Advanced Therapy Medicines Based on Oncolytic Viruses (Part II: Development and Authorisation of IMLYGIC®)

The only oncolytic virus-based product authorised in the US and EU—IMLYGIC®, a genetically modified herpes simplex virus type 1 (by BioVex Inc., a subsidiary of Amgen, Inc.)—was developed and approved for clinical use as monotherapy for recurrent unresectable melanoma. The aim of the study was to analyse materials on IMLYGIC® development and authorisation in order to be able to use the data on specific aspects of preclinical and clinical trials of oncolytic virus-based products in the development of regulatory framework for Russia and the EAEU. The publicly available preclinical and clinical trial results demonstrate a decrease in the size of both tumours being injected and remote tumours/skin lesions, which supports the local and systemic effects of IMLYGIC® due to the lysis effect of the virus on the tumour cells. The clinical trials of IMLYGIC® were the first to use the durable response rate, and not the overall survival, as the primary endpoint of the efficacy of the anticancer drug. Benefits of IMLYGIC® therapy were observed across all the secondary endpoints, except overall survival. Significant efficacy of the drug therapy was demonstrated only in patients without visceral lesions, which resulted in limitations of indications for use. There have been no serious or severe adverse effects associated with IMLYGIC®. If symptoms of viral infection develop, they can be neutralized thanks to the product’s sensitivity to acyclovir. At present, advanced therapy medicinal products derived from an oncolytic virus may be authorised in Russia for clinical use as monotherapy or combination therapy, according to the EAEU regulations

Current trends and risks associated with the use of therapies based on genome editing

Scientific relevance. To date, multiple approaches to genome editing have been developed based on different genome-editing systems (GESs) and genome modifications that result in single- or double-strand DNA breaks, either in vivo or ex vivo, followed by homologous recombination or non-homologous end joining to restore the sequence. However, the use of GESs is associated with a number of potential risks arising from the complex biology of such medicinal products and the fundamental role of their target, i.e. the DNA molecule.Aim. This study analysed the most relevant trends and risks associated with medicinal products based on genome editing, the ways taken to overcome these risks, and the research methods used to identify and control the development of undesirable effects.According to the literature, the adverse effects of GESs may arise both from the methods used to deliver GES components into the cell and from the functional activity of the GES itself, which includes insufficient on-target or undesirable off-target effects. This review indicates the main risks associated with the use of GESs. Preferable strategies to mitigate the risks of using GESs include repairing DNA breaks by homologous recombination, selecting GESs and related endonucleases that have greater specificity and restriction accuracy, increasing guide RNA specificity (for CRISPR/Cas), correcting the activity of the system regulating the cell cycle and apoptosis in a controlled manner, regulating the duration of expression and persistence of GES components in cells, etc.Conclusions. The requirement to include quality, efficacy, and safety data when submitting registration dossiers for advanced therapy medicinal products prompts the discussion of the main risks associated with such products

Advanced Therapy Medicines Based on Oncolytic Viruses (Part I: Development and Authorisation of Products in China)

One of the promising areas in the development of innovative products for the treatment of cancer is the use of oncolytic (native or genetically modified) viruses (OLVs) for selective targeting of tumour cells and their destruction, especially as part of combination therapy. At present, there are three OLV-based products approved for medical use (two in China and one in the USА and EU). The aim of the study was to analyse data on specific aspects of OLV-based products’ development, preclinical and clinical research, and authorisation process in China. The authors analysed data freely available on the manufacturers’ websites, in public reports and documents of the Chinese regulatory authorities, in international clinical trial registries, and scientific publications. The products Gendicine® (SiBiono GeneTech Co., Ltd.) and Oncorine® (Shanghai Sunway Biotech Co., Ltd.) were originally developed and approved in China for clinical use as part of combination therapy. The analysis demonstrated long product development periods (Gendicine had been studied for 14 years before the start of the authorisation procedures), complex preclinical trial designs, and potential use of the products for several medical conditions with different tumour localisation. The identified specific aspects of OVL-based products’ development and authorisation in China could be taken into account in the regulatory practice of the Russian Federation

