Valutazione della tossicità dei farmaci

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1 Valutazione della tossicità dei farmaci

2 IT = IT DL50 ED50 maggiore sicurezza del farmaco

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6 Studi di tossicologia Definire la minima dose che produce effetti tossici e la massima che non induce alcun effetto, diretto od indiretto Definire la relazione tra dose terapeutica e dose tossica Individuare quale struttura cellulare, organo o sistema sia il bersaglio della tossicità Definire le caratteristiche dell effetto tossico determinato dalla molecola o dai suoi metaboliti Stabilire la reversibilità o meno degli effetti tossici osservati

7 Sperimentazione preclinica FARMACOCINETICA (Assorbimento, distribuzione, metabolismo, escrezione) TOSSICITA SUBACUTA E CRONICA STUDI TOSSICOLOGICI SULLA RIPRODUZIONE

8 Sperimentazione preclinica PROVE DI TOSSICITA Le prove di tossicità per somministrazioni ripetute, subacuta (breve termine) e cronica (lungo termine) devono mettere in evidenza - la soglia di tossicità, - le alterazioni funzionali e/o anatomo-patologiche conseguenti alla somministrazione ripetuta del farmaco - le condizioni della comparsa di alterazioni in funzione della posologia. La valutazione degli effetti tossici viene effettuata esaminando mortalità, comportamento, accrescimento, crasi ematica, prove funzionali a carico dei diversi organi (cuore, fegato, rene, milza ecc.), in base ai reperti autoptici e esami istologici.

9 Studi di tossicità acuta Somministrazione unica (acuta) del principio attivo su due o più specie di mammiferi (ratto, topo, coniglio) Due diverse vie di somministrazione (nel caso dei roditori), una delle quali identica a quella proposta nell uomo, mentre l altra deve garantire l assorbimento sistemico del farmaco

10 Studi di tossicità acuta Il periodo di osservazione deve essere adeguato a mettere in luce i danni ai tessuti e agli organi, oppure il ritorno delle condizioni dell animale alla norma; durata 14 giorni, mai inferiore a 7 giorni e può proseguire per tutto il tempo in cui persistono i segni di tossicità Le prove devono fornire dati sulla relazione dose/effetto e dose/mortalità; procedere alla valutazione quantitativa della DL50 Esame anatomo-istopatologico degli organi

11 Tossicità acuta Animali adulti Entrambi i sessi Specie animali diverse Numero minimo 5 animali Dose pilota 7 giorni osservazione Studio autoptico degli animali deceduti

12 I sintomi più comunemente descritti esperimenti di tossicità acuta sono: negli -respiratori (dispnea, apnea, cianosi, tachipnea, edema polmonare) -cardiovascolari (variazioni della frequenza, extrasistoli, variazioni dell ECG, ipotensione, ipertensione, vasocostrizione o vasodilatazione cutanea) -nevrosi (convulsioni, variazioni del tono muscolare, variazioni della motilità, sonno, analgesia, piloerezione, variazioni delle funzioni motorie superiori) -cutanei (eritema, edema, alterazioni del pelo) -gastroenterici intestinali) (vomito, diarrea, emorragie gastro-

13 TOSSICITA SUBACUTA Prove di tossicità subacuta (30 e 90 giorni). Le sperimentazioni vengono effettuate: somministrando tre dosi a gruppi diversi di animali (nel caso dei roditori, 20 animali per gruppo, di cui 10 maschi e 10 femmine utilizzando due specie di mammiferi (ratto, cane, maiale) di cui una di roditori

14 TOSSICITA SUBACUTA Tre livelli di dose: La più elevata deve far comparire effetti tossici d organo o mortalità in non più del 10% degli animali; La minore permette di fissare il margine di tolleranza (effetto farmacologico); La intermedia è la media fra la dose maggiore e la minore;

15 Tossicità subcronica Animali adulti Entrambi i sessi Specie animali diverse Numero minimo 10 animali 3 livelli di dose (dose più alta non deve dare più del 10% di mortalità) Conoscere emivita sostanza (bioaccumulazione)

16 Controlli tossicità subcronica -Esame delle urine (chetonuria, porfirinuria, emoglobinuria, ematuria, glicosuria, pressione osmotica, cristalli, cellule di sfaldamento, ph). -Chimica clinica (livelli plasmatici di bilirubina, creatina e creatinina, colinesterasi, acidi grassi, colesterolo, LDLP e HDLP, glicemia, azotemia, elettroliti, acido urico, proteine totali e frazionate, immunoglobuline, marcatori enzimatici di funzioni di organo (creatin-fosfochinasi, colinesterasi, lattico deidrogenasi, fosfatasi alcaline ed acide, transaminasi, amilasi). -Ematologia ematocrito, emoglobina, conte di GR e GB, con eventuale formula leucocitaria, piastrine, misure di coagulazione.

17 Tossicità cronica Studi di tossicità cronica (3-12 mesi) Tre livelli di dose: La maggiore deve dare segni di tossicità La minore ben tollerata e se possibile, da 2 a 10 volte superiore a quella giornaliera prevista per l uso terapeutico, La intermedia sia la minima dose in grado di indurre il primo chiaro effetto tossico.

