Desarrollo pre-clínico y clínic de aplicaciones de nanomedicina By Justin Barry

1. Nanotecnología
Desarrollo
pre-­‐clínico
y
clínico
de
aplicaciones
de
nanomedicina
ExpoQuimia
-­‐
Barcelona
16
Noviembre,
2011
Justin
Barry
QP
CEO
Midatech
Biogune
S.L.
1

2. Nanotecnología
–
Los
retos
• Una
nanopartícula
es
cualquier
partícula
con
dos
de
sus
tres
dimensiones
<
100
nm.
• Es
decir,
prácticamente
todas.
• Cada
uno
con
sus
características
particulares
– Nanopartículas
“a
secas”
– Liposomas
– Puntos
Quánticos
– Dendrimeros
– Anticuerpos
monoclonales
– Nanotubos
– Fullerenos
– Nanofilamentos
– Nano-­‐películas
2
– Etc.
Etc.
Etc.

3. El
Tamaño
SI
importa
CUATRO
CAMPOS
PRINCIPALES
• Nuevas
formulaciones
de
drogas
y
entrega
de
fármacos
• Implantes
y
recubrimientos
Biocompatibles
• Medicina
Regenerativa
• Diagnóstica
Una partícula se
relaciona a un futbol
de la misma manera
que un futbol al
mundo entero
100,000 se esconden
detrás du un pelo
3

4. Tamaño
y
Potencial
Zeta:
Factores
críticas
La partícula básica de Midatech tiene un diámetro de entre 1.6 y 2.3 nm y un potencial Zeta
cerca de 0. Esto reduce considerablemente el riesgo de acoplamiento no-específico y mejora
la especificidad
Fenestraciones de la pared del
sistema linfático: < 20 nm Partículas con diámetro mayor que 5 nm
no pasan la filtración renal y se acumulan
en el riñón.
Las NP de Midatech cumplen con este
criterio crítico
Fenestraciones del las paredes
capilares < 10nm
Fenestraciones del
Hígado >100nm
4

5. Nanotecnología
–
Los
retos
regulatorios
• Barreras
Reales
– No
hay
métodos
estandarizados
para
su
caracterización
– Cada
nanopartícula
es
única
– Cada
aplicación
es
única
– No
hay
normas
establecidas
para
su
manufactura
– No
hay
métodos
de
control
de
calidad
bien
establecidos
– EE.UU
=
NCL
frente
EUROPA
=
????
• Barreras
Políticas
y
Percibidas
– Plataforma
nueva
– Malas
relaciones
públicas
– La
Comunidad
Europea
no
es
tan
“comunidad”
– Quien
va
a
ser
“El
Primero”
– Información
conflictiva
en
la
literatura:
Los
“Son
Fenomenales”
frente
“Son
lo
Peor”
5

6.
MIDATECH
LTD.
Midatech
Ltd.
es
pionero
en
el
diseño,
desarrollo,
síntesis
y
manufactura
de
nanomedicinas,
basadas
en
su
método
patentado
de
creación
de
nanopartículas
de
oro
funcionalizadas,
auto-­‐ensambladas
y
biocompatibles.
Núcleo
de
Oro:
LINKER
1.6
a
1.8
nm
OH OH
OH HO
OH
HO
HO OH
OH HO
HO HO OH
HO
OH
O OH O OH
HO
OH
HO OH O
HOHO OH O
O O OH O
O
O O
OH OH HO
O OH
OH O
HOHO O OH
O S S
O S S
OH S
S O HO HO
OH O OH
O S
O S OH
Corona
HO OH O
HO HO
S
S HO
O S O
OH O
OH O OH
O S OH
HO HO
Capa
de
HO O O
HO S
OH OH O OH
O S OH
HO HO
pasificación
O
HO S HO OH
OH OH
OH S O
O O
HO
O S
HO S HO
HO OH S OH
O
OH
O O S O
OH
S HO HO
OH O
S
O S
HOHO O O OH
S
OH S S S O HO OH
S HO
OH O
O O O
OH
HOHO O
HO O O OH OH
OH O HO
O OH O
OH O OH O OH O
HO
OH HO OH
HO
HO OH
HO OH
HO HO
OH HO OH
OH
OH OH
Diámetro
aprox.
4
a
5
nm
6

7.
MIDATECH
BIOGUNE
S.A.
Parque
Tecnológico
de
Vizcaya,
Bilbao
Construido
2006/2007
Propósito:
• I+D
y
Transferencia
de
tecnología
• Manufactura
Clínica
en
condiciones
cGMP
Licenciado
• AEMPS
para
IMP
Marzo
2011

8. NANOPARTÍCULAS
CLÍNICAS
Dos
salas
blancas
validadas,
con
acceso
controlado
mediante
vestuario
de
tres
vías.
Salas
con
presión
positiva
vía
filtros
HEPA.
Sala
1
para
manufactura
de
las
Sala
2
para
la
purificación
y
envase
nanopartículas,
empleando
un
reactor
Syrris
final.
Manejo
final
dentro
de
Cabinas
de
capacidad
de
entre
50
ml
y
2
litros
de
Flujo
Laminar

