アンチセンスオリゴヌクレオチド（ASOS）は有望な治療モダリティを表していますが、その有効性と安全性は本質的にそれらに関連しています吸収、分布、代謝、排泄物（ADME）特性。これらを理解する薬物動態（PK）ASOの医薬品開発を最適化するためには、特性が重要です。 ASOSの吸収は、イオン化状態、酸解離定数（PKA）、疎水性などの特定の物理化学的特性、および選択された投与経路に影響されます。その後の薬物分布は、投与経路、遊離薬物の濃度、組織の血液灌流、組織結合の程度、局所pH環境、細胞膜透過性などの要因によって支配されます。
血漿タンパク質の結合と分布に対するASO化学の影響
First and second-generation phosphorothioate (PS)-modified ASOs, due to their negatively charged backbone, exhibit high binding affinity to plasma proteins, particularly albumin (often >85％）。たとえば、ミポメルセンは、ヒトで95％、マウスで85％の血漿タンパク質結合を示しています。対照的に、ホスホロジアミジン酸モルホリノオリゴマー（PMO）の修飾を伴うASOSは課せられておらず、ヒトの血漿タンパク質結合が有意に低いことを示しています（例えば、6-17％、特に6.1％-16。
血漿タンパク質結合のこの違いには、深い意味があります。タンパク質結合は細胞の取り込みと糸球体ろ過に影響するため、PS-ASOは一般に、PMOSと比較してより持続的な組織分布と尿排出が遅いことを示します。
体系的な管理ルート：課題と戦略
- 口頭管理：PS-ASOSとPMOの両方は、一般に経口吸収が不十分です。それらの大きな分子量と親水性の性質は、膜透過性が低いことをもたらします。
- 静脈内（IV）および皮下（SC）注射：経口送達は困難ですが、適切な化学修飾後のIVまたはSC注射を介して全身暴露を確実に達成できます。現在、ほとんどのASOは、バイオアベイラビリティを最大化するために静脈内投与されています。このルートは、肝臓、腎臓、脾臓などの高度な血管化臓器への迅速な分布を促進します。しかし、心臓、筋肉、肺などの組織への分布は遅く、潜在的により頻繁な投与が必要です。たとえば、臨床試験におけるエテプリルセン（30 mg\/kg）の毎週のIV投与は、601 ml\/kgの平均分布量（VD）を示し、実質的な組織分布を示しています。単一または複数のIV用量に続いて、cmaxは通常、注入の終了時に発生し、PKはしばしば繰り返し投与により用量比例性を示します。
- 皮下投与：SC投与は、注射部位からの徐々に吸収されたため、IVと比較して半減期が長くなることがよくあります。の研究非人間の霊長類（NHP）Eteplirsen（320 mg\/kg）では、SC投与後に100％のバイオアベイラビリティを示し、CMAXは投与後約7時間発生しました。 Mipomersenはまた、サルのSCサイトからの完全な吸収を実証し、3-4時間で100％のバイオアベイラビリティとCMAXを備えています。チームプリシス・バイオテックASOの特性評価のために、このようなNHP研究の設計と実施に関する豊富な経験を持っています。
細胞の取り込みと細胞内輸送メカニズム
膜透過性が限られているため、ASOSは、受動拡散ではなく、主に食作用または受容体を介したエンドサイトーシスを介して細胞に入ります。この細胞の取り込みはマルチステッププロセスです。
- 吸着：ASOSは当初、細胞表面タンパク質に吸着します。
- 内在化：表皮成長因子受容体（EGFR）、Gタンパク質共役受容体（GPCR）、スカベンジャー受容体を含むさまざまな細胞表面受容体は、ASOエンドサイトーシスを媒介します。特に、スカベンジャー受容体はよく研究されています。 Stabilin -1およびStabilin -2} PS-ASOSの肝臓の取り込みを媒介しますが、スカベンジャー受容体A1はPMOSの筋肉の取り込みを媒介します。
