Kardiale Risiken 

Die Hemmung kardialer Ionenkanäle kann sich negativ auf die Herzfunktion auswirken und damit die Erfolgsaussichten, den Wert und die Wettbewerbsfähigkeit eines Arzneimittels beeinträchtigen. 

ICL German | ApconiX
CIPA | ApconiX
Ion FAQs German | ApconiX

Ihre Vorteile:

  • Zugang zu den Wissenschaftlern von ApconiX, die unseren Service individuell auf Ihre Bedürfnisse zuschneiden und Sie besser zu den nächsten Schritten beraten.
  • Hochwertige Ionenkanal-Profile, die an Ihren Design-Make-Test-Zyklus angepasst sind.
  • Eine durchschnittliche Bearbeitungszeit für hERG-Daten von weniger als 4 Tagen nach Erhalt der Kundenverbindungen.
ION Channel Screening Services

Unsere Dienstleistungen umfassen:

  • Screening von Ionenkanälen auf hERG, kardiale und neurologische Risiken sowie alle Elemente des CiPA-Paradigmas.
  • Entwicklung maßgeschneiderter Assays und Zelllinien.
  • Direkt durchgeführte elektrophysiologische Messungen mit weniger Artefakten als Ligandenbindungs- oder Fluoreszenz-Assays.
  • Tests mittels manueller Patch-Clamp-Technik oder auf modernen automatisierten Plattformen.
Tox Detection German | ApconiX
Ion Screening German | ApconiX

Untersuchung kardialer Risiken 

hERG Screening

Durch die Zusammenarbeit mit ApconiX profitieren Sie von unserer gebündelten Expertise in der Elektrophysiologie und Projekttoxikologie.  

Unsere Experten erstellen schnell hochqualitative hERG-Screening-Daten mit einer Bearbeitungszeit von 4 Tagen. 

Ionenkanäle, die routinemäßig in der Pharmaindustrie untersucht werden (Authier et al., 2017) 

97% – hERG
60% – NaV1.5
55% – CaV1.2
37% – lks

NaV1.5 ist ein kardialer Natriumkanal, CaV1.2 ist ein kardialer ‘L-Typ’ Calciumkanal, kVLQT1 ist ein kardialer Iks-Strom 

Verbessern Sie Ihre Entscheidungsfindung mit einem tieferen Verständnis des Potenzials für Auswirkungen auf die kardiale Sicherheit, um einen optimalen und risikoarmen klinischen Kandidaten zu liefern. ApconiX bietet routinemäßig Natrium- und Calciumkanal-Assays für eine umfassendere Bewertung des kardialen Risikos an. Wir auch andere kardiale Ionenkanal-Assays anbieten, die Ihren Bedürfnissen entsprechen, einschließlich kardialer ‘T-Typ’ Calciumkanäle und Kv1.5 sowie fortschrittlichere Modelle der kardialen Sicherheit wie Purkinje-Fasern, kardiale Kontraktilität und Langendorf-Modelle.

Es ist eine regulatorische Anforderung, dass eine Bewertung der hERG-Hemmung durch manuelles Patch-Clamp nach den Standards der Guten Laborpraxis (GLP) durchgeführt wird. GLP-hERG wird durch unsere erfahrenen Partner bereitgestellt.

Mit über 500 Jahren kombinierter Expertise in der Wirkstoffforschung und -sicherheit ist ApconiX einzigartig positioniert, um mit Ihrem Projektteam zusammenzuarbeiten und Ihre Daten im Kontext Ihres Wirkstoffforschungsprogramms zu interpretieren

Umfassender in vitro Proarrhythmie-Assay (CiPA) 

Die regulatorischen Anforderungen für die kardiale Sicherheitsprüfung neuer Arzneimittel ändern sich. ApconiX hilft Ihnen, diese neuen Vorschriften zu verstehen und den Testprozess zu durchlaufen. Wir arbeiten mit einer Reihe von Interessengruppen zusammen, um diesen neuen regulatorischen Rahmen namens CiPA (Comprehensive in vitro Proarrhythmia Assay) zu schaffen. Das neue Paradigma wird die Prüfung eines breiteren Spektrums von Ionenkanälen, die in silico-Modellierung von Ionenkanaldaten und Messungen mit menschlichen, aus Stammzellen abgeleiteten Kardiomyozyten umfassen 

ApconiX bietet zwei kritische experimentelle Komponenten des CiPA-Assay-Pakets an:

  • Ionenkanaltests von Verbindungen gegen diese kardialen Ionenkanäle: hERG, hNaV1.5 (Spitzenstrom), hNaV1.5 (Spätstrom), hCaV1.2, hKir2.1, hKv4.3 (Strom) und hKvLQT1/mink (Iks-Strom)
  • Messung des Aktionspotentials und Erkennung von Proarrhythmien in menschlichen, aus Stammzellen abgeleiteten Kardiomyozyten

Wir arbeiten weiterhin mit erfahrenen Partnern zusammen, um in silico-Modellierung und AP-Vorhersagen bereitzustellen.

