Oplossingen: Examenvragen Farmaceutische geneeskunde

Transcriptie

1 Kathelijne Szekér 1 ste master BMW Oplossingen: Examenvragen Farmaceutische geneeskunde Prof. Dr. J de Hoon Academiejaar

2 1. Geef een schematisch stapsgewijs overzicht van het drug discovery proces. 1. Target identificatie: Definitie: - Biologisch = biomolecule, cel, orgaan of dier - Target = het functioneren of het gedrag (als een sleutelproces in de pathologie) Target vaststellen: - tussen oorzaak en symptomen. - Soms gericht op oorzaak, soms op ziekte, soms op beiden (bv NSAIDs) - Oorzaak defect gekend -> meten van oorzaak-parameter (bv camp-fosfodiesterase te hoog bij atopische dermatitis) Consequentie defect gekend meten van consequentie-parameter (bv vertraagde maaglediging V van maag bekijken Selectie van een biologische target: - innovatief of tenminste een grote verbetering: meerwaarde? - expertise: experten op het vakgebied aanwezig? - medische nood: markt beschikbaar? - Haalbaarheid: GM vanaf 20j nemen om op 60j geen alzheimer te ontwikkelen is dom 2. Ontwikkeling van een assay-systeem: Goed testsysteem om alle parameters goed te kunnen regelen. Allerlei aard: activiteit (farmacologisch), toxiciteit (toxicologisch), oplosbaarheid + stabiliteit (farmaceutisch), biobeschikbaarheid, (farmacokinetisch). Goede assay: - efficiënt - hoge throughput - reproduceerbaar - specifiek - adequate data-processing conclusies kunnen trekken - zo eenvoudig mogelijk 3. Ontwikkeling van een flow chart: = belangrijkste stap Flow chart = soort procesmap die beschrijft welke testen je doet - Verschillende niveaus (afhankelijk van complexiteit van assay systeem) - Bepaalde normen halen om naar volgend niveau te mogen - Normen: zelf vastleggen: niet te streng (dan hou je niets over) en niet te zwak (je houdt rommel over) - Eindmolecule = kandidaatmolecule aflevert met aanvaardbare eigenschappen. - Testen: relevant voor de ziekte (farmacologisch), toxiciteit (toxicologisch), finale formulatie (farmaceutisch) en biobeschikbaarheid (farmacokinetisch) en predictief voor de mens. 4. Lead finding: = screening Testen van: - kleine organische moleculen - combinatie bibliotheken: veel tegelijk detectiesnelheid - natuurlijke bronnen: plantenextracten Via: - High troughput screening (HTS) met : o receptor-ligand binding o enzymes o transactivaties + genetische farmacologie o eiwit-eiwit interacties Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

3 - Medium throughput screening (MTS) met cellulaire assays. - Low throughput (in vivo) HIT HIT+ structure-activity relationship (SAR=welke chemische structuur gerelateerd aan welke activiteit) LEAD 5. Lead optimalisatie: Vereisten goede lead molecule: - Farmacologie: in vivo testen optimale profiel goed genoeg? - Bioanalyse: op punt stellen van extractiemethodes GM meetbaar in bloed? - Farmacokinetiek: ADME nakijken levensduur, metaboliet, eliminatie. Ook belangrijk voor farmacodynamiek als toxicologie. - Toxicologie: o Veiligheidsmarge: verschil toxicologische en farmacologische dosis o Voor kortere periodes? - Farmaceutische ontwikkeling: o Oplosbaarheid o mogelijke toedieningsvormen voor fase 1 haalbare vorm? - Chemische ontwikkeling: opschaling productie mogelijk? 6. Selectie van een NME (Nieuwe Medische Entiteit/New Medical Identity): NME geselecteerd ontwikkeling GM Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