9. FABRICACIÓN
Preparación
de
las
nanopartículas

10. Proyectos Actuales
Construcción
de
una
nanopartícula
multivalente
para
el
tratamiento
de
tuberculosis
La
habilidad
de
crear
nanopartículas
multivalentes
permite
el
potencial
tratamiento
de
enfermedades
sistémicamente
complejas.
10

11. Proyectos Actuales
Destrucción
de
células
por
histéresis
mediado
por
nanopartículas
Mediante
la
presencia
de
nanopartículas
expuestos
a
un
campo
magnético
oscilante
se
aumenta
la
temperatura
interna
de
una
célula
al
punto
de
provocar
apoptosis.
Sección
de
hígado
de
ratón
teñido
para
mostrar
apoptosis
celular
(naranja)
11

12. Proyectos Actuales
Entrega
funcional
de
siRNA
terapéutica
12

13. Proyectos Actuales
Entrega
funcional
de
siRNA
terapéutica
13

14. Proyectos Actuales
Entrega
de
Fármacos
-­‐
Oncología:
Tratamiento
basado
en
nanopartículas
con
ácido
fólico
y
Carbo-­‐
o
Cis-­‐Platin.
Objetivo:
Tratamiento
de
tumores
con
sobre-­‐expresión
de
receptores
de
ácido
fólico
Modelo
Cáncer
de
Ovario
Hitos
Se
ha
acoplado
cisplatino
y
carboplatino
Obtención
de
citotoxicidad
Retos
Mejorar
composición
de
la
nanopartícula
e
incorporar
ácido
fólico
Empezar
con
modelos
tumorales
en
vivo

15. INSULINA
ORAL
Desarrollo
Clínico
para
Suministro
Transbucal
de
Insulina
15

16.
Convertiendo
Péptidos
en
“proteínas
globulares”
Insulina
Corona
de
carbohidratos
Nucleo
de
Oro
~6.0nm
~200
Unidades
de
Insulina
/
mg
Au
Stoichiometría:
22
moléculas
de
insulina
monomérica
/
NP
de
Oro
“Proteína
globular”
de
insulina
16

17. MSRx
Bi-­‐Layer
PharmFilm®
AuGNP inner stripe/layer
!
Mucoadhesive outer backing layer
17

18. Pasos
hacía
la
Clínica
I+D
• Desarrollo
del
concepto
-­‐
Midatech
• Diseño
de
la
nanopartícula
-­‐
Midatech
• Diseño
de
la
tira
polimérica
-­‐
MonosolRx
I+D
• Pruebas
Pre-­‐clínicas
§ En
vivo:
o Ratones
-­‐
Bioactividad,
Respuesta
dosis
o Mini-­‐Cerdos
Pk
/
Pd
o Monos
Rhesus
Pk
+
Biodisponibilidad
§ En
vitro:
o Citotoxicidad
o Genotoxicidad
-­‐
AMES
Test

19. Pasos
hacía
la
Clínica
• Toxicología
aguda
en
ratas
– Dosis
oral
a
12
mg/kg
CERO
TOXICIDAD
– Dosis
IV
e
IP
a
3
mg/kg
CERO
TOXICIDAD
• Toxicología
28
días
0.3
mg/kg/día
en
ratas
CERO
TOXICIDAD
• Toxicología
28
días
0.3
mg/kg/día
en
perros
CERO
TOXICIDAD
• 28
días
tolerabilidad
local
en
perros
CERO
TOXICIDAD
• Genotoxicidad:
– Ames
test
(OECD
protocolo
471)
CERO
TOXICIDAD
– En
vivo
micronucleus
test
en
ratas
(IP,
3mg/kg)
CERO
TOXICIDAD

20. Elución
de
PharmFilm®
GNP-­‐Insulina
en
Ratones
Diabéticos
(STZ)
Resultados:
•
Conservación
de
bioactividad
durante
la
fabricación
•
Estabilidad
de
insulina
prolongada
en
PharmFilm®
Dose Response to Transdiaghram GNP-Insulin
eluted from PharmFilm Human insulin levels in STZ Mice GNP-insulin eluted from PharmFilm
100
90
90
80
80 2.50U/Kg
70 0.83U/Kg
70
2.50IU/Kg 0.28U/Kg
60
60 0.83IU/Kg 0.09U/Kg
Insulin µU/ml
% t=0 value
0.28IU/Kg -ve control
50 50
0.09IU/Kg
water control 40
40
30 30
20 20
10
10
0
0 100 200 300 400 500 0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
Time in minutes
Time min
20

21.
Insulina
Transbuccal
en
Mini-­‐Cerdos
Göttingen:
Resultados
Iniciales
Experimento
realizado
en
mini-­‐cerdos
normales
8
animales,
diseño
cruzado
12 HOURS 2 HOURS 10 MINS 180 MINS
SAMPLING
FASTING
ANESTHESIA
INSULIN
GLUCOSE
21

