Le développement de médicaments est un processus long et complexe qui commence par la découverte et se termine, en cas de succès, par l’autorisation de mise sur le marché par le gouvernement. Chaque étape du processus de développement des médicaments, détaillé ci-dessous, poursuit des objectifs spécifiques, avec le but de sélectionner les résultats de recherche et les candidats susceptibles de déboucher sur une substance médicamenteuse agréée.

Nous discuterons ici des objectifs et des techniques spécifiques utilisées lors de chaque étape de développement d’un anticorps médicamenteux.

La phase de découverte couvre la découverte précoce et la découverte tardive. L’objectif principal des étapes de découverte est d’éliminer toute séquence qui présente des performances non recherchées, en tenant compte des instabilités chimiques et de la liaison à la cible. La découverte commence par l’établissement d’un large panel d’anticorps, de quelques centaines à quelques milliers, et consiste ensuite à le réduire à quelques dizaines. Pour réduire ce panel, une sélection informatique (« in silico ») est fréquemment utilisée comme outil principal, car il est extrêmement rare de disposer d’échantillons à cette étape. La sélection « in silico » utilise des simulations informatiques ou des outils de sélection virtuels pour établir des prévisions concernant le comportement de différentes molécules.¹ La séquence est analysée afin de minimiser le risque de zones à risques qui pourraient interférer avec la capacité de développement ultérieure. Une fois le panel réduit, la liaison à l’antigène est caractérisée en s’assurant que l’anticorps se lie à la cible identifiée, et que la puissance désirée est également atteinte, avec de nouveau l’objectif principal de réduire le nombre d’anticorps à étudier.

À ce stade, le nombre d’anticorps a été réduit à quelques dizaines au cours du processus de sélection. Au cours de la pré-formulation, il est important de s’assurer que des tests soient menés dans des conditions stables, ce qui signifie qu’il pourra être nécessaire de sélectionner un tampon spécifique. Il faut garder à l’esprit que ce tampon sera probablement différent de celui utilisé dans la formulation finale. Il est important de caractériser parfaitement les anticorps restants, en commençant par des études de validation de la liaison réalisées au cours des étapes initiales par titration calorimétrique isotherme (ITC).

L’ITC est une méthode sans marquage ni immobilisation qui permet de caractériser les interactions de liaison. Cette technique apporte de nombreuses informations non seulement sur une l’existence éventuelle d’une liaison, mais également sur les forces sous-jacentes à cette interaction. Pour toute substance thérapeutique, il est important de comprendre parfaitement comment elle interagit avec la cible, notamment sa spécificité, c’est-à-dire dans quelle mesure l’agent thérapeutique est spécifique de la cible. Assurer une spécificité élevée diminuera le risque que l’agent thérapeutique entraîne des effets secondaires provoqués par une liaison hors cible. Les autres qualités importantes devant être caractérisées à cette étape sont la stabilité conformationnelle, la stabilité colloïdale, la puissance et la stabilité dans le plasma. Ces informations seront utilisées globalement pour éliminer tous les anticorps non conformes.³

La phase de sélection des candidats porte sur l’évaluation des anticorps les plus prometteurs quant à une utilisation thérapeutique. Les techniques utilisées dans cette section nécessitent des concentrations couvrant un large intervalle jusqu’à 100 mg/ml, au cours desquelles des informations similaires seront collectées, notamment la stabilité conformationnelle et la stabilité colloïdale. Cependant, cette étape nécessite des données à résolution plus élevée. La stabilité conformationnelle sera évaluée en caractérisant les températures T_onset et T_M grâce à la calorimétrie différentielle à balayage (DSC).

La nano-DSC automatisée permet aux chercheurs de caractériser la stabilité à cycles thermiques courts de leurs échantillons, sans utiliser de marquage ou de colorant, ce qui simplifie les flux de travail et réduit les erreurs dans le développement biopharmaceutique.² Au cours d’une seule expérimentation, les chercheurs peuvent déterminer la température de fusion, l’enthalpie et les changements de capacité calorifique, ce qui leur permet de calculer l’énergie libre afin de prendre une décision éclairée sur la formulation la plus stable.² Cette détermination efficace facilite le processus de sélection des candidats. En outre, la caractérisation physicochimique, le rapport des propriétés pharmacocinétiques/pharmacodynamiques (PC/PD) in vivo et l’évaluation des excipients seront également réalisés.

Lorsqu’un ou deux anticorps ont été sélectionnés, la recherche se concentre sur l’optimisation de la formulation finale pour commencer les essais chez l’homme. La stabilité conformationnelle reste une caractéristique essentielle à mesurer et à surveiller pendant tout ce processus de formulation. Une série de formulations sont créées en variant le pH, les sels, les sucres et les surfactants. Chaque combinaison est susceptible de modifier la stabilité conformationnelle, c’est pourquoi il est essentiel de mesurer la stabilité. Contrairement à certaines des autres étapes, il est important de réaliser les tests sur le dosage final de l’anticorps, qui peut atteindre 200+ mg/ml. La technique la plus intéressante pour tester la stabilité est la DSC, qui apporte des mesures de stabilité précises afin de comparer les différentes formulations et déterminer celles qui présentent le potentiel de développement le plus élevé.²

Un autre domaine essentiel à prendre en compte pendant la formulation et/ou le processus de formulation commerciale est le mode d’administration. Le mode d’administration influencera le dosage final et la forme finale du produit, liquide ou lyophilisée. Les deux méthodes d’administration les plus fréquentes des formulations médicamenteuses d’anticorps sont les injections sous-cutanées de liquide stable ou les solutions lyophilisées et reconstituées pour une perfusion intraveineuse.⁴ Si la formulation est lyophilisée pour améliorer sa durée de conservation, les conditions dans lesquelles effectuer cette lyophilisation peuvent être mieux comprises en déterminant la température de transition vitreuse ou la température d’effondrement (de collapse).⁵ Au cours de l’étape de séchage initiale, il est essentiel de concevoir une rampe de températures qui restent inférieures à cette température afin d’éviter l’effondrement ou la rétraction de la structure. La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) est l’outil de référence privilégié pour comprendre ces informations.

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