4 2. Stelling: Het Thalidomidedrama heeft een enorme invloed gehad op de preklinische en klinische ontwikkeling van geneesmiddelen evenals op de farmacotherapie in de dagelijkse praktijk. Bespreek. Ontdekking van Thalidomide: toevallig (gebeurt veel!) Vroeger: Organische synthese en screening GMs die men vond op markt zodra een effect zichtbaar Thalidomide: pas na 5j (in 61) ontdekt dat gebruik tijdens een bepaald venster in de zwangerschap focomelie (=ledematen afwezig en/of onderontwikkeld) Sinds Thalodomidedrama: ontwikkeling van nieuwe gnm veel strikter gereguleerd!: - eerst preklinisch getest - degelijk toxicologisch onderzoek schadelijkheid GM op markt uitsluiten - nagaan farmacokinetiek en dynamiek bij risicopopulaties voldoende getest en veilig (en werkzaam) 1962: Kefhauer-Harris amendment, oftwel de Investigational New Drug (IND): - IND-applicatie ingesturen voor goedkeuring - Bevat protocol, de kwalificaties van de onderzoekers, de preklinische data (over veiligheid etc), de efficacy-results, het informed consent voor vrijwilligers en de manier waarop neveneffecten worden opgespoord en gerapporteerd. Dagelijkse praktijk: zoveel mogelijk GMs voor zwangeren vermijden GMs ingedeeld in zangerschapsklassen: als GM echt nodig, GM geven uit laagste klasse. Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

5 3. Geef een overzicht van de niet-klinische/preklinische veiligheidsstudies die uitgevoerd worden ter voorbereiding van klinische studies in fase I met nieuwe geneesmiddelen (cf. ICH M3 (R2) richtlijnen). Prefase 1-pakket van preklinische studies bestaat uit: -safety pharmacology/adme -subacute toxiciteit -subchronische toxiciteit -genetische toxiciteit kanker? -lokale tolerantie irritatie? Nieuw: microdosering of exploratief onderzoek. - met lage dosering minder studies uitvoeren - korter dan het prefase I pakket - sneller bij de mens toepassen - Voordeel: sneller kaf en koren scheiden! Maar voor registratie moet volledige prefase I pakket gedaan zijn ADME Absorptie: F a (absolute biobeschikbaarheid), T max, C max, AUC Distributie: plasmaproteinbinding, orgaandistributie, V d Metabolisme: metabolieten (in vitro en in vivo), first pass, enterohepatische cyclus, inductie/inhibitie CYPs, V max, K m Eliminatie: t 1/2, K e, excretie-organen Safety pharmacology Basis: vitale organen onderzoeken! - x@czs: motoriek, gedrag, reflexen vb Irwintest, functional observation battery (FOB)! Veel effecten als zeer vetoplosbaar - CV systeem: geleiding, repolarisatie, ECG, BD, aritmiën vb in vitro: herg, in vivo: geänestheseerde/wakkere honden - Resp. systeem: ademritme, minutenvolume, ademvolume, O2-saturatie vb plethysmografie kamers Opvolgstudies: enkel wanneer er dingen zijn gevonden bij 1 e tox studie. - opvolging basis: o CZS leergedrag en geheugen o CVS ventriculaire contractiliteit o Resp. Systeem bloedgassen - supplement: o renaal/urinair urinevolume, graviditeit o Autonoom ZS binding aan receptoren o GI maagsecretie o andere immuun, endocrien, (Sub)acute toxiciteit Vroeger: LD50-test (OECD 401) - minimum 2 species met M&F; 5/sex/groep Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

6 - Observaties: in vivo: mortaliteit, gewichten, voederopname In vitro: macroscopie; bij letsels: microscopisch onderzoek NU: MTD (max tolerated dose) - 2 species, M/F o dose range finding o dose escalation Observaties: in vivo: mortaliteit, uitzicht, gewicht, voederopname Labo: hematologie, serum/urine analyse & toxicokinetiek Postmortem: macroscopisch en microscopisch onderzoek - Fixed dose test (OECD 420) o meerdere dosissen o 1 species, 1 geslacht o 1 dier/dosis o herhalen van niet lethale dosis bij 4 dieren - Acute toxic class test (OECD 423) o 1 species, 1 geslacht o dosis bij 3 dieren afhankelijk van sterfte opnieuw bij 3 dieren indeling in klassen - Up & down test (OECD 425) o 1 species, 1 dosis o afhankelijk van sterfte lager of hoger doseren (tot max 6 dieren) Doel= hoogste niet-lethale dosis vinden. (Sub)chronische toxiciteit Afhankelijk van OECD-richtlijn duurt het 1w tot 9/12maanden. Min 2 species, beide geslachten. Dosering: - zelfde als toekomstige klinische dosering. - Laag, middel hoog (moet lethaliteit zijn) Eindpunt=NOEL, NOAEL. Parameters: - klinische observaties (dood, veranderingen?) - gewicht, voederconsumptie - ophtalmologisch onderzoek Vb. visuele inspecite: corneale opaciteit, uitgesproken sclerale vaten Vb. spleetlamp onderzoek: fundus hyperreflectiviteit, kleine tapeteal fundus, retinale plooien niet tapetale fundus. - ECG ( QT-verlenging!!!) - Bloed/serum/urine-analyse - Toxicokinetiek - Macroscopisch onderzoek - Orgaangewichten - Microscopisch onderzoek - Extra aandacht voor immunotoxiciteit - BD, t - Otoscopie - leverfunctie (ALT (alanine aminotransferase), AST (aspartaat aminotransferase), albumine, cholesterol, ) en galblaasfunctie (ALP) Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

