Preview

БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение

Расширенный поиск

Дизайн доклинических исследований биомедицинских клеточных продуктов: особенности, ключевые принципы и требования

https://doi.org/10.30895/2221-996X-2017-17-3-133-144

Полный текст:

Аннотация

В соответствии с Федеральным законом «О биомедицинских клеточных продуктах», доклинические исследования (ДКИ) являются неотъемлемой частью разработки биомедицинского клеточного продукта (БМКП). В настоящей статье отражены основные принципы реализации требований, представленных в Правилах доклинических исследований БМКП. Основная цель проведения ДКИ БМКП - оценка эффективности, безопасности и биораспределения клеточного продукта. Для достоверной идентификации фармакодинамического действия БМКП в организме хозяина должны применяться должным образом обоснованные маркеры биологической активности. Оценка безопасности БМКП должна быть комплексной для осуществления идентификации, характеризации и количественного анализа потенциальной локальной и системной токсичности, оценки начала ее возникновения, возможности снижения токсичности, а также влияния определенной дозы препарата на результаты исследований токсичности. Конечной целью доклинических токсикологических исследований является получение данных, достаточных для определения возможности и риска проведения клинических исследований БМКП. Ключевыми принципами дизайна ДКИ БМКП являются рациональный подход и обоснование всех принятых в ходе проведения исследования решений. Результаты ДКИ, проведенных в соответствии с требованиями нормативно-правовых актов, могут быть включены в состав досье на БМКП и рассмотрены в процессе регистрации экспертным учреждением Минздрава.

Об авторах

Е. В. Мельникова
Научный центр экспертизы средств медицинского применения
Россия

Ведущий эксперт лаборатории биомедицинских клеточных продуктов Испытательного центра экспертизы качества лекарственных средств, канд. биол. наук



О. В. Меркулова
Научный центр экспертизы средств медицинского применения
Россия

Ведущий эксперт лаборатории биомедицинских клеточных продуктов Испытательного центра экспертизы качества лекарственных средств, канд. мед. наук



А. А. Чапленко
Научный центр экспертизы средств медицинского применения
Россия

Эксперт 2 категории лаборатории биомедицинских клеточных продуктов Испытательного центра экспертизы качества лекарственных средств



В. А. Меркулов
Научный центр экспертизы средств медицинского применения
Россия
Заместитель генерального директора по экспертизе лекарственных средств, д-р мед. наук, профессор


Список литературы

1. Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 31 декабря 2004 г. № 346 «Об организации выдачи разрешений на применение медицинских технологий» (утратил силу).

2. Доработанный текст проекта Приказа Министерства здравоохранения Российской Федерации «Об утверждении правил надлежащей практики по работе с биомедицинскими клеточными продуктами» (подготовлен Минздравом России 30.10.2016).

3. Guideline on human cell-based medicinal products (London, 21 May 2008. EMEA/CHMP/410869/2006). Available from: https://goo.gl/VNLa48.

4. Guidance for Industry: Preclinical Assessment of Investigational Cellular and Gene Therapy Products (U. S. Food and Drug Administration, November 2013). Available from: https://goo.gl/32h9MY.

5. Миронов АН, ред. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч. I, II. М.: Гриф и К, 2013.

6. Бурова ЕД, Ходько СВ, Гущина СВ, Макарова МН, Макаров ВГ. Управление рисками для обеспечения качества доклинических исследований лекарственных средств. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения 2017; 7(1): 25-32.

7. Reflection paper on in-vitro cultured chondrocyte containing products for cartilage repair of the knee (London, 08 April 2010. EMA/CAT/CPWP/568181/2009). Available from: https://goo.gl/32b8wa.

8. Report from CAT-Interested Parties Focus Groups (CAT-IPs FG) on non-clinical development of ATMPs (18 March 2011. EMA/CAT/134694/2011). Available from: https://goo.gl/QFDMT9.

9. Shultz LD, Ishikawa F, Greiner DL. Humanized mice in translational biomedical research. Nature reviews. Nat Rev Immunol. 2007; 7(2): 118-30.

10. Ito M, Hiramatsu H, Kobayashi K, Suzue K, Kawahata M, Hioki K, et al. NOD/SCID/gamma(c)(null) mouse: an excellent recipient mouse model for engraftment of human cells. Blood 2002; 100(9): 3175-82.

