Dosages de libération de cytokines in vitro : existe-t-il une période de calme après la tempête ? | Publication sur les DLC I

Qu'est-ce qu'un choc cytokinique ? 

Le syndrome de libération des cytokines (SLC), aussi appelé choc cytokinique, est une réponse inflammatoire systémique due à des complications d'une maladie, d'une infection ou d'un effet secondaire de la thérapie biologique. Les symptômes cliniques du choc cytokinique sont une libération massive d'un cocktail puissant de cytokines pro-inflammatoires dans le système circulatoire général, à l'origine de dommages graves de différents organes, voire de leur défaillance, pouvant entraîner la mort. C'est un effet secondaire immuno-toxicologique extrêmement indésirable dans le développement de médicaments.

L'un des cas les mieux documentés de SLC est l'essai clinique du TGN1412, mené en 2006. Cette thérapie d'anticorps monoclonaux ciblant le récepteur de CD28 avait été conçue pour traiter les maladies autoimmunes et cancers hématologiques. Lors des tests de sécurité précliniques, les résultats d'étude n'ont montré aucune réaction indésirable grave, même à des dosages ~500x la dose sûre en essai clinique. Ces résultats n'ont pas été confirmés lors de l'essai clinique. Tous les sujets s'étant vu administrer du TGN1412 ont connu une réaction liée à la perfusion, à l'origine d'un choc cytokinique.  En conséquence, on met désormais moins l'accent sur les modèles animaux pour identifier et faire ressortir le risque potentiel lié au dosage des nouvelles molécules biologiques. L'essai du TGN1412 n'est pas un incident isolé. D'autres molécules thérapeutiques autorisées comme le blinatumomab, le trastuzumab, l'alemtuzumab, le muromonab et les cellules CAR-T ont montré des taux similaires (mais inférieurs) de SLC suite à la perfusion.


« Lorsqu'il y a des signes d'activation cellulaire, des études in vitro devraient être entreprises[GJ1] pour déterminer si le médicament à l'essai a le potentiel d'induire des effets toxiques en clinique, indépendamment des résultats négatifs des études toxicologiques précliniques. » – FDA


Qu'est ce qu'un dosage de libération des cytokines (DLC) et comment fonctionne-t-il ?

Les dosages de libération des cytokines (DLC) sont une évaluation in vitro qui utilise les cellules immunitaires prélevées chez les sujets sains. Les dosages sont conçus pour détecter si des préparations de sang total ou de lymphocytes, dosées avec un essai thérapeutique, peuvent induire un choc cytokinique. Les réponses obtenues sont directement comparées à des molécules thérapeutiques positives et négatives connues aux mécanismes d'action semblables ou connus.  Les échantillons de surnageant sont récupérés et stockés après incubation avec la molécule.  Pour tous les formats de dosage, les cytokines faisant l'objet d'une évaluation de routine (IL-2, IL-6, IL-6, IL-10, IFNγ et TNFα) sont analysées en utilisant la technologie multiplex à réseau de cytokines humaines. 

Il existe quatre méthodes principales d'évaluation du SLC in vitro : le sang total, les cellules mononucléaires du sang périphérique (PMBC), les PMBC à haute densité et la coculture des PMBC et des cellules endothéliales (BOEC). Le tableau 1 détaille les systèmes de dosage, la réticulation des cibles et la solution/phase de présentation thérapeutique. Les différents systèmes de dosages seront approfondis dans un article de blog ultérieur.

Quand les DLC sont-ils nécessaires ?

Dans l'exemple du TGN1412, le médicament biologique était un anticorps monoclonal ; cependant, toute petite molécule ou médicament biologique qui a le potentiel d'interagir avec le système immunitaire devrait être testé. Les produits ciblant les récepteurs membranaires pourraient présenter un risque spécifique de favoriser la libération de cytokines.

L'immunothérapie contre le cancer est un domaine de plus en plus populaire dans le développement de médicaments : bon nombre des traitements ciblent également les récepteurs membranaires qui modulent la fonction immunitaire, et devraient donc faire l'objet d'un DLC.

Que recommandent les consignes réglementaires pour les DLC ?

Les régulateurs ont remis en question la valeur prédictive des stratégies d'essais précliniques lorsque de nouveaux produits thérapeutiques biologiques sont évalués. C'est pourquoi la réalisation de DLC in vitro est devenue une attente réglementaire, pour éliminer ce risque lié aux molécules thérapeutiques biologiques.

Selon les consignes de la FDA à l'intention du secteur, Immunogenicity Assessment for Therapeutic Protein Products (Évaluation de l'immunogénicité des produits protéiques thérapeutiques), « lorsqu'il y a des signes d'activation cellulaire, des études in vitro doivent être entreprises[GJ1] pour déterminer si le produit thérapeutique à l'essai a le potentiel de provoquer des effets toxiques en clinique, indépendamment des résultats négatifs des études toxicologiques pré-cliniques ».

Covance propose des dosages de PBMC, de sang total (liquide et humide, et immobilisé à sec) et de PBMC à haute densité comme standard et autres services in vitro pour compléter les programmes de développement préclinique et clinique.  

Lire l'article II sur les DLC – Affronter le choc : différents types de dosages de libération de cytokines.

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