Wir stehen Ihnen jederzeit mit kompetenter Beratung zur Seite, damit Sie den nächsten Schritt fundiert und kompetent gehen können. Wir unterstützen Sie dabei, die richtigen Entscheidungen zu treffen.

ApconiX bietet zwei wichtige experimentelle Komponenten des CiPA-Assay-Pakets an:

  • Ionenkanaltests von Verbindungen für folgende kardialen Ionenkanäle: hERG, hNaV1.5 (Spitzenstrom), hNaV1.5 (Spätstrom), hCaV1.2, hKir2.1, hKv4.3 (Strom) und hKvLQT1/mink (Iks-Strom)
  • Messung des Aktionspotentials und Erkennung von Proarrhythmien in menschlichen, aus Stammzellen abgeleiteten Kardiomyozyten

Wir arbeiten weiterhin mit erfahrenen Partnern zusammen, um in silico-Modellierung und AP-Vorhersage bereitzustellen.

Wir stehen Ihnen jederzeit mit kompetenter Beratung zur Seite, damit Sie den nächsten Schritt fundiert und kompetent gehen können. Wir unterstützen Sie dabei, die richtigen Entscheidungen zu treffen.

Untersuchung der potenziellen Kardiotoxizität in hiPSC-Kardiomyozyten mit dem Maestro Pro MEA-Assay-System (Axion Biosystems).

Der Mikroelektroden (MEA) in vitro Kardiotoxizitätsassay misst die Wirkung von Verbindungen auf Aktionspotential, Feldpotential (FP), Ausbreitung und Kontraktilität. Diese Daten können verwendet werden, um ein Bild der kardialen Haftung der Verbindung zu erstellen, bevor kostspielige in vivo-Studien durchgeführt werden.

Die Wirkung der Verbindung auf die Aktionspotentialdauer (APD, Abbildung 1a) und Veränderungen in der Morphologie werden mit lokalen, extrazellulären Aktionspotential-Assays (LEAP) identifiziert. Dies ist ein nicht-invasives Werkzeug, das die Visualisierung von Arrhythmien ermöglicht – beispielsweise frühe Nachdepolarisierungen (EADs, Abbildung 1b).”

apconix cipa1 | ApconiX

Abbildung 1a. LEAP-metrics, gemessen unter normalen Bedingungen und in Anwesenheit zunehmender Konzentrationen von Quinidin

Die Zugabe von Quinidin (Na+- und K+-Kanalblocker) führt zu einer Verlängerung der Repolarisation, was zu einer Erhöhung der Schlagperiode und der Aktionspotentialdauer führt.

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Abbildung 1b. LEAP-Messungen unter normalen Bedingungen und in Anwesenheit von Quinidin.

Quinidin in niedriger Dosis verursacht eine Verlängerung der Repolarisation; mit zunehmender Dosis werden EADs beobachtet

Flexibilität und Kundenorientierung 

Unsere Kunden haben möglicherweise bekannte Verunreinigungen in ihrem Testpräparat und müssen verstehen, welche Auswirkungen diese in unseren Assays haben könnten. Wir untersuchen gerne die Auswirkungen von Verunreinigungen in Ihren Präparaten.

Wir wissen auch, dass nicht alle Verbindungen in üblichen organischen Lösungsmitteln, z.B. DMSO, löslich sind. Unsere Kunden suchen oft nach Möglichkeiten, die Löslichkeit ihrer Verbindungen mit einer Vielzahl von organischen und wässrigen Lösungsmitteln zu erhöhen. Wir sind gerne bereit, eine Reihe von Lösungsmitteln auszuprobieren, die in unseren Assays bereits validiert wurden.

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Häufig gestellte Fragen zu Ionenkanälen 

Das humane ether-a-gogo-verwandte Gen (hERG) kodiert einen kardialen Kalium-Ionenkanal, der die elektrische Aktivität des Herzens steuert und die kardialen Aktionspotenziale koordiniert.

Das humane ether-a-go-go-verwandte Gen (hERG) kodiert einen kardialen Kalium-Ionenkanal, der die elektrische Aktivität des Herzens steuert und die kardialen Aktionspotenziale koordiniert.