11. Traggiai E, Chicha L, Mazzucchelli L, Bronz L, Piffaretti JC, Lanzavecchia A, Manz MG. Development of a human adaptive immune system in cord blood cell-transplanted mice. Science 2004; 304(5667): 104-7.

12. Astashkina A, Mann B, Grainger DW. A critical evaluation of in vitro cell culture models for high-throughput drug screening and toxicity. Pharmacol Ther. 2012; 134(1): 82-106.

13. Hester RE, Harrison RM, eds. Alternatives to animal testing. Issues in Environmental Science and Technology, Vol. 23. Cambridge: The Royal Society of Chemistry; 2006.

14. Shankar G, Bader R, Lodge PA. The COSTIM bioassay: a novel potency test for dendritic cells. J Immunol Methods 2004; 285(2): 293-9.

15. Shankar G, Fourrier MS, Grevenkamp MA, Lodge PA. Validation of the COSTIM bioassay for dendritic cell potency. J Pharm Biomed Anal. 2004; 36(2): 285-94.

16. Hinz T, Buchholz CJ, van der Stappen T, Cichutek K, Kalinke U. Manufacturing and quality control of cell-based tumor vaccines: a scientific and a regulatory perspective. J Immunother. 2006; 29(5): 472-6.

17. Buchholz M, Knauer J, Lehmann J, Hass M, Gargosky S. Qualification of the COSTIM assay to determine potency and use in clinical trials. Cytotherapy 2013; 15(4): S51.

18. Schneider CK, Salmikangas P, Jilma B, Flamion B, Todorova LR, Paphitou A, et al. Challenges with advanced therapy medicinal products and how to meet them. Nat Rev Drug Discov. 2010; 9(3): 195-201.

19. Басок ЮБ, Севастьянов ВИ. Технологии тканевой инженерии и регенеративной медицины в лечении дефектов хрящевой ткани суставов. Вестник трансплантологии и искусственных органов 2016; 18(4): 102-22.

20. New advanced therapy to repair cartilage defects in the knee (19 May 2017. EMA/CHMP/315817/2017). Available from: https://goo.gl/zGVBR9.

21. Amer LD, Mahoney MJ, Bryant SJ. Tissue engineering approaches to cell-based type 1 diabetes therapy. Tissue Eng Part B Rev. 2014; 20(5): 455-67.

22. Daoud JT, Petropavlovskaia MS, Patapas JM, Degrandpré CE, Diraddo RW, Rosenberg L, Tabrizian M. Long-term in vitro human pancreatic islet culture using three-dimensional microfabricated scaffolds. Biomaterials 2011; 32(6): 1536-42.

23. Скалецкая ГН, Скалецкий НН, Севастьянов ВИ. Перспективы применения тканеинженерных конструкций поджелудочной железы в лечении сахарного диабета 1-го типа. Вестник трансплантологии и искусственных органов 2016; 18(4): 133-45.

24. Зорин В, Зорина А, Черкасов В, Копнин П, Деев Р, Исаев А и др. Применение аутологичных дермальных фибробластов для коррекции возрастных изменений кожи лица. Результаты годичных исследований. Эстетическая медицина 2012; 11(2): 171-82.

25. Алейник ДЯ, Зорин ВЛ, Еремин ИИ, Корсаков ИН, Чарыкова ИН. Использование клеточных технологий для восстановления повреждений кожи при ожоговой травме. Современные проблемы науки и образования 2015; (4). Available from: https://goo.gl/3aW9Ug.

26. Ковалев ГА, Введенский БП, Сандомирский БП. Технология моделирования остеоартроза крупных суставов. Biotechnologia Acta 2010; 3(4): 37-43.

27. Макушин ВД, Степанов МА, Ступина ТА. Экспериментальное моделирование остеоартроза коленного сустава у собак. Биомедицина 2012; (3): 108-15.

28. Yoo SA, Park BH, Yoon HJ, Lee JY, Song JH, Kim HA, et al. Calcineurin modulates the catabolic and anabolic activity of chondrocytes and participates in the progression of experimental osteoarthritis. Arthritis Rheum. 2007; 56(7): 2299-311.

29. Baragi VM, Becher G, Bendele AM, Biesinger R, Bluhm H, Boer J, et al. A new class of potent matrix metalloproteinase 13 inhibitors for potential treatment of osteoarthritis: Evidence of histologic and clinical efficacy without musculoskeletal toxicity in rat models. Arthritis Rheum. 2009; 60(7): 2008-18.