7 Genetische toxiciteit (!!!) Mutageen = permanente veranderingen in aantal of strutuur van het genetisch materiaal Genotoxisch = mogelijk schadelijk effect op het genetisch materiaal die niet noodzakelijk tot uiting komt (kan hersteld worden) Ames-test =REVERSE mutatie-test. Stof toevoegen aan His-arme bodem met bactieren die His door mutatie nodig hebben Stof mutaties kolonies die wel zonder His kunnen Kolonies op His-arme bodem stof =mutageen Voorwaarden: min. 5 dosisgroepen, uitvoering in triple. In vitro zoogdierentest =FORWARD-mutatie test Stof toevoegen aan muis lymfomacellen die thyrosine kinase +/- zijn a) Genotox stof mutatie in TK locus TK -/- geen fosforylatie koloniegroei b) OK stofje geen mutatie TK +/- fosforylatie TFT inbouw in DNA dood Mutatiefrequentie: - grote kolonies = mutaties - kleine kolonies = clastogeen effect (breuken in het chromosoom) In vitro chromosoom aberratietest Stof toevoegen aan humane lymfocyten activatie en metafase stop invloed op karyotypering? Mitotische index = het aantal cellen in mitose Karyotypering = kijken naar chromosoomaberraties en polypoïde cellen. In vivo micronucleus test = zoogdier beenmerg RBC test Zoogdier behandelen met stof (iv, oraal) BM RBCs nemen micronucleus te zien? chromosomen verkeerd uit elkaar gehaald tijdens celdeling genafwijkingen = Belangrijkste test! Als negatief stof= niet genotoxisch voor de mens. Lokale tolerantie (hierover staat niets in de slides, ook niet in de les vermeld geweest) Reproductietoxiciteit en juveniele toxiciteit: hoort meer bij de pakketten die je moet uitvoeren voor verdere fasen, is nog niet nodig voor fase I. Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

8 4. Geef een overzicht van de fysicochemische parameters die in de preformulatie fase van een geneesmiddel bestudeerd worden. Kijken naar de fysicochemische karakterisering van het farmacon, ook in combinatie met hulpstoffen en de biofarmaceutische eigenschappen (permeatiekarakteristieken). = drugability en formulatability 1. Oplosbaarheid Oplosbaarheid gaat de te kiezen doseervorm bepalen en bepaalt ook de formuleringsstrategie voor een bepaalde toedieningsweg. à BCS (Biopharmaceutical Classification System classificatie) (oplosbaarheid/permeabiliteit) oplosbaarheid Permeabiliteit Klasse Klasse Klasse Klasse Wordt bepaald in: water (bij verschillende t maar vooral 37 C) functie van ph buffers functie van de ionische sterkte (zout []) organische solventen (invloed polariteit) lipofiele vloeistoffen (olie, ) bewaring en stabiliteit Oplosbaarheidsverhogers zoals cosolventen (bv glycerol), complexvormers (bv Hydroxypropyl-β-Cyclodextrine: hydrofoob aan binnekant en hydrofiel aan buitenkant), surfactanten en polymeren. Analytische technieken: UV spectroscopie, HPLC, High troughput 2. intrinsieke oplossnelheid Hier gaat men kijken hoe snel een bepaalde concentratie in oplossing wordt bereikt bij een welbepaalde temperatuur en hydrodynamische omstandigheden. Dit is relevant voor de orale biologische beschikbaarheid. Noyes-Whitney vlg: oplossnelheid = d(massa) = D" S h " ( C s # C) dt Met D=diffusiecoefficient S=oppervlakte van de vaste stof Cs=oplosbaarheid=max aantal dat in oplossing kan! C=[] op bepaald moment maar S Cte want partikel verkleint! opl: niet te lang meten S=Cte 3. Ionisatiegedrag pka bepalen via potentiometrische titratie of UV spectroscopie oplossingverschil door phverschil? zout mogelijk? ph manipuleren om oplosbaarheid Zwak zuur: ph = pk a + log S " S 0 S 0 Zwakke base: ph = pk w " pk b + log S 0 S " S 0 Examenvragen! Farmaceutische Geneeskunde! Kathelijne Szekér Academiejaar