Применение методов цитогенетического анализа при оценке качества клеточных линий в составе биомедицинских клеточных продуктов

Biomedical cell products (BMCPs) are a new group of biologicals that are based on various cell lines and are used in the treatment of a  wide range of diseases as well as in the field of regenerative  medicine. The quality control of the cellular component in such  preparations is very important at all stages of BMCPs development  and production. Much attention should be given to confirmation of  BMCPs safety because of their specific properties and potential side  effects, including the risk of cancer development. Carcinogenesis  may be attributed to genetic instability of the BMCP cellular  component. A number of cytogenetic methods can be used at the  chromosomal level in order to identify the genetic instability of cells  in a BMCP. Confirmation of the normal karyotype of cells and  identification of various chromosomal abnormalities can be achieved  using both classic cytogenetic analysis methods, such as chromosome banding, and molecular cytogenetic methods based on the use of fluorescent in situ hybridization. Combination of these  methods may provide a reliable estimation of genetic stability of the  cell line in a BMCP, and indirect evidence of absence of malignancy.Биомедицинские клеточные продукты (БМКП) — новая группа препаратов, основанных на применении клеточных линий различного происхождения для лечения широкого спектра  заболеваний, в том числе в сфере регенеративной медицины. Контроль качества клеточного компонента таких препаратов является важной задачей на всех стадиях разработки и производства БМКП. Большое внимание должно уделяться подтверждению безопасности  препаратов в силу ряда их особенностей и возможности возникновения побочных эффектов  при их применении, в том числе риска развития онкологических заболеваний. Возможной  причиной канцерогенеза может стать генетическая нестабильность клеточного компонента БМКП. Для выявления генетической нестабильности клеток, входящих в состав  БМКП, на хромосомном уровне возможно применение ряда цитогенетических методов.  Подтверждение наличия в клетках неизменного кариотипа и идентификацию различных  хромосомных аномалий возможно осуществлять с помощью как классических  цитогенетических методов анализа, например дифференциальное окрашивание хромосом, так и с помощью молекулярно-цитогенетических методов, основанных на применении флуоресцентной гибридизации in situ. При комплексном использовании этих  методов возможно получение достоверной оценки генетической стабильности и косвенного  доказательства отсутствия малигнизации клеточной линии в составе БМКП

Высокотехнологические лекарственные препараты на основе онколитических вирусов (часть 1: разработка и регистрация в КНР)

One of the promising areas in the development of innovative products for the treatment of cancer is the use of oncolytic (native or genetically modified) viruses (OLVs) for selective targeting of tumour cells and their destruction, especially as part of combination therapy. At present, there are three OLV-based products approved for medical use (two in China and one in the USА and EU). The aim of the study was to analyse data on specific aspects of OLV-based products’ development, preclinical and clinical research, and authorisation process in China. The authors analysed data freely available on the manufacturers’ websites, in public reports and documents of the Chinese regulatory authorities, in international clinical trial registries, and scientific publications. The products Gendicine® (SiBiono GeneTech Co., Ltd.) and Oncorine® (Shanghai Sunway Biotech Co., Ltd.) were originally developed and approved in China for clinical use as part of combination therapy. The analysis demonstrated long product development periods (Gendicine had been studied for 14 years before the start of the authorisation procedures), complex preclinical trial designs, and potential use of the products for several medical conditions with different tumour localisation. The identified specific aspects of OVL-based products’ development and authorisation in China could be taken into account in the regulatory practice of the Russian Federation.Одним из перспективных направлений при поиске инновационных препаратов для лечения онкологических заболеваний является применение онколитических (природных или генетически модифицированных) вирусов (ОЛВ) для избирательного действия на опухолевые клетки и их уничтожения, особенно в составе комбинированной терапии. В настоящее время официально разрешены к медицинскому применению три препарата на основе ОЛВ: два в Китайской Народной Республике (КНР) и один в США и Европейском союзе. Цель работы – анализ материалов, касающихся особенностей разработки препаратов на основе онколитических вирусов, проведения доклинических и клинических исследований, а также их регистрации в КНР. Был проведен анализ данных, представленных в свободном доступе на сайтах производителей препаратов, в публичных докладах и нормативной документации регуляторных органов КНР, в международных реестрах клинических исследований и научных публикациях. Препараты Gendicine® (SiBiono GeneTech Co., LTD) и Oncorine® (Shanghai Sunway Biotech Co., LTD) разрабатывались и были разрешены в КНР для использования в клинической практике в составе комбинированной терапии. Отмечена значительная продолжительность разработки препаратов (до момента начала регистрационных процедур препарат Gendicine® изучался в течение 14 лет), сложность дизайна доклинических исследований и возможность применения препаратов для нескольких нозологий с различной локализацией опухолей. Выявленные особенности разработки и регистрации в КНР препаратов на основе онколитических вирусов могут быть использованы в регуляторной практике Российской Федерации

