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5 Formulación de medicamentos biotecnológicos — Transcript

by Aída Jimena Velarde Salcedo · 11,551 words · 2,036 segments · language en · Watch on YouTube

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0:10Hola, bienvenidos a otro video del curso
0:12de diseño de biofarmacéuticos.
0:15En los temas anteriores hemos revisado
0:17qué caracterizan los medicamentos
0:18biotecnológicos, cómo es que se
0:20descubren y desarrollan, en qué se
0:23diferencian de los fármacos obtenidos
0:25mediante síntesis química y cuáles son
0:27algunas de sus propiedades
0:28farmacológicas.
0:29En este video vamos a abordar una etapa
0:32indispensable en el proceso de
0:34elaboración de un medicamento
0:35biotecnológico que es la formulación.
0:39Esta eh corresponde a una etapa en la
0:42que una biomolécula terapéutica se
0:45transforma eh en un medicamento que
0:48puede llegar de manera segura y eficaz a
0:50los pacientes.
0:52Eh, obtener una proteína recomendante,
0:54purificarla y demostrar que esta tiene
0:56actividad biológica y que se puede
0:58utilizar para tratar una enfermedad,
0:59pues no necesariamente significa que ya
1:01tengamos el producto terminado.
1:05Una proteína que se va a administrar a
1:07los pacientes tiene que administr
1:09administrarse durante meses o incluso
1:11años, debe de transportarse, manipularse
1:14y finalmente administrarse a los
1:15pacientes. Y durante todo este proceso,
1:18pues debemos de asegurarnos eh que
1:20conserves todo ese tiempo su identidad,
1:23estructura, potencia y también
1:25seguridad.
1:26Este, pues es un reto particularmente
1:29importante para los biofarmacéuticos
1:31porque pues en su mayoría decíamos que
1:33son proteínas y estas son hm
1:36macromoléculas estructuralmente
1:38complejas y además son altamente
1:40sensibles al entorno.
1:42A lo largo de este tema vamos a revisar
1:45pues primero qué significa formular un
1:47medicamento biotecnológico, cuáles son
1:50las principales rutas de inestabilidad o
1:52por qué son tan fácilmente
1:56eh degradables o alterables las
1:58proteínas terapéuticas,
2:00como eh en qué significan eh los
2:04estudios preformulación, qué
2:06estrategias, expientes y procesos
2:09podemos utilizar durante la formulación
2:11para controlar eh pues todas estas
2:13alteraciones que pudiera sufrir una
2:15proteína. Y finalmente pues veremos
2:17algunos eh algunos casos aplicados.
2:24Para comenzar pensemos en qué obtenemos
2:27al finalizar un proceso biotecnológico.
2:29Después de la expresión y de las etapas
2:32de purificación, es decir, del
2:33procesamiento upstream y downstream,
2:35vamos a tener una sustancia activa eh
2:38pues con un alto grado de pureza. Sin
2:40embargo, el paciente no recibe solamente
2:43la proteína purificada. es necesario eh
2:46convertir esta sustancia en un
2:48medicamento terminado, darle una forma
2:50farmacéutica y justamente eh la
2:53formulación es el conjunto de decisiones
2:55que van a permitir realizar esta
2:57transformación de principio activo a
2:59medicamento.
3:01Para esto es necesario proporcionar a la
3:02proteína el microambiente adecuado para
3:05que pueda conservar tanto su
3:06conformación, es decir, su estructura y
3:09su actividad biológica.
3:11Esto va a implicar seleccionar eh el pH,
3:15la fuerza iónica, los amortiguadores y
3:18otros expientes que pudieran estabilizar
3:20la proteína.
3:22Eh, también debemos decidir cuál va a
3:23ser la concentración, eh si va a
3:26permanecer como una solución líquida, si
3:28va a permanecer congelada o a
3:30temperatura ambiente o si será
3:31conveniente eh liofilizarla.