9 Met S 0 =intrinsieke oplosbaarheid=[niet gedissocieerde vorm] S=totaal aantal in oplossing [ ][ A " ] Voor zuur: HA+H 2 O H 3 O + +A - K a = H 3 O+ en S0=[HA] en S=[A [ HA] - ]+[HA]=[A - ]+S0 log K a =log(h 3 O + ) + log(a - /HA) -log(h 3 O + )=-log K a + log [(S-S 0 )/S 0 ] ph=pk a + log [(S-S 0 )/S 0 ]! Amfotere stoffen: kan als base en als zuur reageren ph " pk a1 = log S 0 S " S 0 en ph " pk a2 = log S 0 S " S 0! Er is ook de mogelijkheid om zoutvorming te overwegen Het ionisatiegedrag in vivo zegt iets over de biobeschikbaarheid van het geneesmiddel.!! 4. Partitiecoëfficiënt (logp)/ distributiecoëfficiënt (logd, phafh) P = K 0 w = [ A] solvent A P afh van solvent (meestal: octanol) Hoe lager log P, hoe meer hydrofiel Lipofiel=oplosbaar in vetachtige stof hydrofoob=niet oplosbaar in waterachtige stof [ ] water info over de lipofiliciteit/hydrofobiciteit en in vivo absorptiegedrag. 5. Eigenschappen van de vaste stoffen Vaste stoffen: - kristallijn: 3D ordening, smelpunt, thermodynamisch stabiel, hebben preferentiele toestand - amorf (glas): chaotische plaatsing (zoals vloeistof), thermodynamisch onstabiel, chemisch reactiever, geen smeltpunt mar glastransitietemperatuur (van hoge naar lage mobiliteit), hoge oplosbaarheid en hoge oplossnelheid Verschil kristallijne en amorf bepalen: - Differentiële scanning calorimetrie (DSC) Meten van hoeveelheid warmte die wordt getransfereerd - X-stralen diffractie Kristallijne stof: typische reflecties (kristalvlakken) glas: halo (soort boog) Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

10 ! Kristallijne stof: kan voorkomen onder verschillende wijzen van ordening = polymorfie! Inbouw solventmoleculen in het kristalrooster = pseudopolymorfie (solvaten, hydraten). meest stabiele vorm zoeken Met DVS (dynamic vapour sorption) onderzoeken hoeveel water een stof (kristallijn en amorf) kan absorberen invloed op stabiliteit 6. Stabiliteitsstudie Stabiliteit in de vaste toestand: invloed warmte, licht en water (hydrolyse) Stabiliteit in oplossing: invloed van warmte (sterilisatieprocessen), licht, ph, extreme omstandigheden (sterk zuur, sterk basisch of oxiderende stoffen) Compatibel zijn met de doseervorm, verpakkingsmaterialen. Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

11 5. Geef een overzicht van de biofarmaceutische aspecten die in de preformulatie fase van een geneesmiddel bestudeerd worden. De permeabiliteit en de absorptiepotential: actieve bestanddeel moet opgenomen worden in het systeem om actief te zijn (in vivo, ex vivo, in situ methoden beschikbaar). - PAMPA (Parallel artificial membrane permeation assay) o Acceptorvloeistof op donorvloeistof (met te onderzoeken stof) met ertussen een lipidelaag en een filter migratie doorheen lipidenlaag [stof] wordt bepaald o Voordelen: geen proefdieren, high troughput, goedkoop, verschillende lipidesamenstellingen mogelijk. o Nadelen: enkel predictief voor een bepaald deel van het absorptieproces, membraan retentie van lipofiele stoffen, sterk afhankelijk van lipidesamenstelling en ph. - CaCO-2 cellijn o Afkomstig van humaan colon adenocarcinoma o Semi-permeabel membraan (monolayer met tight junctions)met een apicale en basolaterale zijde o Spontane enterocyt deifferentiatie. Deze komt van het humaan colon adenocarcinoma o Sommige brush border enzymen en fase 2 enzymen tot expressie (MAAR geen CYP3A4) o Actieve transportsystemen voor glucose, aminozuren, aanwezig o Voordelen: Goed sreeningmodel, geen bioanalyse, evaluatie van transportmechanismen en absorptie strategieën, evaluatie van toxiciteit, geen proefdieren, humane oorsprong, high troughput. o Nadelen: geen mucus, unstirred water layer, hechtere monoloog dan bij dunne darm (want is colon), lage expressie van bepaalde uptake transporters, statisch model. Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