Актуальные направления и риски применения препаратов на основе технологий редактирования генома

Scientific relevance. To date, multiple approaches to genome editing have been developed based on different genome-editing systems (GESs) and genome modifications that result in single- or double-strand DNA breaks, either in vivo or ex vivo, followed by homologous recombination or non-homologous end joining to restore the sequence. However, the use of GESs is associated with a number of potential risks arising from the complex biology of such medicinal products and the fundamental role of their target, i.e. the DNA molecule.Aim. This study analysed the most relevant trends and risks associated with medicinal products based on genome editing, the ways taken to overcome these risks, and the research methods used to identify and control the development of undesirable effects.According to the literature, the adverse effects of GESs may arise both from the methods used to deliver GES components into the cell and from the functional activity of the GES itself, which includes insufficient on-target or undesirable off-target effects. This review indicates the main risks associated with the use of GESs. Preferable strategies to mitigate the risks of using GESs include repairing DNA breaks by homologous recombination, selecting GESs and related endonucleases that have greater specificity and restriction accuracy, increasing guide RNA specificity (for CRISPR/Cas), correcting the activity of the system regulating the cell cycle and apoptosis in a controlled manner, regulating the duration of expression and persistence of GES components in cells, etc.Conclusions. The requirement to include quality, efficacy, and safety data when submitting registration dossiers for advanced therapy medicinal products prompts the discussion of the main risks associated with such products.Актуальность. В настоящее время разработано множество различных подходов к редактированию генома, основанных на применении разных систем редактирования, осуществлении модификаций генома с образованием одноцепочечных или двухцепочечных разрывов ДНК, in vivo или ex vivo, с восстановлением последовательности генома с помощью гомологичной рекомбинации или негомологичного соединения концов ДНК. Однако применение систем редактирования генома сопряжено с возможным возникновением целого ряда рисков, вследствие сложной биологии таких препаратов и фундаментального значения цели их воздействия – молекулы ДНК.Цель. Анализ актуальных направлений и рисков, связанных с применением препаратов на основе систем редактирования генома, способов снижения рисков и методов их исследования, используемых для выявления и контроля возникновения нежелательных эффектов.Обсуждение. Анализ данных литературы показал, что нежелательные эффекты от применения препаратов на основе систем редактирования генома могут быть связаны как со способами доставки компонентов системы в клетку, так и с функциональной активностью самой системы (недостаточное целевое или нежелательное нецелевое действия). В обзоре обозначены основные риски при использовании систем редактирования генома. Установлено, что для снижения рисков применения систем редактирования генома предпочтительно проведение репарации разрывов ДНК путем гомологичной рекомбинации, использование обладающих большей специфичностью и точностью рестрикции систем редактирования генома и эндонуклеаз в их составе, увеличение специфичности гРНК (для CRISPR/Cas), контролируемая коррекция активности элементов системы регуляции клеточного цикла и апоптоза, регуляция продолжительности экспрессии и персистенции компонентов систем редактирования генома в клетках и др.Заключение. Освещение основных рисков, связанных с применением этой группы препаратов, является актуальным в связи с необходимостью предоставления данных в регистрационном досье на высокотехнологичный лекарственный препарат, касающихся оценки качества, эффективности и безопасности

Высокотехнологические лекарственные препараты на основе онколитических вирусов (часть 2: разработка и регистрация препарата IMLYGIC®)