Die gute Laborpraxis (GLP) schreibt vor, dass hERG-Tests eine regulatorische Anforderung für alle neuen Wirkstoffe sind, bevor sie am Menschen angewendet werden. Obwohl es keinen festgelegten Zeitpunkt für das hERG-Screening gibt, ist ein früher Test stets die beste Option, solange noch die Möglichkeit besteht, die chemische Struktur der Verbindung zu modifizieren und potenzielle Risiken oder Nebenwirkungen zu beseitigen,  bevor kostspielige präklinische Studien beginnen. 

Die Elektrophysiologie ist das Studium von Ionen und den elektrischen Strömen, die sie in biologischen Zellen, Geweben und ganzen Organsystemen erzeugen. Im Bereich der Arzneimittelentwicklung wird die Patch-Clamp-Elektrophysiologie eingesetzt, um die normale Funktion eines bestimmten Ionenkanals in einer lebenden Zelle zu bestimmen und zu untersuchen, wie seine Funktion durch Krankheiten, genetische Mutationen oder pharmazeutische Interventionen beeinflusst werden kann. 

Elektrizität wurde lange als separate Entität von der Biologie betrachtet, bis Luigi Galvani 1791 mit seinen berühmten Froschschenkel-Experimenten entdeckte, dass beide koexistieren. In den folgenden 150 Jahren untersuchten Wissenschaftler weiterhin die Rolle der Elektrizität in biologischen Geweben. Mit zunehmendem Verständnis entwickelte sich auch das Gebiet der Elektrophysiologie sowie die verfügbaren Technologien zur  
Erforschung der Bioelektrizität. In den 1970er Jahren wurde die Patch-Clamp-Technik entwickelt, die detailliertere experimentelle Forschungen ermöglichte. In den 1990er Jahren begannen Forscher, automatisierte Patch-Clamp-Systeme zu entwickeln, um ihre Experimente effizienter und kostengünstiger durchzuführen. 

Die beste Methode zur Beurteilung der hERG-Aktivität ist das funktionelle hERG-Screening. Dabei wird die Aktivität des Ionenkanals untersucht, um Informationen über die Potenz der Verbindung und somit über das Sicherheitsrisiko für die Herzfunktion zu gewinnen. 

Das Bindungsscreening untersucht lediglich die Bindung einer Verbindung an den hERG-Kanal, ohne dessen Aktivität zu bewerten. Während das Bindungsscreening eine einfache Ja- oder Nein-Antwort auf die Frage gibt, ob eine Verbindung an hERG-Kanäle bindet, quantifiziert das funktionelle hERG-Screening das Ausmaß der Wechselwirkung und gibt detailliertere Einblicke in die Hemmung des Kanals. 

Der IC50-Wert (halbmaximale Hemmkonzentration) misst, wie stark eine Verbindung eine biologische, elektrophysiologische oder biochemische Funktion hemmt. Der hERG-IC50-Wert hängt von der untersuchten Verbindung ab und gibt an, wie viel Substanz benötigt wird, um die Funktion des hERG-Kaliumkanals in vitro um 50 % zu reduzieren. 

Die hERG-Sicherheitsmarge dient zur Beurteilung der nichtklinischen kardialen Sicherheit, indem das Risiko für potenziell fatale kardiale Arrhythmien, bekannt als Torsades de Pointes (TdP), bewertet wird. Ursprünglich wurde eine Sicherheitsmarge von mindestens dem 30-fachen des therapeutischen freien Plasmaspiegels empfohlen (Webster, Leishman & Walker, 2002), inzwischen wird jedoch eine Marge zwischen dem 37- und 50-fachen für das  
TdP-Risiko angestrebt. 

Dank Fortschritten in der Ionenkanalscreening-Technologie und automatisierten Patch-Clamp-Verfahren kann ApconiX hERG-Daten durchschnittlich innerhalb von 4 Tagen bereitstellen, während das CiPA-Screening etwa 14 Tage dauert. 

Die Comprehensive in vitro Proarrhythmia Assessment (CiPA) Initiative wurde von Experten aus der Industrie, der Wissenschaft und den Regulierungsbehörden entwickelt, um eine anspruchsvollere Bewertung des proarrhythmischen Potenzials einer Verbindung zu ermöglichen. Anstatt nur den hERG-Ionenkanal zu betrachten, untersucht CiPA sieben Ionenkanäle, die an den verschiedenen Aspekten des kardialen Aktionspotentials beteiligt sind. 

“Your data turnaround time is incredibly good and it really helps us track the SAR and progress our compounds in a rapid and efficient manner. Thanks ApconiX for your wonderful support to Bugworks.”

V Balasubramanian, Ph.D., Bugworks Research India Pvt. Ltd.

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