12 6. Wat wordt er bedoeld met een toedieningsvorm met orale gecontroleerde vrijstelling? Bespreek de voor- en nadelen van dergelijke orale toedieningsvormen met een gecontroleerde vrijstelling. Gecontroleerde orale geneesmiddel levering - Continu afgave van GM voor vooraf bepaalde periode nadat orale inname - Voorspelbare en reproduceerbare kinetiek. - Tabletten, capsules gevuld met pellets, granules, speciaal apparaat,... Controle over verblijftijd in het GIstelstel en/of GM naar een bepaalde plaats brengen in het GIstelstel voor lokaal of systemisch effect. Voordelen: - een gereduceerde dosisfrequentie - betere therapietrouw + aangenamer voor de patiënt - gereduceerde gastro-intestinale neveneffecten en andere toxische effecten - gecontroleerde vrijlatings-kinetiek Cp constant, meer uniform GMeffect Nadelen: - hogere kosten - mogelijkheid van gereduceerde biobeschikbaarheid - mogelijk dose dumping - verminderd potentieel voor dosis veranderingen of terugtrekking bij toxiciteit - verhoogde fist pass lever metabolisme bij sommige GMs Criteria voor kandidaat geneesmiddelen: - dosis: soms worden het gigantische tabletten - biologische halfwaarde tijd moet >1u - therapeutische range: onmogelijk om 6M 24u in GIstelsel te houden - GI absorptie: als absorptie in duodenum, moet je GM niet in dikek darm aanbieden - Waterige oplosbaarheid: niet wateroplosbaar geen controlled release mogelijk - Stabiliteit voor een weide ph range, GI enzymes en bacteriële flora - First-pass lever metabolisme Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

13 7. Geef een overzicht van mogelijke strategieën om geneesmiddelen met een orale gecontroleerde vrijstelling te maken. 1) Continue vrijlatingssystemen o Dissolutie en diffusie gecontroleerd Reservoirsystemen Gecoate buitenlaag: onoplosbaar of traag oplossend Tabletten, peletten of granules zijn Contact met GI vloeistoffen water binnendringen door de buitenlaag diffusie van opgelost GM naar buiten vb: ethylcellulose (onopl), EC+oplosbare cellulosederivaten ( pore vorming), Reservoirsysteem met geladen dosis: bead layering Buitenste laag lost snel op in korte tijd een Cp PVP diffundeert heel traag door membraan lange tijd een contante hoeveelheid GM vrijgesteld Matrixsystemen: Onoplosbare matrix: Tabletten, pellets of granules GM ingebed in onoplosbare matrix GIstoffen GM lost op diffusie door matrix matrix gewoon in stoelgang vb: ethylcellulose, Eroderende/traag oplosbare matrix: GM ingebed in matrix GIsappen GM vrijgelaten tijden erosie of dissolutie van matrix vb solubele cellulosederivaten (hydrofiel), cetylalchol (lipofiel) o Osmose GIsappen binnen via porie polymeer zwelt op GM naar buiten geduwdoor de opening. vb: adalat OROS (=oral osmotic system) o Traag-oplossende compounds 2) Vertraagde transit en continue vrijlatingssystemen o Gebaseerd op densiteit Hydrofiele matrix: natrium carbonaat CO 2 vorming als in maag densiteit blijft drijven op maaginhoud blijft langer in maag Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

14 Lipofiele matrix Hydrodynamische gebalanceerde systemen. o Gebaseerd op grootte Principe: stent shape memory polymer Probleem: blijft voor altijd in maag! opl: biodegradeerbaar maken blijft voor bepaalde periode (tot degradatie) in verschillende delen van GIstelsel (meestal: maag) o Gebaseerd op bioadhesie Verblijftijd door binding op mucosaal of niet mucosaal oppervlak Adhesie door covalente, hydrogene, elektrostatische, hydrofoobe binding of via Van der Waals krachten bv: bucale tablet voor schimmelinfectie 3) Vertraagde vrijlatingssystemen Enterische/colonische systemen GMs gevormd als tabletten, peletten of granulen, ofwel als reservoir of matrix systemen met zure polymeren (opl afh van ph) Bescherming van de maag, stabiliteit van geneesmiddel, doelgericht op specifieke GI sites, vertraagde vrijzetting (pulse).! Variabiliteit in ph tussen en in patienten Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