30. Методы экспериментального моделирования остеоартрозов у мелких экспериментальных животных. Available from: https://goo.gl/n6jd3t.

31. Ozkan FU, Ozkan K, Ramadan S, Guven Z. Chondroprotective effect of N-acetylglucosamine and hyaluronate in early stages of osteoarthritis - an experimental study in rabbits. Bull NYU Hosp Jt Dis. 2009; 67(4): 352-7.

32. Jean YH, Wen ZH, Chang YC, Hsieh SP, Tang CC, Wang YH, Wong CS. Intraarticular injection of the cyclooxygenase-2 inhibitor parecoxib attenuates osteoarthritis progression in anterior cruciate ligament-transected knee in rats: role of excitatory amino acids. Osteoarthritis Cartilage 2007; 15(6): 638-45.

33. Hayami T, Pickarski M, Wesolowski GA, McLane J, Bone A, Destefano J, et al. The role of subchondral bone remodeling in osteoarthritis: reduction of cartilage degeneration and prevention of osteophyte formation by alendronate in the rat anterior cruciate ligament transection model. Arthritis Rheum. 2004; 50(4): 1193-206.

34. Janusz MJ, Bendele AM, Brown KK, Taiwo YO, Hsieh L, Heitmeyer SA. Induction of osteoarthritis in the rat by surgical tear of the meniscus: Inhibition of joint damage by a matrix metalloproteinase inhibitor. Osteoarthritis Cartilage 2002; 10(10): 785-91.

35. Dai G, Wang S, Li J, Liu C, Liu Q. The validity of osteoarthritis model induced by bilateral ovariectomy in guinea pig. J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci. 2006; 26(6): 716-9.

36. Bendele AM, Hulman JF. Spontaneous cartilage degeneration in guinea pigs. Arthritis Rheum. 1988; 31(4): 561-5.

37. Bendele AM. Animal models of osteoarthritis in an era of molecular biology. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2002; 2(6): 501-3.

38. Uchida K, Urabe K, Naruse K, Ogawa Z, Mabuchi K, Itoman M. Hyperlipidemia and hyperinsulinemia in the spontaneous osteoarthritis mouse model, STR/Ort. Exp Anim. 2009; 58(2): 181-7.

39. Vallon R, Freuler F, Desta-Tsedu N, Robeva A, Dawson J, Wenner P, et al. Serum amyloid A (apoSAA) expression is up-regulated in rheumatoid arthritis and induces transcription of matrix metalloproteinases. J Immunol. 2001; 166(4): 2801-7.

40. Шиманский ВА, Кушнир ВА, Фролов ВИ, Крашенинников МЕ, Баранова ОВ, Онищенко НА. Применение аутологичных клеток костного мозга для торможения разрушения структуры хряща при остеоартрозе коленных суставов. В кн.: Шумакова ВИ, Онищенко НА, ред. Биологические резервы клеток костного мозга и коррекция органных дисфункции. М.: ЛАВР, 2009. С. 213-24.

41. Hedlund P, Matsumoto K, Andersson KE. Animal models of erectile dysfunction. Curr Protoc Pharmacol. 2005; Chapter 5: Unit 5.41.

42. Полянских ЛС, Петросян МА, Жесткова НВ, Балашова НН. Экспериментальные модели патологии печени. Экспериментальная и клиническая фармакология 2017; 80(2): 39-44.

43. Мышкин ВА, Ибатуллина РБ, Волкова ЕС, Савлуков АИ, Симонова НИ. Способ моделирования токсической гепатопатии. Патент Российской Федерации, № 2188457; 2002.

44. Мышкин ВА, Ибатуллина РБ, Савлуков АИ, Симонова НИ, Бакиров АБ. Способ моделирования цирроза печени. Патент Российской Федерации, № 2197018; 2003.

45. Рыкало НА, Гуминская ОЮ. Закономерности и особенности репаративной регенерации печени неполовозрелых крыс на фоне хронического медикаментозного гепатита в эксперименте. Журнал анатомии и гистопатологии 2014; 3(1): 37-9.

46. Хабриев РУ, ред. Руководство по проведению клинических исследований новых лекарственных средств. М., 2005. C. 360.

