Arfiani Irma Pratiwi

LI LBM 2 HERBALSGD 21 Unyu-unyu banget

UJI PRA-KLINIKPreclinical trial - a laboratory test of a new drug or a new medical device, usually done on animal subjects, to see if the hoped-for treatment really works and if it is safe to test on humans.Pre-clinical drug development process is a risk based process that involves safety and efficacy evaluation of drugs in animal species that extrapolate to potential human outcome. The pre-clinical pharmacologic and toxicological drug responses with respect to dose regimen and route of administration enable to initiate and continue research in human beings.

Tujuan Uji Toksisitas dan Farmakologi adalah :• Menilai keamanan obat, obat tradisional

bahan kimia sebagai makanan atau suplemen• Menilai potensi suatu obat, obat tradisional

untuk efektifitas farmakologi tertentu.

Alasan dan tujuan UJI PRA-KLINIK

Tujuan:• Membuktikan manfaat OT sesuai dengan indikasi

yang diajukan• Memastikan status keamanan penggunaan OT pada

manusia• Mengungkap data untuk mendorong penemuan

dan pengembangan obat baru yang berasal dari bahan alam.

• Memenuhi etika penelitian.• OT yang sudah lama beredar luas dimasyarakat dan

tidak menunjukkan efek samping yang merugikan selama uji praklinik boleh langsung uji klinik fase III Observational Study.

In general, pre-clinical studies are performed to predict the safety and efficacy data from the animal models which support the conduct of research in human beings. Before a new active substance can be used as a medicinal product, it has to be tested for its safety and efficacy in animals prior to its use in humans. The pre-clinical drug development process can be performed in two disciplines: General Pharmacology and Toxicology.

FARMAKOLOGIPharmacology deals with the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of drug. It is important to investigate undesirable pharmacological activity in appropriate animal models and monitoring them in toxicological studies. Pharmacokinetic studies are very important to reveal the safety and efficacy parameters in terms of absorption, distribution, metabolism and excretion (ADME). ADME studies or Pharmacokinetic studies determine the drug pathway in the body. These studies give data on absorption rate for different routes of administration, which helps in dosage form selection, distribution mechanism, rate of metabolism and excretion; which determines the half-life of the drug. Half-life (T1/2) of the drug explains the safety profile of the drug which is the mandatory for a drug to get approved by regulatory agencies.

The drug distribution mechanism explains the therapeutic efficiency of the drug as it depends on the drugs availability and its ability to access its site of action. Drug metabolism gives the probability of formation of potentially toxic metabolites through biotransformation process. It also helps in understanding the metabolism pathway and enzymes involved in it.

Uji kemanjuran (efficacy) dilakukan untuk mendapatkan data kemanjuran dan kisaran dosis efektif tengah (ED50) suatu sediaan obat, senyawa kimia maupun obat tradisional.

TOKSIKOLOGI/TOKSISITASToxicological activity of the products can be determined using in-vitro and in-vivo assay methods which estimate the clinical relatedness of the toxicological effects of the drug. In-vitro studies can be performed to examine the direct effects on cellular phenotype and proliferation. In-vivo studies can be performed for qualitative and quantitative determination of toxicological effects. As many pharmaceutical compounds are species specific, it is important to select relevant animal species for toxicity testing. In-vivo studies to assess pharmacological and toxicological activities, including defining mechanism(s) of action, are often used to support the rationale of the proposed use of the product in clinical studies.

Every new drug molecule must cross the barrier of pre-clinical phase to enter into clinical trial phases. A drug that successfully completes this phase only has a 20% chance to make it to market. Pre-clinical studies limit the risk to patients to the minimum. It is mandatory to harmonize all aspects of drug according to the ethical principles of medicine and animal protection.

untuk menilai keamanannya dilakukan dengan mengevaluasi data ketoksikan akut (LD50) subkronik, dan keteratogenikan suatu obat atau obat tradisional dan untuk mendapatkan data prakiraan batas aman (LD50/ED50).

Tujuan Uji Toksisitas dan Farmakologi adalah :• Menilai keamanan obat, obat tradisional bahan kimia

sebagai makanan atau suplemen• Menilai potensi suatu obat, obat tradisional untuk

efektifitas farmakologi tertentu.

OT yang akan diuji

Identitas OT perlu diungkap sebelum Uji pra-klinik:

• Simplisia yang digunakan diuraikan dalam nama latin baik genus maupun spesiesnya.

• Ukuran berat / volume• Langkah-langkah proses pembuatan

(simplisiabentuk siap diujikan)• Dosis dan cara penggunaan (pemberian,

frekuensi, interval, lama pemberian)

Macam UJI PRA-KLINIK

Terdiri dari:1. Uji toksikologi, untuk menilai keamanan OT

yang diuji dan menetapkan spektrum efek toksik.