15 8. Fase I en fase II onderzoek: bespreek. Fase 1: - Initiële veiligheidstrial van een nieuw GM - gezonde mannelijke vrijwilligers (10-100) - zonder therapeutische doeleinden - doel: initiële evaluatie van de veiligheid en tolerantie, farmacokinetica, farmacodynamie en initiële werkzaamheidsmeting - Toxische stof niet op gezonde vrijwilligers - Duur: 6 tot 12 maanden.! Vrouw toelaten verplicht twee verschillende methoden van zwangerschapspreventie Traditionele types: - First in man studies (FIM), stapsgewijs dosis verhogen - Farmacokinetische studies, single en multiple dosis - Bio-equivalentie studies - Interactie studies (gnm-voedsel of voedsel/voedsel) - PK/PD studies - QT-interval studies Nieuwere soort onderzoeken: - Fase 0 studies: microdosering/pet studies - Exploratorische clinical trial applications (ecta) - Proof-of-concept studies (PoC/PoP) - Translationele modellen (method validation studies) - Fase 1b/2a studies Fase 2: - pivotal trials - Efficaciteit (en veiligheid) van GM evalueren in kleine patientengroep - Man en vrouw ( ) - Doel: efficaciteit, tolerantie (MED vs MTD), veiligheid (therapeutisch venster), farmacokinetica, farmacodynamica meten - Duur: 12 tot 24 maanden. GM ontwikkelen dat beter is dan dat van concurrenten Target: - oud verijfen, verbeteren bestaande GMs (potentie, seletiviteit, veiligheidsmarge ) weinig risico = Me-too GM - nieuw, speculatief veel risico POP of POC (proof of principle/concept) studie uitvoeren: Klopt concept? Therapeutische gain(=extra voordeel door GM t o v placebo)? Vb POCstudie: Migraine: - Triptanen(huidige therapie): o werken op serotonine Rn vasoconstrictie o Positief effect: pijn, inflammatoire mediatoren Negatief effect: hypertensie - Migraine = overdreven vaatverwijding in bepaalde delen van de hersenen door CGRP(calcium gene related peptide)? CGRPblok als oplossing? - Lage dosis toedienen en kijken naar hoofdpijn respons= 60% (placebo: 25%) Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

16 9. Fase III onderzoek: bespreek. - Studie in hele grote groep patienten ( ) inclusief risicopopulaties - Doel: o additionele data van efficaciteit en veiligheid indicaties en doseringen bevestigen - Fase 3a: voor de submissie van NDA (new drug application) Fase 3b:tussen submissie en goedkeuring voor commercialisatie - Duur: 2-7j - Eindpunt: o Beste = hard (bv overleving, disabiliteit, kwaliteit van leven) maar soms onhaalbaar o Surrogaat eindpunten = vervanging van klinische betekenisvol eindpunt!soms bedrieglijk! - Types: o Superioriteits trial: Nieuwe is beter dan bestaande therapie o Equivalentie trial: Nieuwe is even goed als bestaande therapie o Niet-inferioriteitsstudie: Nieuwe is minstens even goed als bestaande therapie Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