47. Венгеровский АИ, Коваленко МЮ, Арбузов АГ, Головина ЕЛ, Чучалин ВС, Соснина НВ и др. Влияние гепатопротекторов растительного происхождения на эффекты преднизолона при экспериментальном токсическом гепатите. Растительные ресурсы 1998; 34(3): 91-6.

48. Грицай ДВ, Лебединский АС, Оченашко ОВ, Рогульская ЕЮ, Петренко ЮА, Лозинский ВИ и др. Трансплантация криоконсервированных клеток фетальной печени, заселенных в макропористые альгинат-желатиновые матрицы, крысам с печеночной недостаточностью. Вестник трансплантологии и искусственных органов 2015; 17(3): 50-7.

49. Itoh A, Isoda K, Kondoh M, Kawase M, Watari A, Kobayashi M, et al. Hepatoprotective effect of syringic acid and vanillic acid on CCl4-induced liver injury. Biol Pharm Bull. 2010; 33(6): 983-7.

50. Nir T, Melton DA, Dor Y. Recovery from diabetes in mice by beta cell regeneration. J Clin Invest. 2007; 117(9): 2553-61.

51. Cardinal JW, Allan DJ, Cameron DP. Poly(ADP-ribose)polymerase activation determines strain sensitivity to stpretrozotocin-induced beta cell death in inbred mice. J Mol Endocrinol. 1999; 22(1): 65-70.

52. Szkudelski T. The mechanism of alloxan and streptozotocin action in B cells of the rat pancreas. Physiol Res. 2001; 50(6): 537-46.

53. Toyoda H, Formby B. Contribution of T cells to the development of autoimmune diabetes in the NOD mouse model. Bioessays 1998; 20(9): 750-7.

54. Green EA, Flavell RA. Tumor necrosis factor-alpha and the progression of diabetes in non-obese diabetic mice. Immunol Rev. 1999; 169: 11-22.

55. Zornoff LA, Paiva SA, Minicucci MF, Spadaro J. Experimental myocardium infarction in rats: analysis of the model. Arq Bras Cardiol. 2009; 93(4): 434-40, 426-32.

56. Chimenti S, Carlo E, Masson S, Bai A, Latini R. Myocardial infarction: animal models. Methods Mol Med. 2004; 98: 217-26.

57. Limbourg A, Korff T, Napp LC, Schaper W, Drexler H, Limbourg FP. Evaluation of postnatal arteriogenesis and angiogenesis in a mouse model of hind-limb ischemia. Nat Protoc. 2009; 4(12): 1737-46.

58. Lotfi S, Patel AS, Mattock K, Egginton S, Smith A, Modarai B. Towards a more relevant hind limb model of muscle ischaemia. Atherosclerosis 2013; 227(1): 1-8.

59. Shevchenko EK, Makarevich PI, Tsokolaeva ZI, Boldyreva MA, Sysoeva VY, Tkachuk VA, Parfyonova YV. Transplantation of modified human adipose derived stromal cells expressing VEGF165 results in more efficient angiogenic response in ischemic skeletal muscle. J Transl Med. 2013; 11: 138.

60. Traktuev DO, Prater DN, Merfeld-Clauss S, Sanjeevaiah AR, Saadatzadeh MR, Murphy M, et al. Robust functional vascular network formation in vivo by cooperation of adipose progenitor and endothelial cells. Circ Res. 2009; 104(12): 1410-20.

61. Xie Y, Zhu KQ, Deubner H, Emerson DA, Carrougher GJ, Gibran NS, Engrav LH. The microvasculature in cutaneous wound healing in the female red Duroc pig is similar to that in human hypertrophic scars and different from that in the female Yorkshire pig. J Burn Care Res. 2007; 28(3): 500-6.

62. Zhu KQ, Carrougher GJ, Gibran NS, Isik FF, Engrav LH. Review of the female Duroc/Yorkshire pig model of human fibroproliferative scarring. Wound Repair Regen. 2007; 15 Suppl 1: S32-9.

63. Porter RM. Mouse models for human hair loss disorders. J Anat. 2003; 202(1): 125-31.

64. Azzi L, El-Alfy M, Martel C, Labrie F. Gender differences in mouse skin morphology and specific effects of sex steroids and dehydroepiandrosterone. J Invest Dermatol. 2005; 124(1): 22-7.

65. Chen JS, Longaker MT, Gurtner GC. Murine models of human wound healing. Methods Mol Biol. 2013; 1037: 265-74.

66. Lindblad WJ. Considerations for selecting the correct animal model for dermal wound-healing studies. J Biomater Sci Polym Ed. 2008; 19(8): 1087-96.