2. Uji Farmakodinamik, untuk memberikan informasi tentang khasiat.Merupakan penelitian eksperimental dengan binatang coba (in Vivo maupun in Vitro)

UJI TOKSISITASTOKSISITAS AKUTOT dipakai secara singkatTujuan: a. Menetapkan potensi toksisitas akut (LD50) b. Menilai berbagai gejala klinik c. Mengetahui spektrum efek toksik d. Mengetahui mekanisme kematian Hewan coba species pengerat Dosis OT bertingkat, terendah sesuai empirik Pengamatan 7-14 hari Hewan mati otopsi : makroskopik dan mikroskopik Hewan hidup otopsi : makroskopik dan mikroskopik diamati terjadinya pemulihan

TOKSISITAS JANGKA PANJANG Tujuan untuk mengetahui spektrum efek toksik serta

hubungan dosis dan toksisitas pada pemberian berulang pada jangka waktu lama

Uji toksisitas subakut sekurang-kurangnya 1-3 bulan Uji toksisitas kronik sekurang-kurangnya 3-6 bulan Hewan coba: hewan pengerat Dosis 3 tingkat, terendah dosis efektif sesuai hewan

coba, dosis tertinggi diharapkan terjadi perubahan hematologik, biokimia, anatomik-histologik namun mayoritas masih hidup.

Dapat mengungkap batas keamanan (margin of safety)

UJI TOKSISITAS KHUSUS Termasuk uji mutagenik, teratogenik, karsinogenik. Bukan syarat mutlak untuk masuk uji klinik Dilakukan secara selektif bila:

1. Formula OT mengandung bahan kimia yang

potensial memberikan efek khusus.

2. Formula OT yang potensial digunakan wanita

usia subur, perlu pertimbangkan efek

teratogenik

3. Formula OT yang secara epidemiologik terkait

dengan penyakit tertentu.

UJI FARMAKODINAMIK• Tujuan membuktikan kasiat dan menelusuri

mekanisme efek dari OT teruji.• Eksperimental pada hewan sehat dan dibuat

berpenyakit tertentu. Dapat juga secara in vitro.• Pemberian obat disesuaikan dengan penggunaan

pada manusia mencakup dosis dan cara penggunaan (pemberian, interval, lama)

• Kelompok pembanding placebo atau obat standard• Respons yang diamati secara kualitatif maupun

kuantitatif sesuai efek terapi yang diharapkan maupun respons pada sistem-sistem lain.

Fidelity The resemblance of the biological structure in the animal with the corresponding structure in

humans

Discriminating ability (predictability) The similarity between humans and model

species with respect to relevant biological mechanism is more important than the fidelity of

the model.

Animal Models to Humans

Syarat hewan coba

Syarat hewan yg digunakan sangat banyak tergantung jenis obatnya, misal yang jelas harus dilakukan control terhadap galur/spesies, jenis kelamin, umur, berat badan (mempengaruhi dosis), dan harus dilakukan pada minimal 2 spesies yakni rodent/hewan mengerat dan non rodent. Alasannya krn system fisiologi dan patologi pada manusia merupakan perpaduan antara rodent dan non rodent.

• Selain itu pemilihan jenis hewan yg dipilih pun harus tepat menggambarkan kondisi yg diinginkan. Contohnya :

• utk obat fertilitas digunakan hewan uji tikus/rat galur Sprague Dowley/SD bukan Wistar atau jenis tikus lainnya, krn tikus jenis SD memiliki anak banyak shg pengamatan akan lbh baik dg jumlah sample yg banyak.

• Utk uji painkiller digunakan mencit/mice jika utk menilai nyeri ringan yakni dengan penyuntikan asam asetat glacial ke peritoneum mencit, tapi jika sasarannya nyeri tekanan digunakan tikus bias Wistar atau SD, karena tikus akan dijepit ekornya atau telapak jarinya dengan alat tertentu, sementara kalo nyeri berupa panas, digunakan boleh mencit atau tikus krn hewan akan diletakkan di hot plate.

• Utk antidiabetika, seharusnya digunakan babi atau sapi yg pankreasnya banyak kemiripan dg manusia, namun dengan tikus sudah cukup dengan adanya keterbatasan subyek uji

• Utk antiemetik/anti muntah digunakan burung merpati, krn bisa dirangsang utk muntah berkali-kali sbg kuantifikasi, sementara hewan lain hanya muntah sekali.

• Utk obat antihipertensi, digunakan kucing atau anjing teranestesi, krn system kardiovaskulernya paling mirip dg manusia

• Utk obat antiinflamasi digunakan baik tikus yang disuntik karagenan di bawah kulitnya shg melepuh atau telinga mencit disuntik croton oil, bahkan kaki tikus sering dipotong utk menimbang udem yg terbentuk

• utk antipiretik/penurun panas, digunakan kelinci utk diukur suhu duburnya setelah disuntik pyrogen

• Utk asam urat digunakan ayam/burung yg dikasih makan jus hati ayam (ayam makan ayam) krn metabolisme asam urat pada manusia mirip dg yg terjadi dg biokimiawi di keluarga burung.

• Uji stamina digunakan tikus atau mencit, krn tubuhnya kuat dan tahan di dalam air, hewan diuji dg berenang dan lari di treadmill.

• Uji libido, digunakan tikus dalam keadaan estrus/siap menerima pejantan.