17 10. RCT studie ontwerp: cross-over onderzoek versus parallel groep onderzoek. Bespreek. RCT = Randomised Control Trial = gouden standaard cadillac van de trial-studies - experimenteel/analytische studie - prospectief - at random blootstelling en gecontroleerd door onderzoeker - 2 groepen: actieve groep (test-behandeling) en controle groep (placebo of standaard behandeling) Voordelen: - controle voor onbekende en onmeetbare verwarrende variabelen - statistisch meest krachtig onderzoek (let op : verband causaal verband) Nadelen: - beperkt aantal deelnemers - beperkte blootstelling en opvolging in de tijd - inclusie en exclusie criteria (let op: externe validiteit, wet van Lasagne) - artificieel - duur - logistiek veeleisend - ethische bezwaren (bv placebo-gebruik) Drie veelvoorkomende behandelingsmethoden: 1. Enkelvoudige behandeling 2. Parallele groepen: Randomiseren (bv o b v demografische gegevens) en zo in 2 vergelijkbare groepen steken. De ene groep behandeling A geven en de andere groep behandeling B. Aangezien de 2 groepen bij aanvang vergelijkbaar waren, kan je de resultaten na behandeling evalueren. randomiseren Behandeling A Behandeling B 3. Cross over: = zeer krachtige studie want proefpersoon speelt controle voor zichzelf! Randomiseren en zo in 2 vergelijkbare groepen steken. De ene groep eerst behandeline A geven en de andere gorpe behandeling B. Na een bepaalde behandelingsperiode (bv 6 maanden) de behandeling stopzetten en een wash-out -periode inlassen zodat met weer in de beginsituatie is. Nu krijgt de eerste groep behandeling B en de andere groep behandeling A. randomiseren Beh A Beh B Beh A Beh B! Mogelijke problemen: Wash out Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

18 o Periode-effect: basistoestand 1 basistoestand 2 De beginsituaties (net voor beginnen behandeling) moeten vergelijkbaar zijn. Dit is enkel nodig bij een weinig progressieve ziekte (bv TBC: als 70% dood na beh B en maar 10% dood na beh A, zijn er in de 2 de periode geen vergelijkbare groepen meer) o Carry-over effect: als de wash-out periode niet lang genoeg is, dan zal men niet terug tot de base-line komen. Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

19 11. Bespreek interne versus externe validiteit in de context van klinische studies. Interne validatie: Is de trial op een wetenschappelijk correcte manier uitgevoerd? Preventie van vertekingen (bias) en verwarring (confouding) door: - Randomisatie: minimisatie = minimaliseren van de variatie tussen de 2 groepen à sturen van parameters (bv vrouw, leeftijd, ziektetoestand,...) zodat er een gelijke verdeling tussen de 2 behandelingsgroepen ontstaat. - Blindering:! Hoe subjectiever het eindpunt, hoe belangrijker blindering Soorten blindering: o single blind: enkel de arts blind o double blind (= double dummy): arts en patient blind = meest frequent gebruikt bv subcutane placebo + inhalatie GM voor groep 1 subcute GM + inhalatie placebo voor groep 2 o triple blind: evaluator, arts en patient blind o quadruple blind: iedereen tot statisticus blind o quintuple blind: iedereen blind à zijn we niets mee want niemand weet nog wie wat kreeg - Placebo: Placebo = door postivive verwachting een voordelig effect zonder enige interventie Nocebo = negatieve verwachting die resulteerd in negatief resultaat (bv 25% hoofdpijn in fase 1) Hoe?: o inactief agens toedienen aan controle groep o double dummy (Wanneer men op geblindeerde wijze twee behandelingen wil evalueren die op een verschillende wijze worden toegediend, moeten beide groepen een placebo krijgen. Een voorbeeld: bij de vergelijking van een oraal en een subcutaan toegediend anticoagulans zal de groep die met het orale product wordt behandeld, ook subcutaan een placebo krijgen en zal de groep die met het subcutane product wordt behandeld, een oraal placebo krijgen) Ethisch debat: Helsinki: the benefits, risks, burdens and effectiveness of a new method should be tested against those of the best current prophylactic, diagnostic, and therapeutic methods. Externe validatie: kan een resultaat, verkregen in een geselecteerde studiepopulatie, geëxtrapoleerd worden naar alle patiënten? - Wet van Lasagne: voor de start van een studie kent men de prevalentie maar de criteria (bv tussen 20 en 30 jaar oud, vrouw, blauwe ogen, groene voeten,...) verkleinen schijnbaar de populatie patienten. - Trial = artificiele studie populatie echte patientenpopulatie - Onderdrukking van ouderen, vrouwen, zwarten,... Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