3:34Además, hay que considerar otros
3:36aspectos, por ejemplo, la vía de
3:38administración, el volumen que puede
3:40recibir el paciente, digamos, en en una
3:42inyección, eh ya sea en una inyección
3:45intramuscular, un vuelo intravenoso, los
3:46volúmenes que suelen manejarse son
3:49diferentes, la esterilidad, la
3:52compatibilidad con el envase y con los
3:54propios expientes, cómo interaccionan
3:56todos estos entre sí y la posibilidad de
3:58producir el medicamento de manera
4:00reproducible a escala industrial. eh
4:03además de cumplir con todos los
4:05requerimientos regulatorios.
4:08Eh, entonces aquí formular significa
4:11diseñar el microambiente físico químico
4:13que va a permitir que una biomolécula
4:15inestable como una proteína conserve su
4:17estructura y su función biológica
4:19durante el tiempo que sea necesario para
4:21administrarse a los pacientes.
4:26Entonces, el proceso de formulación eh
4:28es una etapa eh particularmente crítica
4:31para los medicamentos biotecnológicos.
4:33La razón es porque pues su propia
4:35naturaleza eh físicoquímica, ¿no?, lo
4:38que son las proteínas.
4:40Eh, estas eh son macrooléculas de un
4:43elevado peso molecular y que van a
4:44adquirir una organización estructural
4:47jerárquica, ¿no? Tenemos estructura
4:49primaria, secundaria, terciaria e
4:51incluso cuaternaria.
4:53y su función va a depender no solamente
4:55de la secuencia de aminoácidos, sino de
4:57conservar correctamente pues todas estos
4:59estos niveles de estructura.
5:02Además, pues las proteínas eh pues no
5:05son estructuras rígidas. en solución,
5:07principalmente en medios acuosos, van a
5:10presentar eh movimientos y fluctuaciones
5:12eh conformacionales constantes.
5:16Por ende, eh su estado nativo va a
5:18depender de un equilibrio entre
5:20numerosas interacciones eh
5:22intermoleculares, ya sea como puentes de
5:25hidrógeno, interacciones
5:27electrostáticas, hidrosfóbicas, fuerzas
5:29de banderbals, entre otras.
5:32Eh, entonces, pequeños cambios en el
5:35entorno van a poder desplazar eh este
5:37este equilibrio y llevarnos a una a unas
5:40condiciones pues que no sean las
5:41adecuadas, por ejemplo, la temperatura,
5:44el pH, la luz, la agitación o el
5:48contacto con determinadas superficies. A
5:50veces incluso la exposición con el aire
5:52o el oxígeno puede favorecer eh pues
5:56cambios eh o conformaciones de proteína
5:59pues parcialmente desplegadas y por ende
6:02estas conformaciones pueden perder
6:03actividad biológica, exponer regiones
6:06hidrofóbicas que normalmente pues
6:08permanecerían protegidas en el interior
6:10o en el núcleo de una proteína y esto
6:13como consecuencia generaría una
6:15tendencia a la agregación que más
6:18adelante vamos a ver pues qué problema
6:19se presentan con esto, con la
6:21agregación. Eh, entonces, pues podemos
6:24decir que el estado funcional de una de
6:26muchas proteínas es metaestable.
6:29eh en condiciones farmacéuticas va a
6:31existir una tendencia a evolucionar
6:33hacia otros estados, ¿no? Entonces, la
6:36formulación
6:37pues tal vez como tal no va a conseguir
6:40impedir completamente la degradación a
6:42un producto si lo llevamos tal vez a
6:43condiciones extremas, sino que el
6:46objetivo es hacer que estos eh procesos
6:49ocurran lo suficientemente despacio o en
6:52un ritmo para que el medicamento pues
6:54conserve sus atributos críticos de
6:56calidad durante toda la vida útil, o
6:58sea, de que esté eh en el mercado y este
7:01llegando a los pacientes
7:05Y bueno, cuando nosotros hablamos del
7:08proceso de formulación de un
7:09biotecnológico, se deben resolver al
7:11mismo tiempo pues varias problemáticas,
7:14¿no? Pues primero están estas
7:16problemáticas moleculares, es decir,
7:18prevenir la desnaturalización, evitar la
7:20agregación, reducir oxidación, no
7:23mantener a la proteína en un estado
7:24soluble y también obviamente pues lo más
7:27importante conservar la actividad
7:28biológica, ¿no? Pero pues eso va de la
7:30mano de lo que ya mencionamos.