• Utk uji kanker, digunakan punggung tikus yg diimplan dg sel kanker, atau paru-paru tikus setelah dipejankan benzo(a)pirena

PARAMETER UJI• Perbandingan antara LD50/ED50 menjadi

parameter indeks terapi/jendela terapi, sbg penentu mudah tidaknya obat menimbulkan efek toksik/samping bila obat dikonsumsi melebihi indeks terapinya/IT. Beberapa obat digolongkan memiliki IT yg lebar shg aman dikonsumsi spt parasetamol, krn efek toksik baru muncul pada pemakaian 20 tablet @500 mg/hari, namun utk obat asma teofilin/aminofilin krn ITnya sempit, maka seseorang mungkin akan dapat efek samping rasa berdebar2 di jantung meskipun minum obat dosis terapi 1 tablet sehari saat ada serangan asma

HEWAN3Rs

• Reduction reduction in the number of animals used for a

particular purpose• Refinement refinement of procedures to minimise suffering

• Replacement replacement of animal use wherever possible

4th R

• Responsibility

DOSIS

Berbagai kondisi awal penelitian yang mempengaruhi strategi penentuan dosis

1.Banyak referensi yang dapat digunakan untuk menentukan dosis senyawa uji / herbal dalam penelitian.

2. Hanya ada data empiris.

3.Sama sekali tidak ada referensi mengenai dosis senyawa uji / herbal yang akan diteliti.

1.

-Pertimbangkan referensi dengan subyek uji, metode memperoleh senyawa uji , metode dan desain yang sama dengan penelitian yang akan dilakukan.

-Jika tidak ada, gunakan pendekatan-pendekatan dengan mempertimbangkan referensi yang ada.

-Lakukan orientasi (uji pendahuluan)

2.

-Pertimbangkan data empiris dan gunakan penghitungan menggunakan angka konversi.

-Lakukan orientasi / uji pendahuluan

3.

-Pertimbangkan referensi dengan senyawa lain / tanaman lain yang mempunyai kandungan aktif yang sama atau dalam satu golongan.

-Lakukan orientasi (uji pendahuluan)

Tabel. Konversi perhitungan dosis untuk berbagai jenis hewan dan manusia

Hewanpercobaan

Mencit20 g

Tikus200 g

Marmut400 g

Kelinci1,5 kg

Kucing2 kg

Kera4 kg

Anjing12 kg

Manusia70 kg

Mencit 1,0 7,0 12,25 27,8 29,7 64, 1 124,2 387,9

Tikus 0,14 1,0 1 ,74 3,9 4,2 9,2 17,8 56,0

Marmut 0,08 0,57 1,0 2,25 2,4 5,2 10,2 31,5

Kelinci 0,04 0,25 0,44 1.0 1,08 2,4 4,5 14,2

Kucing 0,03 0,23 0,41 0,92 1,0 2,2 4, 1 13,2

Kera 0.016 0,11 0,19 0,42 0,45 1,0 1,9 6,1

Anjing 0.008 0,06 0,10 0,22 0,24 0,52 1,0 3, 1

Manusia 0.0026 0,018 0,031 0,07 0,076 0,16 0,32 1,0

Tabel.Volume maximum larutan / padatan yang dapat diberikan pada hewan

Lama Pemberian Calon Fitofarmaka pada Uji Toksisitas.Lama pemberian fitofarmaka pada hewan coba untuk uji toksisitas dianjurkan agar disesuaikan dengan lamanya pemakaian obat pada manusia.Tabel berikut memperlihatkan skema lama pemberian yang diperlukan pada uji toksisitas dihubungkan dengan pemberian pada manusia. Tabel ini merupakan modifikasi dari pedoman FDA untuk evaluasi obat yang akan digunakan pada manusia (1975)

Lama PengunaanOleh manusia

Lama Uji toksisitasPada hewan

Dosis tunggal atau beberapa dosis

1 jenis, tidak kurang dari 2 minggu

Beberapa hari 1 jenis, 2 minggu

2 minggu 1 jenis, 3 bulan

3 minggu 1 jenis, 6 bulan

6 bulan atau lebih 1 jenis- 12 bulan = hewan bukan pengerat- 18 bulan = hewan pengerat.

Pengembangan Obat dan Proses Evaluasi

• Evaluasi mutu• Evaluasi hasil BA/BE v

Phase IV + Monitoring

ClinicEpidemiology

Phase III

Phase IIPhase I

PKPK/PD

Clinic

PKPDFarmacologyToxicol

ogy

Pre-clinic/Non-clinic

Product Design

Solution

etc

SelectionAndGen

Screening

InnovationR & D

•Synthesis•Natural Mat•Insitu

BridgIng

v

v

vv

v

vEvaluation of post marketing (AEs)

vvEvaluation on new indication

vvEvaluation on route of administration

vvvvEvaluation on Clinical Pharmacology (incl. new dosage form)

vEvaluation on general population

vEvaluation on mechanism (interaction)

vvvEfficacy Evaluation

vDose tolerance

v(v)(v)vSafety Evaluation

v