The only oncolytic virus-based product authorised in the US and EU—IMLYGIC®, a genetically modified herpes simplex virus type 1 (by BioVex Inc., a subsidiary of Amgen, Inc.)—was developed and approved for clinical use as monotherapy for recurrent unresectable melanoma. The aim of the study was to analyse materials on IMLYGIC® development and authorisation in order to be able to use the data on specific aspects of preclinical and clinical trials of oncolytic virus-based products in the development of regulatory framework for Russia and the EAEU. The publicly available preclinical and clinical trial results demonstrate a decrease in the size of both tumours being injected and remote tumours/skin lesions, which supports the local and systemic effects of IMLYGIC® due to the lysis effect of the virus on the tumour cells. The clinical trials of IMLYGIC® were the first to use the durable response rate, and not the overall survival, as the primary endpoint of the efficacy of the anticancer drug. Benefits of IMLYGIC® therapy were observed across all the secondary endpoints, except overall survival. Significant efficacy of the drug therapy was demonstrated only in patients without visceral lesions, which resulted in limitations of indications for use. There have been no serious or severe adverse effects associated with IMLYGIC®. If symptoms of viral infection develop, they can be neutralized thanks to the product’s sensitivity to acyclovir. At present, advanced therapy medicinal products derived from an oncolytic virus may be authorised in Russia for clinical use as monotherapy or combination therapy, according to the EAEU regulations.Единственный зарегистрированный в США и Европейском союзе препарат на основе онколитического вируса (ОЛВ) генетически модифицированный вирус простого герпеса 1 типа — IMLYGIC® (BioVex, Inc. — Amgen, Inc.) — был разработан и разрешен для применения в медицинской практике в виде монотерапии рецидивирующей нерезектабельной меланомы кожи. Цель работы — анализ материалов, касающихся разработки и регистрации препарата IMLYGIC®, для дальнейшего использования полученных данных об особенностях проведения доклинических (ДКИ) и клинических исследований (КИ) препаратов на основе онколитических вирусов в национальной регуляторной практике и в регуляторной практике Евразийского экономического союза. Анализ результатов ДКИ и КИ, опубликованных в открытых источниках, показал, что уменьшение размеров как инъецированных, так и удаленных от места введения препарата опухолей / поражений кожи свидетельствует о местном и системном эффектах IMLYGIC®, достигаемых в результате лизирующего действия вируса на клетки опухоли. Отмечено, что впервые при проведении КИ препарата IMLYGIC® для оценки эффективности противоопухолевого препарата в качестве первичной точки была использована частота устойчивого ответа на терапию, а не общая выживаемость. Преимущества терапии IMLYGIC® были выявлены во всех вторичных конечных точках, кроме общей выживаемости. Значимая эффективность использования препарата была продемонстрирована только у пациентов без висцеральных поражений, что отразилось на ограничении показаний к применению. Серьезных или тяжелых побочных эффектов, связанных с применением IMLYGIC®, не выявлено. Показано, что при возникновении симптомов вирусной инфекции существует возможность нейтрализовать ОЛВ за счет чувствительности препарата к ацикловиру. В России в настоящее время высокотехнологические лекарственные препараты на основе ОЛВ для применения в виде монотерапии или в составе комбинированной терапии могут быть зарегистрированы по правилам Евразийского экономического союза

Терапия генетических заболеваний: актуальные направления разработки биомедицинских клеточных продуктов