7:33E también pues debemos eh solucionar
7:35pues varios problemas relacionados con
7:37la farmacología, bueno, problemas
7:39farmacéuticos que ya decíamos es
7:41conservar la esterilidad y la
7:44isotonicidad, por ejemplo, en
7:46formulaciones eh parenterales o
7:48inyectables para asegurar la
7:50compatibilidad eh pues con la
7:52administración, o sea, que no sea una
7:54administración dolorosa, que sea cómoda
7:56para el paciente.
7:58También deseamos las interacciones con
8:00los envases, facilitar la vía la
8:03administración del medicamento. Muchos
8:05expientes más bien cumplen con esta
8:07función, o sea, no es tanto que protejan
8:08al al principio activo, sino que
8:10facilitan la administración de este e
8:14dar estabilidad durante el transporte y
8:16durante el almacenamiento.
8:19Y bueno, y a la vez deben de pues
8:21resolverse algunos problemas
8:22relacionados con la con el proceso, con
8:24la calidad, es decir, presentar
8:27consistencia lote a lote, cumplir con
8:30las buenas prácticas de manufactura,
8:32presentar una una manufactura robusta
8:36ante diferentes condiciones y con costos
8:38de producción eh aceptables.
8:42Entonces, ¿qué pasaría si hay una mala
8:46formulación de un medicamento
8:48biotecnológico?
8:50De hecho, pues sí ha sucedido que
8:52múltiples candidatos terapéuticos
8:55han fracasado, no por falta de actividad
8:58biológica, sino por problemas de eh de
9:01estabilidad.
9:03Entonces, desde el punto de vista
9:04clínico, si una proteína o si un
9:07medicamento es inestable en su forma
9:09farmacéutica, esto puede traducirse, por
9:11ejemplo, en dosis inexactas.
9:13Eh, por ende, menor eficiencia
9:15terapéutica, también esto podría estar
9:17relacionado con reacciones adversas y
9:19pues en consecuencia el retiro de lotes
9:22del mercado. Entonces, la formulación es
9:24una etapa crítica de calidad.
9:27Eh, entonces, eh, actualmente el
9:30proceso, el estudio eh previo a la
9:33formulación y el proceso de formulación
9:34de biofarmacéuticos busques entender
9:36cuáles son los mecanismos moleculares
9:39que están involucrados en la estabilidad
9:42eh de la proteína y pues diseñar de
9:44manera adecuada e intencional, de forma
9:46racional eh la formulación. Entonces,
9:50esto pues forma parte también de h del
9:53proceso de la caracterización del
9:55producto, de conocer el proceso eh para
9:57identificar pues cuáles son las posibles
9:59rutas de degradación, cómo
10:01interaccionan, eh hacer estudios de cómo
10:03interacciona la proteína con diferentes
10:05expientes y aplicar diseños estadísticos
10:09adecuados para llegar a conclusiones eh
10:11válidas.
10:15Es importante mencionar que el
10:17desarrollo de la formulación de un
10:19medicamento biotecnológico va a ocurrir
10:21de manera paralela al desarrollo
10:24preclínico, clínico y regulatorio de un
10:27medicamento. No es una etapa eh que se
10:31presenta una vez que ya se aprobó el
10:32medicamento y ni es independiente de
10:34esta. Eh, en la etapa, la primera etapa
10:37sería la etapa de preformulación.
10:41En esta etapa, el objetivo eh principal
10:43es comprender cuáles son las propiedades
10:45intrínsecas de la proteína, su
10:47estabilidad térmica, la sensibilidad a
10:50diferentes pHs, si tiene tendencia a
10:52agregarse o no, eh a qué es soluble y
10:56cuáles podrían ser las principales eh
10:58rutas de degradación.
11:01Eh, para esto pues se hace eh se diseñan
11:06eh estudios principalmente con diseño de
11:08experimentos para probar una gran
11:09cantidad de eh de condiciones de
11:12combinaciones eh y variables, pues para
11:14ver cuáles podrían ser eh los mejores
11:17prototipos.
