Necesidades de una empresa: El ejemplo de Neuropharma, S.A. Joan-Albert Vericat Dir. Desarrollo Preclínico Neuropharma, S.A.

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1 Necesidades de una empresa: El ejemplo de Neuropharma, S.A. Joan-Albert Vericat Dir. Desarrollo Preclínico Neuropharma, S.A.

2 Objectives of any pharmaceutical industry Invent, develop and sell new therapeutic products possessing good pharmacological properties and free of undesirable properties. Integrate experts from different origin in a common objective. Be profitable at the same time that an ethical need is covered. Ensure its survival in a very competitive environment.

3 Objetivos de Neuropharma Buscar tratamientos para enfermedades neurodegenrativas: Enfermedad de Alzheimer 1 Producto en fase 1 desde Enero 2006, iniciando administración repetida. 1 Producto aceptado para Fase 1, inciando esta semana en UK. Lesiones medulares Proyecto de terapia celular (expandiendo células en USA).

4 R+D: a sequence of steps of increasing complexity Number of compounds to be tested Amount of product required Work complexity HTS Tertiary Screens Trials Chemical Libraries Hits Leads Candidates Preclin & Clin Dev. Market Secondary Screens Safety Assessment

5 Pero.. El proceso es costosísimo (1 en moléculas llegan al mercado). Pensemos que la fase preclínica 1 cuesta entre y Pensemos que la fase 1 preclínica necesita entre 12 y 24 meses.

6 Y quizás (simplificando un poquito).. Solo aprendemos: El producto no es genotóxico El producto tiene o no algún riesgo farmacológico ( safety pharmacology ) Determinamos una NOEL/NOAEL Determinamos un órgano diana Y del resto no sacamos nada!

7 HTS Tertiary Screens Trials Chemical Libraries Hits Leads Candidates Preclin & Clin Dev. Market Secondary Screens Safety Assessment Las moléculas deben ser Potentes, selectivas, reversibles, orientadas, solubles, quimicamente muy estables, vida media suficiente, metabolicamente estables, permeables, no tóxicas (y no mutágenas, no teratogénicas, con margen, ), estables fisicamente, patentables, fabricables : Muchas caen Y, encima, no desarrollamos conocimiento de todos estos datos: el conocimiento cae con la molécula.

8 Interacciones entre las Diversas fases del proceso de Investigación y Desarrollo de un fármaco Desarrollo preclínico y no-clínico Descubrimiento y desarrollabilidad Farmacología Desarrollabilidad Desarrollo clínico Desarrollo de procesos de escalado industrial para la producción del principio activo Desarrollo de métodos analíticos y bioanalíticos Farmacocinética, toxicocinética y metabolismo Desarrollo de formulaciones y de métodos de administración Seguridad (Farmacología general, genotoxicidad, toxicidad subcrónica y crónica, toxicidad sobre la reproducción, carcinogénesis) Caracterización de intermediarios de síntesis, impurezas y metabolitos Estudios de soporte específicos a la clínica Estudios de seguridad y tolerancia de fase I Estudios de eficacia y seguridad de fase II Estudios de fase III Estudios especiales de farmacocinética en Hombre Estudios específicos según objetivo terapéutico Tiempo

9 Datos hasta Fase clínica 1 (ejemplo NP) PARA UN PRODUCTO QUE ENTRA EN FASE 1 Ensayos de Seguridad y CMC: 6 metros de estanterías en informes finales y documentación relevante. Datos obtenidos en cerca de 2000 animales (incluyendo eficacia). Raw data y muestras archivadas eq. a 25 metros. Que se transforman en un documento (IMPD) de 100 páginas máximo (150 con el IB)

10 HTS Tertiary Screens Trials Chemical Libraries Hits Leads Candidates Preclin & Clin Dev. Market Secondary Screens Safety Assessment Es una gran cantidad de trabajo realizado en un momento concreto del proceso que puede perderse muy facilmente

11 La cuestión fundamental en toxicología Importancia del problema: Efecto indeseable Por qué? Causa? Es transferible al Hombre? Podemos seguirlo en los eacientes? Hipotesis Seguridad Prevención Podemos ayudar a Drug Discovery? Podemos predecir el efecto en el Hombre?

