Farmakokinetikk og biodistribusjon for nanopartikler etter lokal levering av legemidler
NTS Identifier
NTS-NO-842265 v.1, 26-04-2024
NTS National Identifier
Field will not be published.
Country
Norway
Language
en
EU Submission
Field will not be published.
Yes
Project duration expressed in months.
47
Keywords
Cellegift
Lokal administrasjon
Nanoparticles
peritoneale metastaser
Purpose(s) of the project
Translational and applied research: Human Cancer
Objectives and predicted benefits of the project
Describe the objectives of the project (for example, addressing certain scientific unknowns, or scientific or clinical needs).
Peritoneale metastaser er en samlebetegnelse på spredning av kreftceller til bukhinnen, oftest med utgangspunkt fra andre organer i og rundt buken. Kreftspredning til bukhinnen er forbundet med dårlige prognoser da det ofte oppdages seint i sykdomsforløpet. NaDeNo jobber med en teknologi for lokal levering av cellegift til bukhulen. Teknologien er basert på 10 års forskning hos SINTEF og ulike samarbeidspartnere. Teknologien representerer en tryggere og mer effektiv behandling av peritoneale metastaser. Dette oppnås ved å kapsle cellegiften cabazitaxel inn i polymeriske nanopartikler. Nanopartiklene akkumulerer i tumorvev etter lokal administrasjon, og gir lang oppholdstid av cellegift i bukhulen sammenlignet med fritt medikament (Hyldbakk et al., Nanomedicine, 48; 102656, 2023). I mus med peritoneale metastaser resulterer dette i redusert tumorvekst og økt overlevelse sammenlignet med cellegift alene.
Vi har tidligere (FOTS 24189, 25354, 18209, 28853) undersøkt ulike typer nanopartikler, deres farmakokinetikk, biodistribusjon, toksisitet og effekt. Basert på disse studiene er det valgt ut en lovende partikkelkandidat. Produksjon av disse nanopartiklene er nå under oppskalering, og det skal produseres batcher som skal brukes i GLP toksisitetsstudier i rotte i 2024, samt i kliniske studier planlagt i 2025. Et hovedmål med dette forsøket er å karakterisere denne batchen som produseres i storskala som etter hvert skal brukes i pasienter med peritoneal metastase, ved å kartlegge farmakokinetikk og biodistribusjon etter intraperitoneal administrasjon i mus. Disse dataene skal brukes i dokumentasjon til FDA.
Parallelt jobbes det videre i NaDeNo og SINTEF med å utvikle nye partikler med andre typer cellegift for andre typer kreft. Basert på in vitro screening på ulike kreftcellelinjer er det valgt ut 3-4 lovende nye partikkel kandidater som vi ønsker å karakterisere. Vi ønsker å se på farmakokinetikk og biodistribusjon av partiklene etter andre typer lokal administrasjon, for å finne ut om partiklene kan være lovende for behandling av kreft i andre hulrom.
What are the potential benefits likely to derive from this project? Explain how science could be advanced, or humans, animals or environment may ultimately benefit from the project. Where applicable, differentiate between short-term benefits (within the duration of the project) and long-term benefits (which may accrue after the project is finished).
Forventet nytteverdi er behandlingsmetoder som er tryggere og mer effektive enn eksisterende alternativer for pasienter med peritoneale metastaser eller kreft i andre hulrom hvor lokal levering kan benyttes. Utfordringen med mange slike typer kreft er at svært lite av en dose med cellegift når målet etter systemisk administrasjon. Ved lokal administrasjon vil cellegiften raskt gå ut i sirkulasjon, slik at den lokale effekten er svært begrenset. Ved å gi cellegiften i form av nanopartikler som administreres lokalt kan man oppnå en høyere lokal dose som gir både bedre effekt og mindre systemiske bivirkninger.
Predicted harms
In what procedures will the animals typically be used (for example, injections, surgical procedures)? Indicate the number and duration of these procedures.
Se mer detaljer i vedlegg. Dyrene anesteseres, veies, merkes med øreklipp, og barberes på relevant område. Noen dyr får inokulert tumorceller. Deretter administreres nanopartikler enten intravenøst, interperitonealt, subkutant, intramuskulært, oralt, transeuretralt til blære, pleuralt, intratumoralt eller vaginalt. Det tas blodprøver på gitte tidspunkt, samt at musene avbildes i heldyrskanner.
For de dyrene som skal brukes terminalt ønsker vi å trene på administrasjon til pleura og blære. Disse dyrene anesteseres før vi gjør administrasjon som beskrevet mer detaljert i vedlegget. Musen avlives deretter uten å vekkes fra anestesi.
What are the expected impacts/adverse effects on the animals, for example pain, weight loss, inactivity/reduced mobility, stress, abnormal behaviour, and the duration of those effects?
