Commento del settore HKeyBio

Topi umanizzati o modelli NHP: come scegliere?

Domande e risposte su HKeyBio 51 | Selezione di modelli attorno alle prove necessarie

Pubblicato originariamente in cinese l'8 settembre 2026. Questo commento riflette le informazioni disponibili all'8 settembre 2026.

Q1. Se un candidato non si lega al bersaglio del topo, dovremmo scegliere topi umanizzati o NHP?

A1. Scegliere in base alle prove mancanti nella decisione attuale, piuttosto che in base a una gerarchia di modelli.

I topi umanizzati affrontano principalmente i meccanismi di efficacia e l'eterogeneità dei pazienti nel contesto di bersagli umani o cellule immunitarie umane. I modelli di primati non umani (NHP) riguardano principalmente l’esposizione sistemica, la distribuzione dei tessuti, la farmacodinamica sistemica (PD) e la sicurezza in una specie farmacologicamente rilevante. I due possono completarsi a vicenda, ma non sono intercambiabili in diversi contesti critici.

Q2. Il candidato può coinvolgere il bersaglio umano e alterare uno specifico circuito immunitario umano?

A2. Dare la priorità a un modello murino umanizzato abbinato al meccanismo, come un modello di cellule staminali emopoietiche (HSC), un modello di cellule mononucleate del sangue periferico (PBMC) o un modello che incorpora tessuto umano o un bersaglio umano. La chiave non è semplicemente la presenza di cellule umane: le cellule bersaglio, il sito del tessuto, la fonte del donatore e il metodo di induzione della malattia devono supportare il meccanismo da misurare. Anche le differenze tra i modelli umanizzati contano.

I modelli Hu-PBMC possono essere stabiliti in tempi relativamente brevi e supportano prevalentemente le risposte immunitarie periferiche mature, in particolare le risposte delle cellule T. Tuttavia, la malattia xenogenica del trapianto contro l’ospite (xeno-GVHD) può limitare la finestra sperimentale, rendendo questi modelli inadatti per alcuni studi di efficacia o sicurezza a lungo termine.

I modelli Hu-HSC possono generare cellule T, cellule B e alcune cellule mieloidi. La ricostituzione del mieloide umano, il supporto delle citochine, la maturazione immunitaria e la restrizione dell'antigene leucocitario umano (HLA) dipendono tuttavia dal ceppo ospite e dal metodo di umanizzazione. I modelli Hu-BLT (midollo osseo-fegato-timo) incorporano tessuti di fegato e timo umani insieme a HSC, fornendo un ambiente di sviluppo delle cellule T con restrizione HLA umana. La loro costruzione è più complessa, con ulteriori vincoli che riguardano l’approvvigionamento dei tessuti, la riproducibilità e le tempistiche di studio.

 Figura 1. Costruzione di modelli murini Hu-PBMC/PBL, Hu-HSC e Hu-BLT. PBMC, cellula mononucleare del sangue periferico; PBL, linfociti del sangue periferico. Riprodotto da Chen et al. [1], Figura 2, sotto CC BY. © 2022 Chen et al.

Q3. Può una specie rilevante stabilire una relazione esposizione-risposta che influenzi la selezione della dose, la farmacocinetica/farmacodinamica e la tossicologia sistemica?

A3. Valutare la rilevanza delle specie NHP attraverso il legame, l'attività funzionale, i profili di espressione, la reattività crociata, la farmacocinetica (PK) e il rischio di immunogenicità. Ove necessario, includere l'occupazione dei recettori, la distribuzione nei tessuti e gli effetti degli anticorpi anti-farmaco (ADA) o dell'immunogenicità sull'interpretazione. L'uso di NHP è scientificamente giustificato quando la specie ha sufficiente target e rilevanza farmacologica funzionale per il candidato e la domanda di studio richiede una fisiologia sistemica intatta.

Q4. I topi umanizzati o i modelli NHP possono stabilire direttamente la sicurezza clinica?

A4. Nessuno dei due può rispondere a questa domanda in modo indipendente.

Le prove di sicurezza dovrebbero integrare studi su tessuti o cellule umani in vitro, rilevanza per le specie, modelli in vivo, esposizione e conoscenza esistente del meccanismo o della classe terapeutica. Questo è un quadro scientifico per combinare le prove; ciò non significa che ogni programma debba seguire lo stesso pacchetto di studi sugli animali. Per i prodotti farmaceutici derivati ​​dalla biotecnologia, la selezione delle specie normative e il pacchetto non clinico dovrebbero essere considerati alla luce dell'ICH S6(R1), delle caratteristiche del candidato e della fase di sviluppo. [2]

Tabella 1. Topi umanizzati e NHP: punti di forza complementari e limiti delle prove.