20 12. Welke alternatieve benaderingen worden toegepast om de vroege klinische ontwikkelingsfase van geneesmiddelen (fase I / II) te optimaliseren? Waarom is de industrie zo geïnteresseerd in deze alternatieve benaderingen? Klassieke benadering: - te traag: 8 a 12 jaar lange ontwikkelingstijd - te duur: kost maar aantal nieuwe GM s kost/product exponentiele stijging in kosten - te onproductief: 11% van fase 1 GM s, worden effectief GM succes ratio gelimiteerd - te inefficient: vroeger (20j terug) was farmacokinetiek hèt probleem, nu is efficientie van GM probleem (voor FK hebben we nu goede modellen) 30% gebrek aan werkzaamheid Uitdaging: klinische werkzaamheid beter voorspellen in een vroeger stadium bewijs van werkzaamheid leveren in exploratieve fase = proof of concept Vier alternatieve methodes: 1. microdosering ( = fase 0) Hele kleine hoeveelheden beter begrijpen van GMweg in lichaam en effectiviteit Types: o via PETscan: biodistributie en R-bezetting onderzoeken o via AMS(accelerator mass spectrometry): farmacokinetiek onderzoeken Approaches: o approach 1: 100µg totale dosis (5 dosissen/subject) in 1 relevant dier: extended single dose toxicity totale dosis 1/100 ste van NOAEL en 1/100 ste van farmacologisch actieve dosis intentie: weefseldistributie en doelwit-r-binding bv. verdingen van radio-actief ligand door competitie voor R (enkel aanwezig in hersenen) à als radioactiviteit daalt dan GM passeert BHB en bindt R o approach 2: 500µg totale cumulatieve dosis ( 5 toedieningen met wash-out tussen van 6 halflevens) in 1 relevant dier: 7 dagen toxiciteitstudie SAR-benadering voor genotoxiciteit: structuur-activiteit-relatie als overeenkomsten meer toxiciteitstesten nodig elke dosis 100µg en 1/100 ste van NOAEL en 1/100 ste van farmacologisch actieve dosis intentie: farmacokinetische parameters met/zonder radioactief gelabeld agent bv. Stabiel 13C atoom gebruiken à ontwikkelen van GM met meest interessante kinetiek! Let op: misschien bij microdossissen wel lineaire kinetiek maar zegt niets over hoge dosissen 2. US: exploratory investigational new drug (eind) & EU: early phase I (expedited clinical trial application; ecta) Approaches: o Approach 3: Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar

21 Enkele dosis in subtherapeutische of therapeutische range In 2 relevante dieren: extended single dose toxicity tot MTD Toxiciteit uitsluiten: bv Ames test Maximale blootstelling: ½ van NOAEL in gevoeligste dier Intentie: farmacokinetische parameter onderzoeken (zonder radioactiviteit) o Approach 4: Enkelvoudige of meervoudige dosis ( 14dagen) zonder intentie om de MTD te bereiken Voormalige EFPIA overage approach: 2 weken toxiciteittest in 2 dieren met meerdere blootstelling ( keer) van AUC toxicologie niet tot MTD in dieren veiligheid-farmacologie genotoxiciteit MRSD: 1/50 ste van AUC van NOAEL in gevoeligste dier Maximale blootstelling: 1/10 de van laagste AUC bij hoogst geteste dosis Intentie: famacokinetiek en dynamiek in mens onderzoeken o Approach 5: Enkelvoudige of meervoudige dosis ( 14dagen) zonder intentie om de MTD te bereiken Voormalige FDA approach: 2 weken toxiciteittest in 1 (knaag)dier tot MTD + bevestigende trial in niet-knaagdier (minimaal 3 dagen) veiligheid & genotoxiciteit Maximale bloostelling: AUC van NOAEL van niet-knaagdier of ½ van AUC van NOAEL bij knaagdier (laagste van de 2) Intentie: famacokinetiek en dynamiek in mens onderzoeken MABEL: = minimal anticipated biological effect level = minimale voorspelde (!) hoeveelheid die leidt naar een effect bij de mens Startdosis (= MRSD = maximum recommended starting dose): o Mabel (moeilijk te berekeningen) o 1/50 ste van NOAEL in gevoeligste dier o maximum 1/10 de van NOAEL in classical approach Stopregels: o blootstelling in mens <AUC van niet-knaagdier-noael o blootstelling in mens <1/2 AUC van knaagdier-noael o onverwachte klinische respons o farmacologische respons 3. Bio merkers: humane modellen/experimentele of translationele geneeskunde o Translational : kijken of werkingsmechanisme in nt-klinisch model toepasbaar is op mens o Fail fast, fail early : werking, veiligheid, tolerantie, farmacokinetiek op vroeg niveau bekijken en beslissen om GM af te voeren/verder te ontwikkelen bv. CGRP artificieel vrijstellen door capsaicine + CGRPblok huiddoorbloeding? Examenvragen Farmaceutische Geneeskunde Kathelijne Szekér Academiejaar