22. Resultados
–
Disminución
de
Glucosa
en
sangre
K=1.42±0.12 min -1 K=9.1±3.87 min -1
Figure 49
300 Figure 50
0.33gm/kg Control 350
PD iv NP-insulin
250
300
Model ExpDec2
Equation y = A1*exp(-x/t1
Model ExpDec2 ) + A2*exp(-x/t2)
200 Equation y = A1*exp(-x/t1 250 + y0
iv
) + A2*exp(-x/t2)
Reduced Chi-Sq 2.23046
C
+ y0
r
Glucose (mg/dl)
Glucose (mg/dl)
Reduced Chi-Sq 0.01373 Adj. R-Square 0.97751
r 200 Value Standard Error
Adj. R-Square 0.99961
150 Value Standard Error
Mean y0 -9.03174 5.80146
Mean A1 100.46373 114.26465
Mean y0 4.14979 1.78868
Mean A1 77.02619 3.26157
150 Mean t1 2.85215 4.00514
Mean A2 213.29445 117.04973
Mean t1 3.79271 0.2922
Mean t2 13.1496 5.60539
100 Mean A2 161.08161 2.27154
Mean t2 58.25036 2.46546 100
n=8
50 50
0 Fasting Glucose
0
-50
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Time (min) Time (min)
K=1.78±0.23 min -1 K=16.97±2.30 min -1
Figure 51 Figure 52
300
PD sc NovoRapid PD TB NP-insulin
250
Model ExpDec2
Equation y = A1*exp(-x/t1
250
200 ) + A2*exp(-x/t2)
Model ExpDec2
+ y0
Equation y = A1*exp(-x/t1
Reduced Chi-Sq 0.00775
) + A2*exp(-x/t2)
r
200 + y0
150 Adj. R-Square 0.99986
Reduced Chi-Sq 0.17576
sc tb
Value Standard Error r
Glucose (mg/dl)
Glucose (mg/dl)
Mean y0 -53.88512 1.54975 Adj. R-Square 0.99615
Mean A1 215.73368 1.91572 Value Standard Error
100 Mean
Mean
t1
A2
55.66963
72.18441
1.50032
2.4652
150 Mean y0 2.74236 11.42768
Mean A1 115.04269 8.13575
Mean t2 3.32109 0.18703 Mean t1 76.89079 19.06562
Mean A2 134.26094 9.93235
50 100
Mean t2 5.8969 0.80107
Fasting Glucose
0
50
-50
n=8 0 n=8 Fasting Glucose
-100
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Time (min) Time (min)
22

23. Resumen
de
Prueba
de
Concepto
pre-­‐clínica
con
Insulina
PharmFilm®
• En
mini
cerdos
sanos:
• PK
Rápido:
Cmax
a
6
min
• Insulina
TB
muestra
disminución
rápida
de
glucosa
en
sangre
• 22%
Biodisponibilidad
• No
hay
evidencia
de
hipoglucemia
• En
monos
Rhesus
diabeticos
–
Tipo
2:
• PK
similar:
Cmax
at
10
min
• Potencial
de
bajar
el
nivel
de
Glucosa
hasta
30%
de
la
eficacia
de
NovoRapid®
sc
23

24. Pasos
hacía
la
Clínica
Regulatorio
• Inspección
y
Licenciatura
AEMPS
Midatech
Biogune
como
fabricante
de
Medicamentos
en
Fase
de
Desarrollo
(IMP)
• Preparación
del
IB
(Investigator
Brochure)
• Preparación
del
Dossier
IMPD
(Investigational
Medicinal
Product
Dossier)
• Presentación
al
Comité
Ético
§ Aprobación
• Presentación
a
la
autoridad
regulatoria
(Swissmedic)
§ Ciclo
de
preguntas
/
Respuestas
§ Aprobación...................?

25. Prueba
Clínica
Fase
1
en
Voluntarios
• Primer
estudio
en
seres
humanos:
Evaluación
de
la
seguridad
de
una
formulación
de
insulina
no
inyectada,
consistiendo
en
insulina
humana
recombinante
acoplada
a
nanopartículas
y
difundida
en
tiras
de
polímero
solubles
adheridas
a
la
mucosa
buccal.
• Objetivo:
Control
pre
o
post-­‐prandial
de
niveles
de
glucosa
• Mono-­‐dosis
en
concentraciones
escaladas,
doble
ciego
y
placebo
en
27
voluntarios
• Control
de
niveles
de
glucosa
en
sangre
mediante
EU
Glucose
Clamp
25

26. APROBACIÓN
ü Prueba
Clínica
aprobada
por
Swissmedic
11
Noviembre
2011
ü Primera
Prueba
Clínica
en
Europa
en
seres
humanos
con
nanopartículas
de
núcleo
de
oro
funcionalizadas
y
de
dimensión
reducida
26

27. MUCHAS
GRACIAS
Justin
Barry
BSc
Hons
MIBiol
MSB
QP
Eur.
CEO
Midatech
Biogune
S.L.
Contacto:
barry@midatech.eu
+34
94
403
4020
Corporate:
Prof.
T.
Rademacher
CEO
/
Chairman
Midatech
Group
Storme
Thornicroft
Corporate
Affairs
Midatech
Group
s.thornicroft@midatechgroup.com
+44
1235
528022
27