11:19Con esta después de esta etapa, pues ya
11:23tendríamos una formulación preliminar en
11:26la que se va a priorizar la seguridad y
11:28también la rapidez de fabricación. más
11:30que la estabilidad a largo plazo, porque
11:32aquí lo que se quiere es encontrar las
11:34condiciones adecuadas para que se pueda
11:36probar tanto en animales en la etapa
11:38perclínica o en eh en humanos en la
11:41etapa clínica.
11:43A medida que el proyecto avanza hacia la
11:45fase clínica, tal vez en etapas dos y
11:47tres, la formulación ya entra en una
11:50etapa de optimización,
11:53donde aquí ya se van a incorporar
11:54estudios sistemáticos de estabilidad,
11:57de, por ejemplo, estabilidad acelerada,
11:59eh un screening más fino de los
12:01expientes, evaluar compatibilidad con
12:04diferentes envases, evaluar también
12:07otros parámetros que tienen que ver con
12:10los requerimientos de calidad de algunas
12:12eh de algunas formulaciones, por
12:14ejemplo, si son sólidas o líquidas, como
12:16por ejemplo la viscosidad, la
12:18apariencia, eh o por ejemplo en el caso
12:21de la liofilización, si se ha definido
12:24que la proteína tiene que estar en un
12:25estado seco, pues cuáles serían los
12:28mejores expientes para preservar la
12:29estabilidad y la actividad biológica del
12:32del principio activo.
12:36Y obviamente pues también siguiendo
12:38requerimientos regulatorios.
12:41Antes del registro sanitario, pues ya se
12:42debe de definir cuál va a ser la
12:44formulación comercial definitiva, que
12:47sea robusta, reproducible y adecuada
12:49para la manufactura a gran escala y que
12:52además pues tenga una vida útil eh
12:54prolongada con un empaque final. Y de
12:56acuerdo a los requerimientos
12:57regulatorios, por ejemplo, de eh los
13:00requerimientos mínimos de estabilidad
13:01que se tienen que demostrar son pues de
13:04un periodo de de 2 años.
13:10Y bien, en esta tabla eh se resumen las
13:12algunas de las variables que deben de
13:14considerarse para formular adecuadamente
13:17un un medicamento biotecnológico, una
13:19proteína terapéutica.
13:21Primero, eh, pues tenemos el principio
13:22activo. Para esto es necesario conocer
13:25qué tipo de proteína tenemos, cuál es su
13:27peso molecular, el punto isoeléctrico,
13:30la el grado de hidrofobicidad,
13:32eh las soluciones o los componentes en
13:35los que es soluble, si presenta
13:37modificaciones postraduccionales o no,
13:39la concentración y la estabilidad física
13:42y química.
13:44También tenemos eh los factores
13:46clínicos, por ejemplo, eh pues el tipo
13:49de expientes que se pueden utilizar o
13:52las condiciones que se en las que se
13:53deban elaborar no van a ser lo las
13:56mismas para un medicamento que se va a
13:57administrar por vía intravenosa en un
13:59hospital eh para versus a tal vez una
14:03inyección subcutánea eh que se vaya a
14:06administrar eh pues en casa, ¿no?, todos
14:08los días.
14:10Em, la vía de administración también
14:12pues va a condicionar, como ya mencioné,
14:14eh el volumen y la concentración del
14:16principio activo. Esto, por ejemplo,
14:18pudiera explicar porque algunos
14:20anticuerpos eh monoclonales que se
14:22pueden eh administrar por vía
14:24subcutánea, pues requieren
14:25concentraciones muy elevadas eh pues
14:28porque no e
14:30pues no no se suelen tolerar volúmenes
14:33muy grandes por esta vía de
14:34administración.
14:36Eh, también debemos de seleccionar la
14:39forma farmacéutica, es decir, si es una
14:41solución líquida, un producto congelado,
14:43liofilizado, si va a ir en un vial, en
14:46un cartucho o incluso en una jeringa
14:48precargada también. Entonces, esto va a
14:49definir qué tipos de expientes pudieran
14:51llegar a ser compatibles.