Forsøket antas å være moderat belastende grunnet:
-Anestesi ved bruk av isofluran
-Administrering av stoffer hvor stoffet kun har en mild innvirkning på dyret, og volumene er innenfor passende grenser med hensyn til dyrets størrelse og art.
-Alle injeksjoner og avlivning gjøres i anestesi.
-Cytotoksiske medikamenter/nanopartikler injiseres, men helsetilstand overvåkes nøye, og dyrene gis ekstra næring dersom de viser tegn til vekttap.
-Induksjon av tumor, men dyret avlives før tumoren forventes å ha negativ innvirkning på dyrenes helsetilstand.
What species and numbers of animals are expected to be used? What are the expected severities and the numbers of animals in each severity category (per species)?
Species
Total number
Estimated numbers per severity
Non recovery
Mild
Moderate
Severe
Mice (Mus musculus)
417
5
0
412
0
Rats (Rattus norvegicus)
40
0
0
40
0
What will happen to the animals kept alive at the end of the procedure?
Species
Estimated numbers of animals to be reused, to be returned to habitat/husbandry system or to be rehomed
Reused
Returned
Rehomed
Please provide reasons for the planned fate of the animals after the procedure.
Etter endt forsøk skal organer tas ut for analyse, og musene vil dermed avlives.
Application of the Three Rs
1. Replacement
State which non-animal alternatives are available in this field and why they cannot be used for the purposes of the project.
For å kunne velge ut de best egnede kandidatene til videre utvikling trenger vi informasjon om farmakokinetikk og biodistribusjon i mus. En slik setting er vanskelig å etterligne uten bruk av dyr. Der det er mulig benyttes in vitro forsøk som alternativ, dette er gjort for å screene et stort antall partikkel kandidater med ulike typer medikamenter på celler, for så å velge ut 3-4 lovende produkter som tas videre.
2. Reduction
Explain how the numbers of animals for this project were determined. Describe steps that have been taken to reduce the number of animals to be used, and principles used to design studies. Where applicable, describe practices that will be used throughout the project to minimise the number of animals used consistent with scientific objectives. Those practices may include e.g. pilot studies, computer modelling, sharing of tissue and reuse.
Nanopartiklene er karakterisert grundig i ulike in vitro studier, kun de mest lovende benyttes her.
Biodistribusjon av nanopartikler kan evalueres med avbildning for de medikamentene som også er fluorescerende. Her kan hvert dyr følges over tid for å redusere antall dyr som brukes. For nanopartikler med medikament som ikke er fluorescerende, skal opptaket i de ulike organene/konsentrasjon i blod måles med massespektrometri. Metoden er kvantitativ og har høy sensitivitet, og det er derfor kun nødvendig å bruke noen få dyr per gruppe og likevel få god nok statistikk til å konkludere.
3. Refinement
Give examples of the specific measures (e.g., increased monitoring, post-operative care, pain management, training of animals) to be taken, in relation to the procedures, to minimise welfare costs (harms) to the animals. Describe the mechanisms to take up emerging refinement techniques during the lifetime of the project.
Vi har tidligere erfaring (FOTS 24189) med at musene tåler partiklene godt.
Ved injeksjoner/avlivning vil dyrene være anestesert med isofluoran. Ved alle prosesser som involverer anestesi/sedasjon vil dyret ligge på oppvarmet underlag slik at kroppstemperaturen er stabil, respirasjonen overvåkes visuelt og det tilstrebes at musenes homeostase opprettholdes underveis. I tiden mellom intervensjoner vil de få oppholde seg i sine vante omgivelser med kontrollert miljø og miljøberikelse som er standard ved Avdeling for Komparativ Medisin (AKM), det vil si strø, redemateriale og skjulested samt fri tilgang på mat og vann.
Explain the choice of species and the related life stages.
Vi ønsker i utgangspunktet å bruke friske mus. For en understudie skal det induseres tumor, og ettersom cellene kommer fra Balb/c mus er denne stammen valgt.
Dersom det blir nødvendig for den understudien som ser på administrasjon til blære kan det være aktuelt å skifte til rotte for å få en større blære.
Project selected for Retrospective Assessment
Project selected for RA?
No
Deadline for RA
Reasons for retrospective assessment
Contains severe procedures
Uses non-human primates
Other reason
Explanation of the other reason for retrospective assessment
Additional fields
National field 1
Field will not be published.
National field 2
Field will not be published.
National field 3
Field will not be published.
National field 4
Field will not be published.
National field 5
Field will not be published.
Project start date
Field will not be published.
Project end date
Field will not be published.
Project approval date
Field will not be published.
ICD code 1
Field will not be published.
ICD code 2
Field will not be published.
ICD code 3
Field will not be published.
Link to the previous NTS version outside the EC system