Genetic diseases are often progressive in nature, and without proper treatment may result in disability or death. Difficulties with diagnosis of genetic diseases and lack of effective treatment are global public health challenges. Medical care for patients with genetic diseases is often confined to symptomatic and palliative care. Starting from the 2000s, great hopes have been placed on cell-based medicinal products (which are referred to as biomedical cell products in the Russian legislation) and gene therapy products. The aim of the study was to review current trends in the development of biomedical cell products for the treatment of genetic diseases. The paper focuses on cell-based products for the treatment of monogenic genetic diseases, such as severe combined immunodeficiency (SCID), recessive dystrophic epidermolysis bullosa (RDEB), beta-haemoglobinopathies, alpha-1-antitrypsin deficiency, haemophilia A, and Duchenne muscular dystrophy. Such drugs are being developed in many countries and are now entering preclinical and different stages of clinical trials. Products based on various types of viable cells, including differentiated cells, stem cells, induced pluripotent cells, as well as cells genetically modified ex vivo, may be developed for the treatment of one and the same disease. The main priority is the creation of such products that will obviate the need for replacement therapy or palliative care, and that will significantly increase life expectancy and quality of life.Генетические заболевания в большинстве случаев носят прогрессирующий характер и без соответствующего лечения приводят к смерти или инвалидизации человека. Актуальными проблемами мирового здравоохранения являются как трудность диагностики, так и отсутствие эффективного лечения для многих генетических заболеваний. Медицинская помощь пациентам с генетическими заболеваниями часто сводится к симптоматическому и паллиативному лечению. Начиная с 2000-х годов перспективным направлением для терапии таких заболеваний являются препараты на основе жизнеспособных клеток человека (в соответствии с законодательством Российской Федерации — биомедицинские клеточные продукты) и генотерапевтические препараты. Цель работы — обзор актуальных направлений разработки биомедицинских клеточных продуктов для лечения генетических заболеваний. В работе рассмотрены препараты на основе клеток для лечения таких моногенных генетических заболеваний, как тяжелый комбинированный иммунодефицит (SCID), рецессивный дистрофический буллезный эпидермолиз (RDEB), β-гемоглобинопатии, дефицит альфа-1-антитрипсина, гемофилия А и мышечная дистрофия Дюшенна. Разработка подобных препаратов осуществляется во многих странах и находится на разных стадиях: доклинические и разные фазы клинических исследований. Для одного заболевания могут разрабатываться препараты, содержащие разные типы жизнеспособных клеток: дифференцированных, стволовых и фибробластов, индуцированных плюрипотентных, а также ex vivo генетически модифицированных. Приоритетными задачами разработки таких препаратов являются отказ от проведения заместительной терапии или паллиативного лечения, а также существенное увеличение продолжительности и качества жизни пациентов

Обоснование методических подходов к экспертной оценке подлинности биомедицинских клеточных продуктов

The manufacturer (developer) has to prepare a specification for each newly developed biomedical cell product (BCP) that has passed the stage of preclinical studies. The specification is included into the registration dossier when applying for marketing authorisation of a BCP. In accordance with the Order of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 14n of 19 January 2017 «On approval of the specification format for a biomedical cell product» the specification should contain information about authenticity of the cell line used in the BCP, namely: morphological characteristics, expression of specific markers, expression of specific genes, expression of specific proteins, as well as markers of cell line stability. At present Russia has no practical experience in BCP quality evaluation. The aim of the study was to substantiate methodological approaches to authentication of cell lines used in BCPs as illustrated by quality evaluation of the DF-2 model cell line using test methods that allow for characterisation of the morphological, genetic, immunophenotypic, and cytogenetic profile of the cell line. Materials and methods: the study analysed the DF-2 cell line — human dermal fibroblasts (mesenchymal stem cells) obtained from the Institute of Cytology of the Russian Academy of Sciences (St. Petersburg). The following analytical test methods were used in the study: morphological analysis; flow cytometry for immunophenotyping of the DF-2 model cell line; short tandem repeats for creating an allelic profile of the model cell line; cytogenetic analysis — differential DAPI staining of metaphase chromosomes. Results: the paper summarises methodological approaches to identification testing of medicines containing living human cells (BCP analogues) currently used in international practice, and presents the results of authentication of the model cell line. Conclusions: methods used for BCP identification testing should ensure unambiguous authentication of the cell line according to its specification. The study performed helped to work out the procedure of authentication of a model cell line.На каждый разработанный биомедицинский клеточный продукт (БМКП), прошедший доклинические исследования, производитель (разработчик) составляет спецификацию, которая входит в состав регистрационного досье при подаче заявления на государственную регистрацию БМКП. В соответствии с Приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 19 января 2017 г. № 14н «Об утверждении формы спецификации на биомедицинский клеточный продукт» спецификация должна содержать сведения об идентичности (подлинности) клеточной линии, входящей в состав БМКП, которая включает: морфологические характеристики, экспрессию специфических маркеров, экспрессию специфических генов, экспрессию специфических белков, а также маркеры стабильности клеточной линии. В Российской Федерации на сегодняшний день отсутствует практический опыт проведения экспертизы качества БМКП. Цель работы: обоснование методических подходов к определению идентичности (подлинности) клеточных линий, входящих в состав БМКП, в рамках экспертизы качества на модельной клеточной линии DF-2 при использовании методов, позволяющих характеризовать морфологический, генетический, иммунофенотипический и цитогенетический профиль клеточной линии. Материалы и методы: объектом исследования была клеточная линия DF-2 — дермальные фибробласты человека (мезенхимные стволовые клетки) — получена из Института цитологии РАН (Санкт-Петербург). В работе использовали следующие методы анализа: морфологический анализ; метод проточной цитометрии для иммунофенотипирования модельной клеточной линии DF-2; метод коротких тандемных повторов для построения аллельного профиля модельной клеточной линии; цитогенетическое исследование — DAPI-дифференциальное окрашивание метафазных хромосом. Результаты: в статье представлены методические подходы к определению подлинности препаратов, содержащих жизнеспособные клетки человека (аналогов БМКП), используемые в мировой практике, а также представлены результаты экспериментального определения показателя «Идентичность (подлинность)» на модельной клеточной линии. Выводы: методы оценки подлинности БМКП должны гарантировать однозначную идентификацию клеточной линии в соответствии с представленной спецификацией. В результате проведенных исследований отработана процедура экспертной оценки идентичности (подлинности) модельной клеточной линии