14:53A esto también se le suma eh el envase
14:56primario, es decir, el envase primario
14:59es pues aquel eh empaque en el que va a
15:02estar en contacto directo con con el
15:05producto. Esto puede ser vidrios,
15:07polímeros, siliconas o incluso algunos
15:10metales que pueden que al final, como
15:12decía, van a tener contacto con la
15:14proteína y pueden interactuar de
15:16diferentes maneras y, incluso, pues
15:18influir en estas acelerar o retardar
15:20pues las reacciones de degradación o
15:23agregación de una proteína.
15:25Eh, los expientes también a su vez eh
15:27deben ser eficaces como agentes
15:29estabilizantes, pero también deben de
15:31ser seguros para la vía de
15:33administración y la dosis seleccionada.
15:35También no es agregar cualquier expiente
15:37porque sí. De hecho, eh podría yo
15:40mencionar que la FDA eh tiene
15:42buscadores, por ejemplo, bases de datos,
15:44pues de diferentes expientes que están
15:46aprobados para uso clínico y bajo qué
15:48concentraciones es adecuado utilizarlos.
15:51Eh, y finalmente tenemos eh pues la
15:54disponibilidad de los métodos analíticos
15:56que vayan a ser capaces de demostrar que
16:00todo este sistema conserva sus atributos
16:02de calidad, es decir, qué técnicas vamos
16:03a utilizar para demostrar que al al
16:06adicionar tal expiente o manejar tal
16:08envase, pues la el principio activo va a
16:11conservar eh su estado conformacional y
16:13su actividad biológica.
16:16Eh, y finalmente, eh, pues también
16:19tenemos que considerar todos estos
16:21aspectos de la de la propiedad eh
16:24propiedad intelectual y propiedad
16:25industrial. Eh, también puede ser que
16:30durante el desarrollo de un medicamento
16:32pues también eh sea factible hacer el
16:37registro de una patente o de algún
16:39modelo de utilidad o al contrario que
16:41para poder desarrollar una formulación
16:43adecuada para tu producto eh pues
16:45necesitas eh gestionar pues licencias y
16:47regalías relacionadas con la patente que
16:50tenga que tenga alguien más.
16:55Y bueno, para poder formular
16:57adecuadamente una proteína terapéutica,
16:59primero debemos entender qué es lo que
17:01le puede ocurrir durante su producción,
17:03almacenamiento y administración.
17:06Eh, principalmente podríamos clasificar
17:09las alteraciones que puede sufrir una
17:11proteína en cambios físicos y cambios
17:12químicos. Los cambios físicos van a
17:16modificar principalmente la estructura
17:18superior o el estado de asociación de la
17:20proteína sin requerir necesariamente una
17:23una modificación de estructura
17:24covalente, o sea, no cambia la identidad
17:26de la proteína.
17:28Eh, entre estas alteraciones tenemos la
17:30desnaturalización, la agregación, la
17:33absorción superficial y la separación de
17:35fases o lo que también se conoce como
17:37gelificación.
17:39Por ejemplo, en la desnaturalización, la
17:42proteína va a perder su conformación
17:44tridimensional y existe el riesgo de
17:47exponer el núcleo hidrofóbico de la
17:49proteína.
17:51Esto se puede desencadenar por
17:52temperaturas elevadas o cambios entre de
17:56congelación o descongelación, pH
17:58extremo, agitación intensa o incluso
18:03interacción con interfaces, ya sea aire
18:06líquido o sólido líquido.
18:08Con esto puede haber pérdida de la
18:10actividad biológica y aumenta el riesgo
18:12de agregación.
18:14Entonces, el siguiente punto que es la
18:16agregación se refiere a la asociación de
18:18proteínas eh que van a estar
18:20parcialmente desplegadas. En esto, en
18:23este caso suele haber una pérdida de
18:25proteína soluble, disminución de la
18:28potencia e incrementa el riesgo de
18:30inmunogenicidad.
18:32Los agregados pueden inducir la
18:33formación de eh anticuerpos antifármaco,
18:36que es lo que vamos a ver en el
18:37siguiente tema. y puede tener diferentes
18:40consecuencias, ya sea reducir la
18:42eficacia, cambiar las propiedades
18:44farmacocinéticas e incluso puede causar
18:46efectos adversos.
18:48Eh, luego tenemos la absorción
18:50superficial. Esto se refiere a cuando
18:53las proteínas se adhieren a los
18:54materiales como vidrio, plástico, acero
18:57o también las interfaces aire líquido.
