Desempeño de formulación avanzada con estudios de reología

Calliste Scholl | Julienne Regele
11 de marzo de 2024

La progresión desde el desarrollo de la formulación hasta la formulación comercial depende de la potencia de la dosis, la estabilidad intrínseca y la magnitud de autoasociación de proteína en el fármaco final.1 Esto se debe a que el fármaco está alcanzando la etapa final de desarrollo. Es fundamental que se evalúe la eficacia y estabilidad del fármaco en condiciones de la vida real. Recientemente, los productos de anticuerpos a alta concentración (PAAC) se han vuelto más deseables en el sector terapéutico debido a sus muchas ventajas singulares.

Vaccine needle​ syringe​ hypodermic​ injection single dose

Las ventajas de los PAAC

Casi todas las soluciones de fármacos con anticuerpos disponibles en el mercado se administran por vía intravenosa a los pacientes en un entorno hospitalario. Los PAAC brindarían oportunidades para que el tratamiento de enfermedades se realice mediante inyecciones subcutáneas. El volumen máximo de productos administrados por vía subcutánea es de 2 ml.1 A este volumen, los PAAC pueden suministrar cantidades más grandes de proteína y permitir que la administración se realice en la clínica de un médico o en el hogar del paciente. En general, la administración subcutánea es cómoda para el paciente, disminuye la carga sobre los profesionales de la salud, es fácil de usar, y reduce los costos de hospitalización o internamiento y los costos del tratamiento, en comparación con la administración intravenosa.1

Los PAAC permiten la autoadministración subcutánea, lo que da a los pacientes más flexibilidad y libertad en el manejo de su programa de dosificación, y les permite vivir una vida más normal mientras manejan una enfermedad crónica.1 Esto es en especial benéfico cuando se requiere administración de medicamentos a largo plazo para el manejo de una enfermedad crónica, además de asegurar el apego del paciente a las indicaciones durante el tratamiento.1

Por último, los PAAC ofrecen costos de fabricación y logística más asequibles.1 Durante la creación, la sustancia farmacológica se lleva a una concentración alta, se congela y se envía al centro final de llenado del producto farmacéutico.1 Dado que los PAAC tienen una alta concentración de proteína por unidad de volumen de la sustancia farmacológica, el costo de envío, almacenamiento y gestión de inventario es significativamente menor en comparación con el de las soluciones a concentración más baja.

Composición y estabilidad de los PAAC

Los PAAC proporcionan diversas ventajas para avanzar en el desarrollo de la formulación de un fármaco. Sin embargo, a fin de asegurar su uso terapéutico eficaz, la composición y estabilidad del fármaco deben destacar en condiciones como las utilizadas en el tratamiento. Para determinar la idoneidad, se pueden medir la agregación, el pH, la osmolalidad, estabilidad y viscosidad. Por lo general, se prefiere una agregación más baja porque limita cualquier reducción de la eficacia y estabilidad del fármaco.2 En segundo lugar, los fármacos se absorben mejor cuando no están ionizados y no pueden permear libremente las membranas celulares.3 Por lo tanto, el pH deseado depende principalmente de la ubicación diana de la terapia.3 En tercer lugar, se prefiere una osmolalidad más alta del fármaco para permitir el suministro de cantidades más grandes a un área prevista.4 En cuarto lugar, como se mencionó, el anticuerpo en sí debe ser lo suficientemente estable como para sobrevivir a la inyección y a diferentes condiciones corporales, puesto que cualquier factor que tenga repercusiones adversas sobre la estabilidad del anticuerpo reducirá su eficacia. Por último, la viscosidad puede considerarse una de las medidas de estabilidad más importantes. Específicamente, en PAAC en los cuales los anticuerpos se formulan como soluciones concentradas (> 100 mg/ml), se espera un aumento exponencial de la viscosidad de las soluciones más allá de lo que es farmacéuticamente aceptable para inyecciones subcutáneas debido a las interacciones proteína-proteína de corto alcance.1 Estas interacciones proteína-proteína pueden crear cantidades más altas de agregación de proteína y disminuir gravemente su estabilidad general y su capacidad para que se suministre a su ubicación diana.1 Por consiguiente, es crucial utilizar mediciones de viscosidad a fin de determinar y limitar las interacciones entre proteínas, cuando sea posible, para permitir estabilidad y eficacia más altas.

Beneficios de las mediciones de viscosidad en la medición de interacciones proteína-proteína

La medición de las propiedades reológicas proporciona información crucial acerca de la estabilidad del anticuerpo específico y se relaciona más estrechamente con los niveles de interacciones proteína-proteína. A últimas fechas, se ha evaluado en un estudio el efecto del NaCl sobre interacciones proteína-proteína no específicas y cómo eso podría afectar la estabilidad y viscosidad de la formulación.5 La naturaleza de las interacciones netas proteína-proteína cambió no sólo con la concentración de NaCl, sino también con la concentración de anticuerpo. Como resultado, los parámetros medidos a partir de muestras de anticuerpos diluidos y concentrados podrían conducir a diferentes predicciones sobre la estabilidad de las formulaciones de anticuerpos.5 De nuevo, esto recalca los beneficios potenciales del uso de mediciones de viscosidad para evaluar la estabilidad y el desempeño de los anticuerpos durante la etapa de desarrollo de la formulación.

Desarrollo de PAAC exitosos

En general, hay una amplia variedad de requisitos para la progresión de un fármaco desde el desarrollo de la formulación hasta la formulación comercial. Sin embargo, los PAAC parecen ser el método más promisorio para una progresión eficiente, principalmente debido a su capacidad para suministrar dosis con concentración alta, la opción de administración subcutánea por cualquier persona y en cualquier lugar, y los costos más bajos. A medida que se prueban estos PAAC, es muy importante la evaluación apropiada de la composición y la estabilidad para determinar el éxito en escenarios de la vida real. De manera específica, se ha demostrado que las mediciones de viscosidad realizadas con un reómetro son precisas para determinar las interacciones proteína-proteína. Por lo tanto, tiene importancia que los investigadores utilicen la reología para facilitar el proceso de desarrollo de fármacos y asegurar la estabilidad y el comportamiento adecuados de sus productos de anticuerpos.

Referencias

  1. Ghosh, I., Gutka, H., Krause, M. E., Clemens, R., & Kashi, R. S. (n.d.). A systematic review of commercial high concentration antibody drug products approved in the US: Formulation composition, dosage form design and primary packaging considerations. mAbs, 15(1), 2205540. https://doi.org/10.1080/19420862.2023.2205540
  2. Roberts, C. J. (2014). Protein Aggregation and Its Impact on Product Quality. Current Opinion in Biotechnology, 0, 211–217. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2014.08.001
  3. Swietach, P., Hulikova, A., Patiar, S., Vaughan-Jones, R. D., & Harris, A. L. (2012). Importance of intracellular pH in determining the uptake and efficacy of the weakly basic chemotherapeutic drug, doxorubicin. PloS One, 7(4), e35949. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0035949
  4. Sifniotis, V., Cruz, E., Eroglu, B., & Kayser, V. (2019). Current Advancements in Addressing Key Challenges of Therapeutic Antibody Design, Manufacture, and Formulation. Antibodies, 8(2), 36. https://doi.org/10.3390/antib8020036
  5. Antibodies | Free Full-Text | Effects of Monovalent Salt on Protein-Protein Interactions of Dilute and Concentrated Monoclonal Antibody Formulations. (n.d.). Consultado el 8 de noviembre de 2023, en https://www.mdpi.com/2073-4468/11/2/24