Q5. Quando i topi umanizzati e gli NHP non potranno sostituirsi a vicenda?

A5. Cinque situazioni illustrano perché la selezione del modello deve seguire la domanda e il meccanismo.

1. Il candidato lega il target umano ma non la controparte NHP

Se il candidato si lega al bersaglio umano ma non alla sua controparte NHP, i NHP generalmente non possono valutare in modo affidabile l'efficacia, i cambiamenti PD o la tossicità mediata da quel bersaglio. Un risultato NHP negativo pertanto non stabilisce l’assenza di attività farmacologica o di rischio in linea con il target negli esseri umani. Prove più appropriate potrebbero provenire da sistemi umani in vitro, topi umanizzati con meccanismi abbinati o topi bersaglio umani e molecole surrogate o modelli alternativi supportati da un adeguato ponte farmacologico.

L'obiettivo centrale è integrare le prove che dimostrano se il candidato ha l'attività farmacologica prevista e i potenziali rischi nel contesto del bersaglio umano.

2. Il candidato si lega al target NHP, ma l'attività funzionale differisce sostanzialmente

Il legame con l’obiettivo NHP non stabilisce, di per sé, che gli NHP siano una specie farmacologicamente rilevante. Anche quando l’affinità di legame è simile per i target umani e NHP, differenze sostanziali nell’attività funzionale cellulare, nella relazione tra occupazione ed effetto del recettore o nelle risposte PD a valle possono alterare l’interpretazione della dose in vivo, dell’efficacia e del margine di sicurezza.

Il legame è quindi il primo passo nella valutazione della rilevanza della specie. È inoltre necessario stabilire se tale legame produca una farmacologia funzionale sufficientemente paragonabile a quella umana. Quando la rilevanza funzionale è ancora incerta, una valutazione mirata del ponte funzionale può chiarire se uno studio NHP più ampio sia il passo successivo più informativo. [2]

3. Il topo umanizzato è privo di cellule immunitarie chiave o di componenti tissutali

Umanizzazione non significa che l’intero sistema immunitario umano sia stato ricostruito. Se il candidato dipende da cellule mieloidi umane, cellule immunitarie residenti nei tessuti o da uno specifico microambiente tissutale associato a una malattia, il modello selezionato deve riprodurre adeguatamente tali componenti. L'elevato attecchimento complessivo di cellule immunitarie umane da solo non giustifica l'interpretazione di un fenotipo osservato come prova del meccanismo clinico.

Innanzitutto stabilire se le cellule, i tessuti e le vie di segnalazione che determinano l'azione del farmaco sono presenti e funzionali nel modello. Questa è la base per un’interpretazione meccanicistica più affidabile dei suoi cambiamenti PD.

4. Il rischio comporta l'attivazione immunitaria specifica per l'uomo

Anche una specie NHP farmacologicamente rilevante potrebbe non identificare ogni rischio immunitario specifico per l’uomo. Le differenze tra esseri umani e NHP nell’espressione target all’interno di sottoinsiemi chiave di cellule immunitarie, nella distribuzione dei recettori o nelle soglie di attivazione possono limitare la capacità di una risposta farmacologica NHP di avvisare dell’attivazione immunitaria umana o del rilascio di citochine.

Tali programmi richiedono tipicamente prove umane in vitro integrate, inclusi test funzionali su sangue intero o PBMC, test sul rilascio di citochine e studi funzionali e sull'occupazione dei recettori. Appropriati modelli murini umanizzati possono fornire prove in vivo supplementari ove necessario. Questi approcci affrontano diversi livelli della questione; nessun singolo modello può stabilire in modo indipendente la sicurezza umana.

5. Il programma richiede un margine di sicurezza sistemico a lungo termine

Per l’esposizione a lungo termine, il dosaggio ripetuto e i rischi per la sicurezza sistemica su più organi, i topi umanizzati generalmente hanno difficoltà a sostituire gli studi sistemici in una specie farmacologicamente rilevante. La fisiologia dell'ospite, la maturità del sistema immunitario, il microambiente tissutale e la finestra limitata dalla GVHD in alcuni modelli limitano la loro capacità di fungere da unica base per la valutazione della sicurezza sistemica a lungo termine.

Al contrario, gli NHP non possono sostituire gli studi meccanicistici incentrati sulle differenze dei donatori umani, sui background HLA umani o sui target specifici dell’uomo. La sicurezza sistemica a lungo termine e i meccanismi specifici dell’uomo spesso richiedono prove provenienti da modelli diversi, integrati nella valutazione preclinica complessiva.