18 Tossicità riproduttiva Fertilità Morte fetale Malformazioni

19 Esame della funzione riproduttiva Deve mettere in rilievo su due specie animali (ratti e conigli): Modifiche della fertilità o procreazione anormale dovuta a danni dei gameti maschili e/o femminili Interferenza con le fasi di pre-impianto e impianto del feto e del suo sviluppo Effetti tossici sull embrione Effetti tossici sul feto

20 Studi di fertilità: (somministrazione durante e dopo accoppiamento) valutazione nel maschio e nella femmina, della funzione riproduttiva (funzionalità delle gonadi, ciclo estrale, comportamento di accoppiamento, indici di fertilità, analisi dei primi stadi della gestazione); Studi di teratogenesi: somministrazione alla madre durante il periodo dell organogenesi per determinare embriotossicità e capacità di indurre malformazioni scheletriche, di organi ed apparati; Studi di tossicità peri- e post-natale: per valutare effetti durante ultimo trimestre di gravidanza e lattazione. Studio di sviluppo fetale tardivo, allattamento, svezzamento.

21 FASE I pre-impianto. 14 giorni somministrazione (coprire ovulazione). Morte fetale e aborto. FASE II organogenesi. Dal 6^ al 15^ giorno dopo la fecondazione (topo), dal 6^ al 18^ giorno dopo la fecondazione (coniglio). Malformazioni. FASE III embrionale e neonatale. Ultimo quarto della gravidanza e allattamento. Ritardo crescita, deficits funzionali.

22 Studi tossicità in F1 Pubertà Inizia il trattamento che prosegue per 100 giorni Accoppiamento e produzione della prima nidiata (F1) Dopo 50 giorni inizia il trattamento degli F1 che prosegue per 120 giorni. Si accoppiano gli F1 producendo gli F2 Svezzamento degli F2, conta, misura del peso, uccisione, necroscopia e istopatologia

23 PROVE DI MUTAGENESI Test in vitro e in vivo, per valutare: Induzione mutazioni geniche, danni cromosomici e/o genomici, danni primari al DNA. Completano studi teratogenesi. di cancerogenesi e di ICH (Inter. Conf. Harmonisation) fissa i termini delle prove di mutagenesi, garantendo che ogni composto sia esaminato in accordo con gli specifici razionali scientifici.

24 Test di mutagenesi CEE (GU NC 238 del 5 novembre 1984) stabilisce che i test comprendano: Un test di mutazione genica sui batteri Un test di mutazione genica in un sistema eucariotico in presenza o meno di induttori del metabolismo Un test di aberrazioni cromosomiche in colture di cellule di mammifero Un test in vivo di danno genetico (i più convalidati sono quelli a livello cromosomico, come il Mouse Spot Test)

25 Studi di cancerogenicità Registrano incidenza di tumori (tessuti specifici) e/o maligni e periodo di latenza prima della manifestazione. Due specie animali (preferito ratto) Somministrazione per la stessa via proposta per l uomo Documentazione assorbimento Somministrazioni giornaliere Gruppi sperimentali di almeno 100 animali (50 maschi e 50 femmine), uno per ogni livello di dose Almeno tre dosaggi

26 Dosi per studi di cancerogenicità dose massima deve esercitare almeno un minimo effetto tossico oppure una tossicità minima a livello di organo bersaglio dose minima deve essere pari al doppio o al triplo della dose terapeutica massima per l uomo o della dose che produce un effetto farmacologico nell animale dose intermedia è la media geometrica fra la dose massima e la dose minima Periodo da 18 mesi (topo, criceto) ai 24 mesi (ratto)

27 Obiettivi degli studi di cancerogenicità Identificare capacità di indurre tumori nell animale e possibile rischio per l uomo Sono richieste per nuove molecole ma particolarmente, per quelle appartenenti a determinate categorie: molecole di una classe chimica che ha già dimostrato effetti cancerogeni rilevanti anche per l uomo; relazione struttura cancerogeno; attività che suggerisce un rischio evidenza di lesioni neoplastiche negli studi di tossicità ripetuta; ritenzione a lungo termine della molecola o suoi metaboliti, in determinati organi; evidenze di positività nei test di mutagenesi.

28 Frequenza nei controlli (%) N Frequenza nei trattati (%) Dimensioni del campione sperimentale richieste per ottenere differenze significative (P<0.05) nella frequenza di tumori nel gruppo dei trattati rispetto a controlli con varie frequenze di tumori spontanei.

29 Studi di tollerabilità locale: sono richiesti prima della sperimentazione clinica se, la via di somministrazione topica è rilevante per l impiego nell uomo o se si ritiene che la via endovenosa possa determinare lesioni Prove di immunogenicità: sono effettuate per valutare la capacità immunogenica e allergizzante di un farmaco, oltre alla sua eventuale interferenza con il sistema immunitario Prove di pediatria: se si prevede utilizzo in bambini, può essere necessario eseguire studi in ratti neonati. Normalmente, si preferisce avviare studi pediatrici, solo se in possesso di consistenti risultati nell adulto e in presenza dei test completi di tossicità della riproduzione, mutagenesi e tossicità ripetuta