Översikt
Farmakodynamiska (PD) biomarkörer indikerar hur ett läkemedel påverkar sitt mål, som en receptor som utlöser en signalkaskad. De återspeglar läkemedlets inverkan på kroppens biologiska eller fysiologiska funktioner. Till skillnad från farmakokinetik, som fokuserar på hur kroppen bearbetar ett läkemedel, utforskar farmakodynamiken dess effekter och mekanismer. Dessa markörer är avgörande i kliniska prövningar och hjälper till att bedöma ett läkemedels effektivitet, säkerhet och optimala dosering, och vid individualisering av behandlingar. De är avgörande för läkemedelsutveckling och hjälper forskare och vårdproffs att förstå ett läkemedels interaktioner och lämplighet för dess avsedda användning. Utvecklande New Chemical Entities (NCE) innebär att upptäcka, designa och syntetisera nya föreningar för terapi. Bioanalys, kvantitativ mätning av läkemedel och deras metaboliter i biologiska prover, är nyckeln i utvecklingen av NCE.
Utmaningar & överväganden
| Faktorer | Utmaningar | Lättnader |
| Analytisk metodutveckling och validering |
Utveckla och validera robusta bioanalytiska metoder för att kvantifiera NCE och dess metaboliter i komplexa biologiska matriser | Att noggrant följa regulatoriska riktlinjer, genomföra noggrann metodvalidering och anpassa metoder efter behov under utvecklingsprocessen |
| Biomatrisinterferens, matrisstandardisering, känslighet och specificitet
|
Biologiska prover som blod eller urin kan ha störande ämnen som påverkar korrekt läkemedelsmätning. Metoder måste detektera låga koncentrationer och skilja läkemedlet från andra komponenter, medan individuella skillnader påverkar konsistensen | Effektiv provberedning med hjälp av surrogat eller olika matriser, optimerar extraktionsprotokoll med avancerade verktyg för precision och använder matrisstandardisering för att hantera interindividuell variation i analys |
| Automatisering och genomströmning med nya teknologier | Bibehåller noggrannhet samtidigt som höga genomströmningsbehov tillgodoses. Anta banbrytande bioanalytisk teknik för stora molekyler, prioritera kontamineringskontroll och ta itu med etiska överväganden med minimal provvolym | Automatisera processer, effektivisera arbetsflöden för effektivitet och hålla dig uppdaterad om ny teknik; bedöma deras relevans i NCE-utveckling med hybridmetoder som LBA-MS |
| Integration av biomarkörer |
Inkorporering av biomarkörer i bioanalytiska strategier för att ge insikter i farmakodynamik |
Utforska och validera biomarkörer som är i linje med de farmakologiska effekterna av NCE |
Strategier för kvantifiering av PD-biomarkörer
Att kvantifiera farmakodynamiska (PD) biomarkörer i bioanalys innebär noggrann planering och utförande för att säkerställa korrekt och tillförlitlig mätning av de biologiska svaren på ett läkemedel. Här är strategierna för krav och skäl för kvantifiering av PD-biomarkörer i bioanalys.
| Krav | Strategier | Bakgrund |
| Urval och validering av biomarkörer | Att välja PD-biomarkörer som är relevanta, specifika och validerade för att återspegla läkemedlets farmakologiska effekter | Urval baserat på en stark vetenskaplig grund ökar sannolikheten för meningsfulla resultat |
| Provinsamling och bearbetning | Upprätta standardiserade rutiner för provtagning och bearbetning för att minimera variationen | Med tanke på valet av biologiska matriser, insamlingstidpunkt och provlagringsförhållanden |
| Kalibreringsstandarder och kvalitetskontrollprover | Beredning av kalibreringsstandarder med kända koncentrationer av PD-biomarkören och inklusive kvalitetskontrollprover | Kalibreringskurvor säkerställer noggrann kvantifiering, medan kvalitetskontrollprover bedömer analysens precision och noggrannhet |
| Interna standarder | Inkludera interna standarder i analysen för normalisering och för att korrigera för variationer | Interna standarder hjälper till att redogöra för analytisk variabilitet och matriseffekter |
| Validering av bioanalytiska metoder | Rigoröst validerande bioanalytiska metoder och följa regulatoriska riktlinjer | Validera för selektivitet, känslighet, precision, noggrannhet, linjäritet och robusthet |
| Användning av stabila isotopmärkta interna standarder | Använder stabila isotopmärkta interna standarder för korrekt kvantifiering | Stabila isotopmärkta standarder efterliknar analytens beteende, vilket förbättrar precisionen och noggrannheten. I avsaknad av en isotopmärkt intern standard kan en analog IS med liknande egenskaper väljas |
| Automation och High-Throughput-tekniker | Implementering, automatisering och högkapacitetstekniker för ökad effektivitet | Automatisering minskar mänskliga fel, och högkapacitetsmetoder är fördelaktiga i storskaliga studier |
| Matriseffekter och standardisering | Ta itu med matriseffekter genom att standardisera matriser eller använda matrismatchade standarder | Matriseffekter kan påverka noggrannheten, så noggrant övervägande av matrisstandardisering är avgörande |
Veeda's Capabilities & Approach for Novel Drug Development Program
Bioanalys är en viktig del av läkemedelsutvecklingen, med fokus på att noggrant mäta läkemedel och deras biprodukter i biologiska prover. En framgångsrik bioanalysstrategi innebär metodutveckling, validering och tillämpning i kliniska studier.
