Por qué algunos biofarmacéuticos tienen una vida útil más larga que otros es un problema que ha desconcertado a científicos y fabricantes por igual. Incluso la misma medicación producidos por diferentes fabricantes, puede variar en su vida útil.

Los profesores de la Universidad de Delaware Kelvin Lee y Abraham Lenhoff ofrecen información sobre una forma en que esto puede suceder en una clase especial de medicamentos llamados anticuerpos monoclonales. que comprenden una gran fracción de productos biofarmacéuticos.

Medicamentos tradicionales de moléculas pequeñas, como ibuprofeno o aspirina, se fabrican utilizando bien definidos, reacciones químicas discretas entre varios compuestos químicos. Biofarmacéuticos, por otra parte, son moléculas mucho más grandes y complejas que son fabricadas por células en crecimiento que producen una proteína deseada (a menudo, un anticuerpo) que se purifica para crear el medicamento.

Los productos biofarmacéuticos se pueden utilizar para tratar cánceres y trastornos autoinmunitarios o inflamatorios, como la artritis reumatoide y la enfermedad de Crohn. Adalimumab, por ejemplo, es un anticuerpo monoclonal que bloquea la inflamación causada por la artritis reumatoide al unirse a la proteína de señalización que desencadena la inflamación.

El cuerpo humano produce millones de anticuerpos en pequeñas cantidades. Los anticuerpos son los que lo protegen de las infecciones, y hasta cierto punto, de la enfermedad. Por ejemplo, una vacuna contra la varicela ayuda al cuerpo a aprender a producir un anticuerpo contra el virus de la varicela. Si contrae varicela después de vacunarse, el cuerpo reúne a sus tropas de anticuerpos y las envía a buscar, y atar al virus; luego envía una señal al sistema inmunológico para que lo elimine del cuerpo.

"Una vez que obtenga la célula para comenzar a fabricar el medicamento por usted, luego creces muchas células, purificar la droga, formúlelo y envíelo a los consultorios médicos y hospitales. Esto está simplificado, por supuesto, pero generalmente es así como se fabrican estas clases de medicamentos, "dijo Lee, el profesor Gore de Ingeniería Química y director del Instituto Nacional para la Innovación en la Fabricación de Biofarmacéuticos de Fabricación de EE. UU. (NIIMBL) en la UD.

El problema es que las células no producen solo el anticuerpo deseado (es decir, la medicina), las células producen miles de otras proteínas, también. Cuando se fabrica un medicamento, estas otras proteínas se eliminan mediante un proceso llamado purificación. Sin embargo, algunas proteínas pueden adherirse al anticuerpo y seguir su camino a través del proceso de fabricación. Los fabricantes han desarrollado métodos para separar las moléculas superpuestas de diferentes formas, en diferentes momentos durante la fabricación, pero pueden surgir problemas si la proteína que hace autostop "se ve" o se comporta como el medicamento objetivo.

Agregado a esto, Los medicamentos a base de anticuerpos a menudo se mezclan con aditivos químicos para mantenerlos seguros y estables durante un período de tiempo. digamos seis o 12 meses. Un estabilizador de uso común es el polisorbato. La función del polisorbato es mantener el anticuerpo proteico en solución.

Un desafío que ha observado la industria biofarmacéutica es que el nivel de polisorbato que se encuentra en algunos productos farmacéuticos puede disminuir con el tiempo. Este problema puede acortar la vida útil de un medicamento. Durante muchos años, no había ninguna razón discernible por la cual el polisorbato se degradaba en algunos casos, pero no en otros casos.

Descubriendo el problema impulsando nuevas soluciones

En un trabajo previo financiado por la National Science Foundation, Lee y Lenhoff estaban colaborando para comprender qué proteínas contaminantes, o impurezas, puede ser especialmente difícil de eliminar de un medicamento. Lee se especializa en analizar mezclas complejas e identificar todas las diferentes proteínas que contiene, un campo llamado proteómica. Lenhoff, el Profesor Allan P. Colburn de Ingeniería Química, es un experto en separar mezclas de proteínas.

A través de una serie de experimentos, los equipos de investigación identificaron unas pocas docenas de proteínas que parecían ser impurezas difíciles de eliminar. Una proteína que resultó interesante por su potencial de permanecer durante todo el proceso de fabricación como impureza fue la lipoproteína lipasa.

Las lipasas son enzimas que mastican grasas. La lipoproteína lipasa es una enzima común que se encuentra en el cuerpo humano y que descompone los triglicéridos, un tipo de grasa que se encuentra en la sangre y que se asocia con enfermedades cardíacas y problemas de colesterol.

"La lipoproteína lipasa es un ejemplo de una proteína que se asocia con anticuerpos y, a veces, no se puede separar de los anticuerpos mediante enfoques estándar. Por lo tanto, en última instancia, puede abrirse camino a través del proceso de fabricación hasta el otro extremo, "dijo Lee.

Los investigadores sintieron curiosidad por saber si la lipoproteína lipasa podría contribuir a la degradación del polisorbato y se centraron en experimentos adicionales para reducir la cantidad de lipoproteína lipasa para determinar qué, Si alguna, efecto que tuvo sobre el polisorbato. Resultó que reducir la cantidad de lipoproteína lipasa que estaba presente reducía la tasa de degradación del polisorbato.

"Sabíamos por el trabajo de otros en el campo ya en 2010 que la cantidad de degradación del polisorbato parecía estar relacionada con los problemas que la gente ve en la estabilidad del fármaco, "explicó Lee." Ahora, nuestra investigación publicada muestra un vínculo claro entre la presencia de lipoproteína lipasa y la degradación del polisorbato, que ha sido un problema clave que la industria ha enfrentado durante varios años ".

Los investigadores desarrollaron un método para reducir la cantidad de lipoproteína lipasa que producen las células. con el fin de reducir la cantidad que podría aparecer aguas abajo como impureza en formulaciones de fármacos relevantes basadas en anticuerpos. Patentaron la idea con la ayuda de la Oficina de Innovación Económica y Asociaciones (OEIP) de la UD. Dos ex estudiantes de doctorado de la UD, Kristen Valente y Nick Levy, ambos trabajan ahora en la industria biofarmacéutica, se nombran en la patente.

Si bien la técnica solo se aplica a medicamentos que pueden experimentar degradación de polisorbato, los investigadores lo consideran un paso incremental que puede ayudar a informar a la industria manufacturera.

"Es un problema de control de calidad, y cuando se habla de la vida de las personas en juego, realmente le prestas mucha atención, "dijo Lenhoff.

Lee estuvo de acuerdo, aunque admitió que lo que sucederá a continuación sigue siendo incierto.

"Cuando se adopta la tecnología, o por quien, Yo no sé, ", dijo." Pero, ahora existen algunas soluciones claras que la gente podría seguir para mejorar potencialmente la fabricación de un suministro estable de medicamentos que podrían experimentar la degradación del polisorbato ".