Международный опыт нормативно-правового регулирования препаратов, содержащих жизнеспособные клетки человека

The intensive development of cellular technologies stipulates the introduction at the global level of medicinal products based on viable human cells, which in most countries are referred to as biomedical cell products. The authors conducted a comparative analysis of the regulatory framework in different countries and determined special aspects of regulation of cell therapy products (analogues of biomedical cell products). Some countries have mechanisms for priority review of cell therapy products for marketing authorization, such as accelerated assessment, accelerated approval, or conditional marketing authorisation. These mechanisms are currently absent in Russia, because of the novelty of the regulatory framework, and the biological properties of innovative cell products. Biomedical cell products are regarded as a separate class of medicinal products in Russia, they are not treated as biologicals and are regulated by the Federal Law No. 180-FZ «On Biomedical Cell Products» of June 23, 2016. The main difference in regulation of cell-based products in the Russian Federation is the principle of unified requirements for marketing authorisation of autologous, allogeneic, and combined biomedical cellular products, and the absence of the «hospital exemptions» mechanism that exists in many countries. This mechanism allows prescription and use of personalised autologous medicines produced in the laboratory of a medical institution for a particular patient.Интенсивное развитие клеточных технологий обусловливает внедрение в мировую медицинскую практику препаратов на основе жизнеспособных клеток человека, которые в большинстве стран определяются как биологические лекарственные препараты. Авторами проведен сравнительный анализ нормативно-правовой базы разных стран мира и определены особенности регулирования препаратов для клеточной терапии (аналогов биомедицинских клеточных продуктов). В некоторых странах существуют механизмы приоритетного рассмотрения препаратов для клеточной терапии для вывода на рынок, например процедуры ускоренного рассмотрения, ускоренного утверждения, условной регистрации. Учитывая новизну нормативной базы и биологические особенности инновационных препаратов — биомедицинских клеточных продуктов, в Российской Федерации подобные механизмы в настоящее время отсутствуют. Биомедицинские клеточные продукты в России являются отдельным классом медицинских средств, отличным от биологических лекарственных препаратов, и регулируются Федеральным законом № 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах» от 23 июня 2016 г. Основным отличием регулирования клеточных препаратов в России является принцип единых требований вывода на рынок аутологичных, аллогенных и комбинированных биомедицинских клеточных продуктов и отсутствие механизма «исключения для больничного производства» (hospital exemptions), действующего во многих странах и заключающегося в допущении применения персонифицированного аутологичного препарата, произведенного в конкретной лаборатории при медицинской организации для определенного пациента по назначению конкретного врача