nécessite une compréhension approfondie de la façon dont un nouveau médicament se déplacera dans le corps (pharmacocinétique) et de la façon dont il interagira avec le corps (pharmacodynamique). Parmi la batterie de tests que subissent les nouveaux médicaments, l’occupation des récepteurs est une mesure de la pharmacodynamique en développement rapide qui est devenue plus répandue à l’ère des thérapies personnalisées. Grâce à l’utilisation de la cytométrie en flux, les données d’occupation des récepteurs (RO) fournissent aux chercheurs un aperçu de la façon dont un médicament se lie à ses récepteurs cibles dans le corps.

Grâce aux données RO de cellules humaines, de primates non humains ou d’autres espèces d’animaux de laboratoire et à des données précliniques supplémentaires sur la PD/PK, les chercheurs peuvent prédire comment le corps humain réagira au médicament et prendre des décisions posologiques éclairées. Passer à des essais sur l’homme sans une compréhension appropriée des événements de liaison aux récepteurs de médicaments peut avoir des conséquences désastreuses, causant des dommages permanents et même la mort chez des volontaires humains.

Dans ce bulletin, nous discuterons de la cytométrie en flux, de l’occupation des récepteurs et de la façon dont elle est mesurée, ainsi que de l’importance des données d’occupation des récepteurs dans la recherche préclinique sur le développement de médicaments.

Qu’est-ce que la Cytométrie en Flux

La cytométrie en flux (Fig 1.) est une technique analytique utilisée pour différencier et discriminer entre plusieurs propriétés physiques ou chimiques différentes des cellules en faisant passer les cellules en un seul fichier à travers un laser. La lumière du laser se dispersera différemment en fonction des propriétés physiques et chimiques de la cellule. La diffusion de la lumière est enregistrée par des capteurs et traduite en données graphiques par un ordinateur. Le filtrage des cellules une à la fois permet aux chercheurs de différencier de nombreuses cellules différentes au sein d’une population cellulaire hétérogène.

De plus, les cellules peuvent être étiquetées par fluorescence, ce qui créera une diffusion de lumière unique lors du passage à travers le laser correspondant à l’étiquette fluorescente utilisée. En utilisant cette technique, les chercheurs peuvent utiliser des anticorps conjugués par fluorescence qui se lient à des récepteurs cibles cellulaires spécifiques pour mieux comprendre l’activité des récepteurs pour le développement de médicaments.

Occupation du Récepteur

L’occupation des récepteurs (OR) est une mesure de la liaison d’un biothérapeutique à sa cible cellulaire. Les données d’occupation des récepteurs peuvent être utilisées pour répondre à une variété de questions liées à la pharmacodynamique d’un nouveau médicament. À quelles populations de cellules le médicament se lie-t-il? À quels récepteurs le médicament se lie-t-il? Le médicament provoque-t-il une régulation à la hausse ou à la baisse du récepteur? Quelle proportion des récepteurs disponibles sur la cible cellulaire est occupée par le médicament?

Les données OR ainsi que les données pharmacocinétiques peuvent aider les chercheurs à déterminer les niveaux de dosage sûrs pour les essais First-In-Human sans toxicité inattendue ni effets secondaires potentiellement mortels.

Le développement du TGN1412 en 2006 en Europe fournit un exemple de la façon dont les données OR peuvent être utilisées pour atténuer les catastrophes potentielles lors du passage des essais précliniques aux essais cliniques. Au cours du développement du médicament immunomodulateur TGN1412, des procédures établies ont déterminé un niveau sans effet indésirable chez les singes cynomolgus. Cependant, en raison des différences biologiques entre la biologie des récepteurs C028 chez les singes et les humains, la NOAEL a conduit à un niveau de dosage environ 25 fois trop élevé pour les humains. En conséquence, le premier essai clinique a conduit à une tempête de cytokines potentiellement mortelle chez les 6 volontaires.

L’examen des données dans le cas de TGN1412 a révélé que l’utilisation d’évaluations OR ex vivo et in vivo ainsi que des tests de biomarqueurs supplémentaires auraient pu empêcher l’erreur presque mortelle.

Méthodes de Mesure de l’Occupation des Récepteurs

L’occupation des récepteurs est mesurée le plus souvent à l’aide d’échantillons de sang total frais. Il existe trois méthodes courantes pour mesurer l’occupation des récepteurs, les chercheurs emploieront une combinaison de ces méthodes : récepteur sans médicament, récepteur occupé par la drogue et récepteur total.

La méthode Drug Free Receptor (Fig 2.) mesure la proportion de récepteurs non liés par le médicament. Ceci est accompli en marquant par fluorescence le médicament lui-même, un anticorps compétitif ou le ligand du récepteur.

La méthode des récepteurs occupés par le médicament (Fig 3.) mesure la proportion de récepteurs occupés par le médicament en introduisant un antimédicament marqué par fluorescence qui n’entre pas en compétition avec le récepteur de liaison au médicament. Cet antimédicament se lie au médicament lui-même après que le médicament se soit lié au récepteur, ce qui nous permet de déterminer combien de récepteurs ont été liés par le médicament.

La méthode des récepteurs totaux (Fig 4.) mesure à la fois les récepteurs libres et liés en utilisant un anticorps non compétitif marqué par fluorescence. Cet anticorps marqué fournira une représentation précise du total des récepteurs disponibles.

Conclusion

La nature de la recherche sur les tests d’occupation des récepteurs nécessite le développement et la validation d’un nouveau test pour chaque médicament à l’étude et chaque test présente de nouveaux défis à surmonter. À mesure que le développement de traitements personnalisés contre le cancer continue de progresser, le besoin de données sur l’occupation des récepteurs continuera de croître.

Le développement et la validation des tests présentent de nombreux obstacles et confusions. Au-delà des conflits de réactifs et des problèmes de stabilité des échantillons, les chercheurs doivent également tenir compte des différences biologiques entre les sujets. Chaque sujet de test sera affecté différemment par le médicament. Les sujets généreront différentes quantités d’anticorps anti-médicament (ADA), et le médicament lui-même peut également moduler le nombre de cellules différemment chez chaque sujet. Ces problèmes peuvent affecter la liaison du médicament aux récepteurs cibles ou simplement réduire le nombre de récepteurs disponibles, qui ont tous deux des implications pour les trois méthodes de mesure discutées précédemment. Par conséquent, les données post-dose doivent être normalisées par rapport aux données de référence.

Le développement d’essais réussis nécessite des scientifiques formés et expérimentés. Équipée de deux cytomètres en flux BD FACSCanto II, l’équipe d’experts en immunologie d’ITR est bien préparée pour vous aider dans vos recherches sur l’occupation des récepteurs.