19:00En estos casos, eh, pues esta absorción
19:03va a implicar una pérdida de la dosis
19:05efectiva, o sea, va a ser fármaco que no
19:07se va a administrar. puede también eh
19:09presentarse desnaturalización en las
19:11interfaces y eh nucleación de agregados
19:14o al final también puede haber una una
19:16como consecuencia una agregación.
19:19Y luego tenemos la separación de fases,
19:22que esto se ocurre frecuentemente en
19:24formulaciones que son muy concentradas.
19:26cuando se utilizan eh formulaciones con
19:28alta viscosidad, lo que también eh o más
19:31bien una de las consecuencias es que se
19:33generen se genere un incremento en la
19:35viscosidad y a su vez esto puede
19:38implicar la dificultad eh durante la
19:41inyección y una mala aceptación del
19:43paciente que pueda llegar a ser
19:44doloroso.
19:46Y bueno, por otro lado tenemos a los
19:48cambios químicos, eh, que estos pues
19:50implican modificaciones covalentes,
19:53incluso pues también de pérdida de la eh
19:56pues de la secuencia y de la identidad
19:57de la proteína. Eh, estos cambios eh
20:01suelen ser irreversibles
20:03y pues los principales tenemos, por
20:05ejemplo, la oxidación. Eh, usualmente la
20:08oxidación ocurre en residuos de
20:10metionina, cisteína, triptófano e
20:13isidina. eh sea por exposición a la luz,
20:18al oxígeno, a metales y pero algunos
20:22peróxidos de algún de surfactantes.
20:25Eh, la oxidación
20:27o una la oxidación de una proteína puede
20:30generar cambios conformacionales, por
20:31ejemplo, pérdida de puentes de sulfuro,
20:34eh por ende menor afinidadas biológicas
20:37y cambios en la actividad biológica.
20:39Además, se pueden generar eh epítopos
20:42que pudieran considerarse inmunogénicos.
20:45Luego tenemos la la desamidación, por
20:48ejemplo. Em aquí en estos casos puede, o
20:52sea, se genera un cambio de identidad en
20:54la secuencia. Podríamos esto usualmente
20:57pues ocurre en los aminoácidos amidados,
20:59por ejemplo, la asparagina eh pierde el
21:03grupo amino y se convierte en un ácido
21:04aspártico y la glutamina eh pues en eh
21:08también en otro amino en el aminoácido
21:11isoaspártico.
21:12Eh, entonces pues esto va a tener
21:14consecuencias en la carga y pues también
21:17en la heterogeneidad de la identidad de
21:19de la proteína. Como consecuencia, pues
21:22al o sea, al cambiar la secuencia de la
21:24proteína se va a alterar la unión
21:26también a los receptores y puede haber
21:28variabilidad eh farmacocinética.
21:31Luego tenemos eh la fragmentación, que
21:33esta pues implica la ruptura de de
21:36enlaces peptídicos.
21:38Entonces, pues si se degrada una
21:40proteína pues va a ocurrir una pérdida
21:42total de la función y existe un mayor
21:44riesgo de que estos fragmentos pudieran
21:45llegar a ser inmunogénicos.
21:49Eh, y por último, por último tenemos la
21:51glicación, que no se confunda con
21:53glicosilación. La glicosilación es un
21:56proceso de maduración hínas,
22:00pues que ocurre eh principalmente en el
22:02retículo endoplásmico o en el aparato de
22:04Golgi. Eh, y esto pues va a estar eh
22:07establecido pues por la propia secuencia
22:09de las proteínas. La glicación, este es
22:11un proceso químico eh que no es
22:14controlado, eh que se ocurre
22:16principalmente eh con azúcares
22:17reductores que vayan a estar presentes
22:19en la formulación,
22:21donde pues o sea, es la adición de
22:23residuos eh pues en cualquier parte de
22:26de la proteína.
22:28Eh esta adición de de carbohidratos
22:31puede promover la agregación y la
22:32pérdida de la actividad biológica.
22:35Entonces, aquí como dato, por ejemplo,
22:37para las formulaciones, se prefiere el
22:38uso de azúcares eh no reductores como la
22:41trealosa.