67. Ansell DM, Campbell L, Thomason HA, Brass A, Hardman MJ. A statistical analysis of murine incisional and excisional acute wound models. Wound Repair Regen. 2014; 22(2): 281-7.

68. Naumova AV, Modo M, Moore A, Murry CE, Frank JA. Clinical imaging in regenerative medicine. Nat Biotechnol. 2014; 32(8): 804-18.

69. Daar AS, Greenwood HL. A proposed definition of regenerative medicine. J Tissue Eng Regen Med. 2007; 1(3): 179-84.

70. Fischer UM, Harting MT, Jimenez F, Monzon-Posadas WO, Xue H, Savitz SI, et al. Pulmonary passage is a major obstacle for intravenous stem cell delivery: the pulmonary first-pass effect. Stem Cells Dev. 2009; 18(5): 683-92.

71. Harting MT, Jimenez F, Xue H, Fischer UM, Baumgartner J, Dash PK, Cox CS. Intravenous mesenchymal stem cell therapy for traumatic brain injury. J Neurosurg. 2009; 110(6): 1189-97.

72. Everaert BR, Bergwerf I, De Vocht N, Ponsaerts P, Van Der Linden A, Timmermans JP, Vrints CJ. Multimodal in vivo imaging reveals limited allograft survival, intrapulmonary cell trapping and minimal evidence for ischemia-directed BMSC homing. BMC Biotechnol. 2012; 12: 93.

73. Ramsden CM, Powner MB, Carr AJ, Smart MJ, da Cruz L, Coffey PJ. Stem cells in retinal regeneration: past, present and future. Development 2013; 140(12): 2576-85.

74. Husser O, Monmeneu JV, Bonanad C, Gomez C, Chaustre F, Nunez J, et al. Head-to-head comparison of 1 week versus 6 months CMR-derived infarct size for prediction of late events after STEMI. Int J Cardiovasc Imaging 2013; 29(7): 1499-509.

75. Kumar R, Nguyen HD, Ogren JA, Macey PM, Thompson PM, Fonarow GC, et al. Global and regional putamen volume loss in patients with heart failure. Eur J Heart Fail. 2011; 13(6): 651-5.

76. Шаманская ТВ, Осипова ЕЮ, Пурбуева ББ, Устюгов АЮ, Астрелина ТА, Яковлева МВ, Румянцев СА. Культивирование мезенхимальных стволовых клеток ex vivo в различных питательных средах (обзор литературы и собственный опыт). Онкогематология 2010; 3: 65-71.

77. Correa PL, Mesquita CT, Felix RM, Azevedo JC, Barbirato GB, Falcгo CH, et al. Assessment of intra-arterial injected autologous bone marrow mononuclear cell distribution by radioactive labeling in acute ischemic stroke. Clin Nucl Med. 2007; 32(11): 839-41.

78. Daadi MM, Li Z, Arac A, Grueter BA, Sofilos M, Malenka RC, et al. Molecular and magnetic resonance imaging of human embryonic stem cell-derived neural stem cell grafts in ischemic rat brain. Mol Ther. 2009; 17(7): 1282-91.

79. Australian Public Assessment Report for Remestemcel-L, ex vivo adult human mesenchymal stem cells. Prochymal® (Osiris). Available from: https://goo.gl/YEKuWf.

80. Assessment report. Holoclar (18 December 2014. EMA/25273/2015). Available from: https://goo.gl/ns68Yq.


Для цитирования:


Мельникова Е.В., Меркулова О.В., Чапленко А.А., Меркулов В.А. Дизайн доклинических исследований биомедицинских клеточных продуктов: особенности, ключевые принципы и требования. БИОпрепараты. Профилактика, диагностика, лечение. 2017;17(3):133-144. https://doi.org/10.30895/2221-996X-2017-17-3-133-144

For citation:


Melnikova E.V., Merkulova O.V., Chaplenko A.A., Merkulov V.A. Design of preclinical studies of biomedical cell products: characteristics, key principles and requirements. BIOpreparations. Prevention, Diagnosis, Treatment. 2017;17(3):133-144. (In Russ.) https://doi.org/10.30895/2221-996X-2017-17-3-133-144

Просмотров: 55


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2221-996X (Print)
ISSN 2619-1156 (Online)