Optimización de formulaciones después de la selección de candidatos
Calliste Scholl | Julienne Regele
14 de febrero de 2024
Selección de candidatos
La selección de candidatos es la tercera fase del proceso de desarrollo de fármacos.1 El propósito principal de la selección de candidatos es seguir seleccionando y filtrando hasta los anticuerpos más prometedores; en circunstancias ideales uno o dos progresan. Durante esta fase, los investigadores están buscando evaluar el potencial de desarrollo farmacéutico de un grupo de menos de cinco anticuerpos. Un parámetro importante para evaluar el potencial de desarrollo farmacéutico es la estabilidad conformacional del anticuerpo, medida mediante Tinicio y TM; la calorimetría diferencial de barrido (differential scanning calorimetry, DSC) es la mejor herramienta. Los candidatos con la estabilidad conformacional más alta tienen el mayor potencial para uso futuro como fármacos. Tradicionalmente, los calorímetros diferenciales de barrido requieren una gran cantidad de muestra de proteína para medir con exactitud Tinicio and TM, pero es crucial obtener un valor preciso tanto para el Tinicio como para TM, razón por la cual la DSC aún es el estándar para esta medición. En esta etapa también es importante comenzar a probar concentraciones más altas que imitarán las concentraciones de dosificación, puesto que la concentración de la formulación del anticuerpo puede afectar la estabilidad conformacional.
Estabilidad conformacional
Como se mencionó, las proteínas con la estabilidad de conformación más alta son las más prometedoras para uso como fármacos. En circunstancias ideales, un candidato tendrá un Tinicio >55 °C, TM del dominio Fab >65 °C. Las técnicas de microcalorimetría, como la Nano DSC, están diseñadas para medir la estabilidad conformacional por una rampa de temperatura controlada. A medida que los investigadores utilizan esta tecnología, pueden priorizar qué anticuerpos son más estables y, por lo tanto, tienen una probabilidad más alta de desarrollo exitoso como fármacos. Tiene importancia señalar que el termograma obtenido para un anticuerpo en ciertas condiciones es como una huella digital: único. Este termograma proporciona información sobre la estructura del anticuerpo, lo cual es importante porque hay una fuerte correlación entre la estructura y la función para los anticuerpos. Los termogramas que se obtienen durante la selección de candidatos pueden servir como un punto inicial a medida que el anticuerpo progresa a la etapa de formulación del desarrollo de fármacos, donde se realiza un estudio adicional de amortiguadores.
Formulación
Durante la fase de formulación del desarrollo de fármacos, los investigadores pasan desde el estudio únicamente de anticuerpos al estudio tanto de anticuerpos como de diferentes aditivos, como excipientes, amortiguadores, sales, etc. En esta etapa, típicamente están evaluando uno o dos anticuerpos finales para desarrollar la formulación primera en humanos (first in human, FIH) para ensayos. La estabilidad conformacional aún desempeña un papel importante en esta fase porque es necesario evaluar los efectos de la estabilidad como una función de estas diferentes formulaciones de amortiguador. Si la formulación del anticuerpo se liofiliza para almacenamiento, los excipientes desempeñan un enorme papel en la protección de la estructura del anticuerpo para asegurar que permanezca intacto con la reconstitución.2 En consecuencia, es crucial que el excipiente final elegido muestre propiedades de estabilidad superiores.
Tiene importancia considerar la eficiencia y, de manera más específica, el tiempo que toma, cuando se prueban distintos excipientes. Las diferentes variaciones de cada uno de los componentes de la formulación pueden dar por resultado cientos de muestras individuales que deben probarse. Herramientas como el muestreador automático para Nano DSC permiten un rendimiento más alto y menos tiempo de intervención manual. La experimentación de alto rendimiento es el futuro de las pruebas de potencial de desarrollo farmacéutico, porque permite la optimización rápida de las formulaciones de anticuerpos.
El futuro del desarrollo de fármacos
En general, es crucial comenzar a optimizar las formulaciones después del proceso de selección de candidatos. Específicamente, la estabilidad conformacional es un parámetro clave para determinar la probabilidad de que los anticuerpos actúen como un fármaco exitoso. Cuando se desarrolla un anticuerpo, tiene importancia considerar también la estabilidad estructural del excipiente, porque esto influirá en las propiedades biofísicas del fármaco para las interacciones entre los dos compuestos. Por lo tanto, es importante poder examinar con rapidez grandes cantidades de formulaciones, y poner de relieve el valor de la automatización. El futuro del desarrollo de fármacos reside en la experimentación de alto rendimiento, donde los investigadores puedan optimizar y seleccionar rápidamente distintos anticuerpos y formulaciones, lo que permitirá evaluar con mayor eficiencia diferentes fármacos candidatos.
Referencias
- Evaluating Antibody Stability with Nano Differential Scanning Calorimetry – TA Instruments. (n.d.). Consultado el 3 de noviembre de 2023 en https://www.tainstruments.com/evaluating-antibody-stability-with-nano-differential-scanning-calorimetry/
- Zhang, Y., Williams, R. III., and Tucher, H. (2020) Formulation Strategies in Immunotherapeutic Pharmaceutical Products. World J Clin Oncol, 11(5), 275-282. https://doi.org/10.5306%2Fwjco.v11.i5.275
Otros recursos
- Application Note – Determining Thermal Stability of Antibodies with a Nano DSC
- Application Note – A Novel Thermodynamic Assay for Predicting and Monitoring Biomolecular Structure Stability
- Application Note – Characterizing Virus Structure and Binding
- Webinar – Biophysical Characterization of Antibody Drug Conjugates Using DSC
- eBook – Must Know Analytical Techniques for Biopharma Developers
- Instrument – Nano DSC
- Contact – Contact TA Instruments Today