22:46Pero, ¿cuáles son eh los factores que
22:48pueden desencadenar estas modificaciones
22:50físicas o químicas?
22:52Uno de los factores eh más evidentes
22:55pues es el estrés térmico. Esto este
22:58ocurre cuando aumenta la temperatura eh
23:02pues de una solución y con el aumento de
23:04la temperatura incrementa la movilidad
23:06entre las moléculas, eh el choque entre
23:09partículas y esto puede favorecer
23:11procesos de desplegamiento y diferentes
23:13reacciones químicas. Esto también puede
23:16eh esto explica la importancia de la
23:18cadena de frío para numerosos para
23:20numerosos biofarmacéuticos.
23:22También tenemos el estrés mecánico, que
23:25este se genera durante, por ejemplo, la
23:27agitación, eh el bombeo, la filtración o
23:31el transporte.
23:32Eh,
23:35entonces, pues aquí eh muchas de estas
23:37operaciones, no sé si se fijan, muchos
23:39de estos procesos no necesariamente
23:40tiene que ver con el manejo del paciente
23:42o ya con la formulación final, sino
23:44durante eh probablemente el proceso de
23:46purificación.
23:48Eh, muchas de estas eh operaciones en el
23:51proceso de producción pueden llegar a
23:53generar, por ejemplo, espuma, eh
23:55burbujas y por ende eh nuevas
23:58interfaces, o sea, que van a promover
23:59estas interacciones entre aire líquido y
24:02que se desencaden pues muchas reacciones
24:04de de eh reacciones físicas.
24:09Eh, entre estas pues tenemos también, o
24:11sea, decíamos el estrés interfacial
24:15donde eh las proteínas se absorben sobre
24:17el aire, vidrio, plásticos, acero
24:20inoxidable, eh los filtros para
24:22esterilizar, por ejemplo, o para la
24:24clarificación o superficies eh con
24:27algunos plásticos como el silicón.
24:30Eh, una vez que una proteína sea
24:31absorbida, eh, pues puede reorganizar eh
24:34parcialmente su estructura y
24:36desprenderse pues formando eh formando
24:38agregados, que de nuevo los agregados
24:40van a tener esta tendencia de ser
24:41inmunogénicos.
24:43Hm. Luego tenemos el pH porque pues ya
24:47sabemos que eh las proteínas
24:52tienen eh un punto isoeléctrico, es
24:54decir, que dependiendo del pH en el que
24:56se encuentre pueden adquirir una carga
24:58eh positiva o negativa, ¿no? Entonces,
25:00el pH, por ende, va a influir en el
25:03estado de ionización pues de muchos
25:05residuos de aminoácidos y de la proteína
25:08y por ende influir en las interacciones
25:11electrostáticas tanto dentro de la
25:14proteína como fuera de la secuencia, o
25:16sea, entre otras moléculas.
25:18[carraspeo] Además, pues algunas rutas
25:22de alteración química, pues también van
25:24a verse más favorecidas eh pues en
25:27algunos pHs con respecto a otros.
25:30Eh, luego también tenemos la hidrólis
25:35o eh que este suele presentarse a
25:38proteínas que están a alta concentración
25:40y o que se han sometido a procesos de
25:43congelación y deshidratación.
25:47Y eh
25:50por último
25:52eh
25:54o sea, al final estos últimos e estos
25:57últimos tres puntos hay que tomarlos hay
25:59tomarl hay que tomarlos en cuenta. Eh y
26:02es también una de las razones por las
26:03que muchas proteínas eh o formulaciones
26:06se manejan de forma congelada para o sea
26:09que para que con la temperatura eh
26:11disminuya eh la movilidad de las
26:13moléculas.
26:15Sin embargo, eh durante este eh este
26:18proceso, pues también se tiene que
26:19verificar cuáles van a ser los expientes
26:22eh adecuados, porque recordemos que
26:24durante el proceso de congelación hay eh
26:27formación eh de hielo y esto puede hm
26:32dependiendo de la la velocidad con la
26:34que se formen estos cristales de hielo o
26:36de agua sólida, eh puede ser que haya
26:39movimiento, cambios en la concentración
26:41de los solutos. Eh, y esto pues también
26:44eh favorecer esas reacciones de eh
26:48de o sea, de cambios físicos o de
26:50degradación.