12 Un ejemplo (1): Methapyrilene.HCl Therapeutic use (withdrawn 1965) Half life Metabolism H1-receptor antihistaminic, sleep aid, against cold, allergy rat: ~ 2-3h in plasma mostly bio-activated by CYP2C11, formation of MP N-oxide, mono-n- desmethyl-mp, 2-thiophenecarboxylic acid and several glucuronides Metabolites undergo enterohepatic recirculation Mechanisms hepatocarcinogenicity: Strong inducer of cell proliferation by inducing toxicity and subsequent regeneration. tumour (liver) induction in 100% of treated rats. cytotoxic, periportal necrosis in rat liver loss of CYP2C11, CYP3A, CYP2A disfunction and morphological changes of mitochondria conflictive genotoxicity Other studied in the ILSI projects for Transgenics in carcinogenesis and Toxicogenomics

13 Un ejemplo (2) Especies : Rata Sprague-Dawley, macho Dosis : mg/kg/d (gavage) Sacrificio: días 3 y 28 Nº animals : 4 / tiempo y dosis Signos clínicos Bioquímica Órgano diana: hígado Anapath (incluyendo TEM) Aislamiento RNA Extracción de proteinas

14 Un ejemplo (3): Metapirileno PP Control (Dia 3) CL

15 Un ejemplo (4): Metapirileno CL Tratado (D3) MP, 100 mg/kg/d PP - tractos periportales: infiltración de células inflamatorias - mitosis (flechas) - proliferation células ovales - microvacuolización hepatocelular

16 Un ejemplo (5): Metapirileno PP CL Treatado (D28) MP; 100 mg/kg/d CL PP - proliferation céluas ovales (PP a CL) - células pigmentadas (colestasis) - apoptosis (flechass) - basofilia en zona periportal

17 Un ejemplo (6): PP Metapirileno PP PP CL CL PP Control 30 mg/kg/d Células teñidas (%) PCNA, dia 3 PP PP CL mg/kg/d PP MZ CL Células conductos biliares Barcelona, 17 Hepatocitos Abril 2007 totales

18 Un ejemplo (7): Metapirileno Day 3 Day mg/kg/d Hepatocellular mitosis Inflammatory cell infiltration (PP) Oval cell proliferation (PP) Hepatocellular microvacuolation (PP) mg/kg/d Hepatocellular mitosis Inflammatory cell infiltration (PP) Fibrosis (PP) Oval cell proliferation (PP to CL) Hepatocellular microvacuolation Hepatocellular apoptosis (PP,MZ) Hepatocellular basophilia (PP) Anisocaryosis, anisocytosis (CL) PP : periportal area, MZ : midzonal area, CL : centrilobular area 0 : no change, 1 : minimal, 2 : slight, 3 : moderate, 4 : marked

19 Un ejemplo (8; Affy): Metapirileno p T 100_2d Methapyrilene... T 100_30d mg/kg/d Methapyrilene (Day 3) T 30_30d 100 mg/kg/d Methapyrilene (Day 28) T 30_2d mg/kg/d Methapyrilene (Day 28) 30 mg/kg/d (Day 3)

20 Un ejemplo (9; Affy): Metapirileno todos Sample 31 Sample 32 Methapyrilene Sample 34 Sample 33 Sample Sample mg/kg/d 25 Methapyrilene Sample (Day 3) 24 Sample 26 Sample Sample mg/kg/d 20 Methapyrilene Sample (Day 28) 22 Sample 21 Sample Sample mg/kg/d 28 Methapyrilene Sample (Day 28) 29 Sample mg/kg/d (Day 3)

21 Un ejemplo (10; Phase 1): Metapirileno DNA Replication, Structure & Synthesis Methapyrilene 30 mg/kg/d; Day 3 Variabilidad importante en ausencia de respuesta DNA Replication, Structure & Synthesis Methapyrilene 30 mg/kg/d; Day 28 Fatty Acid Metabolism Methapyrilene 30 mg/kg/d; Day 3 Fatty Acid Metabolism Methapyrilene 30 mg/kg/d; Day 28 DNA Replication, Structure & Synthesis Methapyrilene 100 mg/kg/d; Day 3 Fatty Acid Metabolism Methapyrilene 100 mg/kg/d; Day 3 DNA Replication, Structure & Synthesis Methapyrilene 100 mg/kg/d; Day 28 Resultados muy homogeneos cuando la respuesta está establecida Fatty Acid Metabolism Methapyrilene 100 mg/kg/d; Day 28