内在化したら、ASOSは細胞質または核の標的RNAと相互作用するためにエンドソームから逃げなければなりません。この細胞内の人身売買は、多数の細胞質および核タンパク質との相互作用によって規制されています。 PS-ASOSの場合、Liang et al。相互作用する細胞内タンパク質のスイートを特定しました。最近では、RAB5Cおよび初期エンドソーム抗原1（EEA1）がPS-ASOSの初期エンドソーム輸送に関与しており、スタビリン媒介の内在化後のエンドソーム脱出を促進しています。後期エンドソーム経路では、RAB7AおよびリソソームBIS（モノアシルグリセロ）リン酸が関与しています。 PMOSの細胞内輸送の分子基盤は、PS-ASOと比較してあまり理解されていません。
ASO組織分布を最適化する戦略
組織固有の送達と全体的な分布プロファイルを強化するために、いくつかの戦略が調査されています。
- 共役：脂肪酸やペプチドなどの部分のターゲティングにASOを結合することが重要なアプローチです。たとえば、（galnac3）asoコンジュゲートは、アシアログリコタンパク質受容体を介して肝細胞によって積極的に取り上げられ、臨床発達に陥り、肝ターゲット送達の大幅な改善と薬物動態の強化を実証しました。
- 細胞浸透ペプチド（CPP）：ASOSとCPPSと結合することは、細胞の浸透を改善するもう1つの成功した方法です。 CPPSの正電荷は、非荷電PMO ASOへの結合を促進します。 CPPSは、カチオン性CPPとアニオン細胞表面プロテオグリカン間の相互作用を含むエンドサイトーシスメカニズムを介して細胞へのPMO侵入を促進します。この戦略は、筋肉組織のPMO取り込みを強化するために効果的に使用されています。
ターゲット配達のための地方行政
ターゲットサイトがシステム管理によってアクセスできないか、到達できない場合、直接的なローカルASO配信は実行可能なオプションです。
- 眼の配達：Fomivirsenに使用される硝子体内注射は、薬物を眼に直接供給し、直接的な網膜分布のために少量のみを必要とします。
- 中枢神経系（CNS）送達: 髄腔（IT）管理血液脳関門をバイパスし、CNSへのASOの送達を可能にします。侵襲的ですが、IT注射は、IVまたはSCルートと比較して全身暴露を最小限に抑えながら、脳と脊髄のASOバイオアベイラビリティの増加に効果的であることが証明されています。 IT管理を介したNusinersenの成功は、CNS障害のASOSの可能性を強調し、ハンティントン病や筋萎縮性側索硬化症などの状態をターゲットにするための道を開きます。成人のCynomolgus Monkeysの単一のIT注射は、薬理学的に活性なレベルで脊髄に広範な分布を示しています。投与後7日間、CNS組織の総ヌーセンセンレベルは用量依存性であり、脊髄と皮質の分布が高くなりました。最低用量（1 mg\/kg）でさえ、標的組織の薬物レベルはEC50（〜1 µg\/g）よりも3-8倍高かった。このような専門のCNS配信プロトコルの開発と検証は、プリシス・バイオテック.
- 鼻腔内配達：鼻腔内投与は、ASOSのCNS送達のための非侵襲的ルートとして調査されています。鼻腔内適用に続いて、ASO分子は、嗅覚や三叉神経などの経路を介して輸送できます。 CPPの使用は、siRNAで有望であることを示した戦略であるCNS送達をさらに強化する可能性があります。
経口バイオアベイラビリティ：進行中の課題
経口投与は、胃腸の吸収が限られているため、ASOSにとって重要なハードルのままです。 PS-ASO ISIS 14725は、ラットでの十二指腸投与後の約5.5％の経口バイオアベイラビリティを示し、PMO AVI -4472は、ラットで41％-79％の経口バイオアベイラビリティを示しました。しかし、人間における経口PMO投与の成功の報告は現在不足しています。
結論：ASO開発における薬物動態理解の重要性
ASO薬の吸収と分布は、化学的性質と選択した配信戦略によって決定される複雑なプロセスです。血漿タンパク質結合や細胞取り込みメカニズムからさまざまな投与経路の影響まで、これらの薬物動態の原理を完全に理解することは、安全で効果的なASO療法の設計と開発に最重要です。新しいデリバリー技術と化学的修正に関する継続的な研究は、ASOの生体内分布と治療効果をさらに最適化することを目的としています。経験豊富な前臨床契約研究機関（CRO）のような提携プリシス・バイオテック、ASOの特性評価と専門化された送達技術に関する深い専門知識を持っているため、これらの革新的な医薬品の進歩の成功に大きく貢献できます。