- På Veeda innebär metodutveckling omfattande forskning med hänsyn till olika faktorer som läkemedelsegenskaper, dos, linjäritetsintervall, extraktionsprotokoll, kromatografi och utrustning. Metodvalidering inkluderar experiment som säkerställer efterlevnad av föreskrifter, såsom selektivitet, noggrannhet, precision, känslighet, matriseffekter och stabilitetsstudier. I klinisk provanalys är det avgörande för att bestämma läkemedelsnivåer i biologiska prover. Omanalys av uppstått prov validerar rapporterade provanalytkoncentrationer, vilket säkerställer tillförlitlighet
- Att använda framväxande teknologier som LC-MS/MS-maskiner, ICP-OES, LIMS och BSL-2-labb förbättrar våra möjligheter. Kvalitetsledningssystem (QMS) etablerade protokoll som säkerställer konsekventa kvalitetsstandarder, kundnöjdhet och regelefterlevnad
- Dataanalys och statistiska tillvägagångssätt på Veeda får meningsfulla insikter från experimentella resultat, vilket säkerställer deras tillförlitlighet och giltighet
- Regelefterlevnad innebär efterlevnad av branschspecifika lagar, riktlinjer och standarder
- Korsvalidering med kliniska endpoints säkerställer anpassning mellan laboratorieanalyser och kliniska resultat, etablerar korrelationer mellan uppmätta biomarkörer/läkemedelskoncentrationer och terapeutiska effekter/säkerhetsresultat
Vår expertis inom utveckling och validering av PD-biomarkörmetoder
| biomarkörer | Veedas expertis |
| Alfa-1-syra glykoprotein | Bestämning av α1 surt glykoprotein (AAG) i K3EDTA humant plasma genom att använda LC-UV med linjäritetsintervall från 300 µg/ml till 5000 XNUMX µg/mL
|
| Coproporfyrin I | Bestämning av Coproporphyrin I i förändrad och oförändrad plasma med hjälp av LC-ESI-MS/MS, med linjäritetsintervall från 50pg/ml till 5000pg/ml |
| Symmetrisk dimetylarginin (SDMA) | Bestämning av SDMA i strippad och icke-strippad plasma med hjälp av LC-ESI-MS/MS, med linjäritetsintervall från 2.00 ng/ml till 4000 ng/ml |
| uridin | Bestämning av uridin och L-dihydroorotinsyra (L-DHO) i förändrat och oförändrat plasma med hjälp av LC-ESI-MS/MS med linjäritetsintervall på 30 ng/ml till 30000 3.0 ng/ml för uridin och 3000 ng/ml till XNUMX XNUMX ng/ml för LDHO |
| C-peptid | Bestämning av C-peptid i humant serum genom att använda ECLIA-metoden på immunanalysanalysator Cobas e 411 |
Slutsats
Bioanalys är avgörande för att identifiera, mäta och karakterisera farmakodynamiska (PD) markörer, som indikerar ett läkemedels biologiska effekter i en organism. Dess roll innefattar:
- Identifiering: Använda tekniker som masspektrometri, immunanalyser och kromatografi för att screena och identifiera potentiella PD-markörer
- Kvantifiering: Utveckla exakta metoder för att mäta PD-markörer exakt
- PK/PD-modellering: Integrering av bioanalytiska data i modeller för prediktiva insikter om läkemedelskoncentration och PD-markörnivåer
- Dos-responsbedömning: Analysera koncentration-respons-samband för att fastställa dos-respons-kurvor
- Utveckling i tidig fas: Använda bioanalytiska data för att vägleda beslut om dosering, vidareutveckling och säkerhetsproblem
- Säkerhetsbedömning: Identifiera och mäta biomarkörer som signalerar potentiella säkerhetsproblem under läkemedelsutveckling
Referens:
- Abbas M, Alossaimi MA, Altamimi AS, Alajaji M, Watson DG, Shah SI, Shah Y, Anwar MS. Bestämning av koncentrationen av α1-syraglykoprotein (AGP) med HPLC hos patienter efter lokal infiltrationsanalgesi för primär total höftprotesplastik och dess relation till ropivakain (totalt och obundet). Gränser i farmakologi. 2023;14
- Kandoussi H, Zeng J, Shah K, Paterson P, Santockyte R, Kadiyala P, Shen H, Shipkova P, Langish R, Burrrell R, Easter J. UHPLC–MS/MS bioanalys av humana plasmakoproporfyriner som potentiella biomarkörer för organiska anjon- transporterande polypeptidförmedlade läkemedelsinteraktioner. Bioanalys. 2018 maj;10(9):633-44
- Shin S, Fung SM, Mohan S, Fung HL. Samtidig bioanalys av l-arginin, l-citrullin och dimetylargininer med LC-MS/MS. Journal of Chromatography B. 2011 Mar 1;879(7-8):467-74
- Yin F, Ling Y, Martin J, Narayanaswamy R, McIntosh L, Li F, Liu G. Kvantifiering av uridin och L-dihydroorotinsyra i human plasma genom LC–MS/MS med användning av en surrogatmatrismetod. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2021 januari 5;192:113669
- US Food and Drug Administration; U.S. Department of Health and Human Services; Food and Drug Administration; Centrum för läkemedelsutvärdering och forskning (CDER); Centrum för veterinärmedicin (CVM). Bioanalytisk metodvalidering: Vägledning för industrin; U.S.A. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration: Silver Spring, MD, 2018