 Figura 2. Cinetica di ricostituzione delle cellule immunitarie specifiche del donatore nei topi NSG innestati con HSC CD34+. I pannelli A–G mostrano cellule umane CD45+, cellule B, cellule T totali, cellule T CD4+ e CD8+, cellule NK e cellule CD56+CD3+ etichettate 'NK-T' nello studio originale. Riprodotto da Rajagopal et al. [3], Figura 1, sotto CC BY. © 2026 Rajagopal, Ieong, Mate e Vessillier.

Q6. Se il candidato non lega il bersaglio del topo, come possiamo scegliere con sicurezza tra topi umanizzati e NHP?

A6. Fase A: costruire una mappa di rilevanza per le specie

Valutare la sequenza, il legame, la funzione cellulare, l'espressione tissutale e l'esposizione prevista negli esseri umani, nei topi e nei macachi cynomolgus o rhesus, a seconda dei casi. L'omologia di sequenza o il risultato della risonanza plasmonica di superficie a punto singolo (SPR) da soli non definiscono una specie rilevante.

B. Selezionare quindi il pacchetto di prove minime sufficienti

I topi umanizzati affrontano i meccanismi umani e le ipotesi di efficacia; I NHP affrontano questioni sistemiche in una specie rilevante; i sistemi umani in vitro aggiungono prove causali a livello di tessuto o cellula. Ogni modello dovrebbe avere una domanda primaria chiara, un endpoint primario e un'interpretazione di un risultato negativo o altrimenti infruttuoso. Tutti e tre gli approcci non sono necessariamente necessari. La domanda pratica è: quali prove cruciali mancano ancora per la prossima decisione Go/No-Go?

C. Definire i confini delle evidenze di ciascun modello prima dello studio

Ad esempio: 'Questo studio supporta le modifiche del PD solo nel contesto della ricostituzione delle PBMC umane' oppure 'Questo studio non supporta l'inferenza sulla sicurezza umana a lungo termine'. Definire a cosa può e non può rispondere il modello prima dell'inizio di uno studio è più importante che fare affidamento sulle spiegazioni dei risultati positivi o negativi una volta terminato.

La selezione del modello riunisce una catena di prove coerente su cinque livelli: bersaglio, cellule, tessuto, esposizione e rischio. HKeyBio, lo specialista di modelli di malattie autoimmuni, può combinare studi su topi umanizzati, NHP, funzionali umani in vitro e studi PK/PD sulla rilevanza della specie del candidato, sul meccanismo della malattia e sullo stadio di sviluppo. L’obiettivo è quello di progettare il pacchetto minimo di prove sufficienti per la prossima decisione. La nostra attenzione si estende oltre il modello animale da selezionare fino alla domanda specifica a cui ciascun modello deve rispondere per lo sviluppo del candidato.

Riferimenti

[1] Chen J, Liao S, Xiao Z et al. Lo sviluppo e il miglioramento di topi immunodeficienti e modelli murini con sistema immunitario umanizzato. Immunolo anteriore. 2022;13:1007579. Fonte

[2] ICH. S6(R1): Valutazione preclinica della sicurezza dei prodotti farmaceutici derivati ​​dalla biotecnologia. 2011. Fonte

[3] Rajagopal D, Ieong KS, Mate R, Vessillier S. Valutazione di un pannello di anticorpi di riferimento per la previsione del rilascio di citochine in modelli murini umanizzati in vivo. Immunolo anteriore. 2026;17:1736130. Fonte

Autore: Dipartimento marketing di HKeyBio | Revisione scientifica: Jing Yan | Redattore: Wang Shuyan

Informazioni su HKeyBio

HKeyBio, lo specialista in modelli di malattie autoimmuni, è un'organizzazione di ricerca preclinica a contratto (CRO) focalizzata sulle malattie autoimmuni e allergiche, che fornisce servizi di efficacia in vivo end-to-end. Il suo team tecnico principale ha più di 20 anni di esperienza nel processo di sviluppo di farmaci autoimmuni. L'azienda è certificata ISO 9001 e gestisce strutture di test molecolari, cellulari, di patologia, di piccoli animali e analitici nel parco industriale di Suzhou, insieme ai siti di ricerca NHP a Suzhou e Guangxi. Ha quasi 80 dipendenti, con responsabili di progetto in possesso di master o dottorati. Il team ha accumulato esperienza nel supportare più di 500 applicazioni sperimentali di nuovi farmaci (IND) nelle malattie autoimmuni e aiuta ad affrontare sfide complesse nello sviluppo di farmaci e nella presentazione normativa.

·  Oltre 50 modelli NHP di malattie autoimmuni e allergiche

· Oltre  500 modelli animali di malattie autoimmuni e allergiche

·  Esperienza nel supportare oltre 500 applicazioni IND nelle malattie autoimmuni