22 Análisis de resultados (1) Inducción de hipótesis (mecanísticas) Serie completa de datos (sin filtros) Consideracioness: Datos clásicos in vivo e in vitro Relación dosis respuesta Respuestas individuales Apoptosis MP, 100 mg/kg/d, Día 28 Ciclo celular - Proliferación células ovales (PP a CL - Células pigmentadas (colestasis) - Apoptosis (flechas)

23 Análisis de resultados (2): Efecto dosis

24 Análisis de resultados (2): Efecto tiempo

25 Análisis de resultados (3): Integración (A) Results (B) MP, 30 mg/kg/d, Day 28 MP, 100 mg/kg/d, Day 28 (D) MP, 30 mg/kg/d, Day 3 MP, 100 mg/kg/d, Day 3 (C) Gene Marker Metallothionein 1 (A) Hydroxysteroid sulfotransferase a MDR 1, 2, 3 (C) (B) Insuline-like growth factor, Inter-alopha-inhibitor H4 heavychain), Lectincholesterom acyltransferas, Liver fatty acid binding (D) protein, Organic anion transporting polypeptide 1 NADPH cytochrome P450 reductase Comments Strongly induced at Day 3, dosedependant. Normal (+/-) at day 28 Strongly repressed at day 3, dosedependant. Normal (+/-) at day 28, low dose; slightly repressed at day 28 (high dose) No induction at Day 3, low dose. Dose- and time-dependant induction. Strongly repressed at day 28, high dose only Induced at high dose, day 28, only

26 Gene Marker Comments Metallothionein 1 Strongly induced at Day 3, dose-dependant. Normal (+/-) at day 28 Hydroxysteroid sulfotransferase a MDR 1, 2, 3 Análisis de resultados (4): Hipótesis Insuline-like growth factor, Inter-alphainhibitor H4 heavychain, Lectin-cholesterol acyltransferas, Liver fatty acid binding protein, Organic anion transporting polypeptide 1 NADPH cytochrome P450 reductase Strongly repressed at day 3, dose-dependant. Normal (+/-) at day 28, low dose; slightly repressed at day 28 (high dose) No induction at Day 3, low dose. Dose- and timedependant induction. Strongly repressed at day 28, high dose only Induced at high dose, day 28, only And many others... Repression STA2 Glucocorticoids Proliferation Induction of ILGF1, ME2, MDRs Cell death Induction UCP2 Oxidative Stress Induction MTL1 Induction of CYPOR Inner membrane Depolarization ATP depletion Induction of DNA repair genes Repression ALDH1, IHRP1, LCAT, FABP1, OATP1 Induction of apoptosis genes Impaired liver function: Apoptosis, Cholestasis

27 Pero.. Esto se ha hecho a mano (y probablemente es pobre). No es válido en una situación muy competitiva donde los tiempos son importantes.

28 La solución..

29 Una opción ha sido Participación activa en: Plataforma española de medicamentos innovadores Plataforma española de nanomedicinas Plataforma europea de medicamentos innovadores Plataforma europea de nanomedicinas In vitro testing industral platform Proyectos europeos: A-Cute-Tox, ReproTec, Promemoria, ForInViTox, Lintop,

30 Otra opción ha sido En la segunda convocatoria del Programa CENIT, enmarcado en lainiciativa Ingenio 2010 y dirigido a fomentar la cooperación públicoprivadaen I+D+i, se han aprobado 15 grandes proyectos de investigación industrial estratégica.

31 Estrategia de Melius Los 4 Pilares de Melius: 3 hechos y 1 necesidad Sorpresas en estudios clínicos Observaciones en estudios en animales Melius2 Estrategias de selección de candidatos Las estrategias de selección deben ser capaces de reducir las sorpresas en clínica. Los nuevos métodos deben permitir cuantificar los riesgos de las observaciones en animales al Hombre

32 Estrategia de Melius: NP Genomica Citotoxicidad Metabolismo Hepatotoxicidad Citómica Hepatotoxicidad Genética Manuel Rey Barrera José Redondo Nevado Proteómica Fisiología hepatica LOS PROBLEMAS Metabolomica Neurotoxicidad Y SNC Plácido Navas Lloret Juan Carlos Rodríguez Aguilera Genómica Gestión del conocimiento

33 De todas formas aun nos falta mucho que hacer Esperemos que nos pase como a Sisifo! Gracias! jvericat@neuropharma.es