26:53Eh, todas estos procesos eh de cambios
26:56físicos y químicos que puede eh que
26:58puede sufrir una proteína están
27:00resumidos en esta eh en esta tabla. Yo
27:03creo que aquí eh lo que es importante
27:07recalcar es pues primero qué
27:10implicaciones o que cuáles son las
27:12consecuencias de que ocurra esta ocurra
27:16uno de estos cambios. Eh, yo creo que
27:19los cambios químicos son los que suelen
27:22tener un mayor impacto en la calidad del
27:24producto, puesto que pues cambia eh la
27:27identidad eh la identidad del producto.
27:30Eh, pero también algo que es importante
27:32eh evaluar es una si esos cambios pues
27:35sí son reversibles o irreversibles.
27:37Entonces, decíamos, los cambios químicos
27:38suelen ser irreversibles, pero también
27:40con qué frecuencia, con qué frecuencia
27:42ocurren si se fijan eh en cuanto a los
27:46cambios hm a los cambios físicos, pues
27:50la agregación es un eh es es un problema
27:53eh bastante común. Y de nuevo voy a ser
27:56muy enfática con esto y es muy
27:57importante para el siguiente tema. eh
28:00problemas de agregados en una en una
28:03formulación van a tener como
28:04consecuencia una alta probabilidad de
28:07presentar reacciones inmunogénicas.
28:10Eh, y en el caso de los cambios
28:14químicos, pues tenemos la desamidación.
28:17Sí, aunque yo creo que también el
28:18proceso de oxidación es un proceso
28:20relevante para algunas proteínas. Aquí,
28:22por ejemplo, podría yo mencionarles que
28:25para, por ejemplo, formulaciones de la
28:26hormona del crecimiento, eh la oxidación
28:29de metinas y cisteínas es algo que puede
28:32estar asociado con la desnaturalización
28:34por la pérdida de puentes de sulfuro.
28:37Y esto de hecho pues una manera de
28:40evitar ese proceso de oxidación que se
28:42da en muchos casos por interacción con
28:44el aire, pues es, por ejemplo, durante
28:47el sellado, o sea, el envasado y el
28:49sellado del del producto,
28:52empacarlos ya sea al vacío o en
28:56presencia de gases eh de gases inertes,
28:59por ejemplo, o poco reactivos como el
29:01nitrógeno.
29:03Y la desamidación, por ejemplo, es es un
29:06cambio
29:08desfavorable que ocurre en muchas
29:10formulaciones de insulina, ¿no?
29:12Entonces, dependiendo de cuáles sean las
29:14propiedades físicoquímicas de cada
29:16producto y la combinación de expientes y
29:19en bases a los que está expuesto, pues
29:21van a ser la probabilidad de que ocurran
29:23estos efectos. Entonces, al final el
29:25proceso de formulación lo que busca es
29:27cómo reducir que ocurran todas estas
29:30estas reacciones o
29:33procesos que van a alterar la
29:35estabilidad y la seguridad del
29:37medicamento.
29:41Entonces, una vez que conocemos cuáles
29:42pueden ser las principles o posibles
29:44rutas de degradación de una proteína
29:46terapéutica, pues las lo siguiente sería
29:49eh pues ver cómo podemos eh cómo podemos
29:54controlar o prevenir estos cambios.
29:57Eh, podríamos
29:59organizar las diferentes estrategias en
30:02cinco grandes grupos que serían el
30:04control del entorno químico, la
30:05estabilidad eh conformacional,
30:07estabilidad coloidal, control del estado
30:10físico y control del sistema en base
30:13proceso.
30:15sobre el contorno, el control, perdón,
30:17del entorno del entorno químico, pues
30:19esto principalmente consiste en crear un
30:23estado pues químicamente compatible con
30:26la estabilidad de la proteína. Esto
30:29puede incluir estrategias como el ajuste
30:32del pH y la selección de la solución
30:35amortiguador en la que se encuentre.
30:37Como ya decíamos, eh el pH puede influir
30:40tanto en la carga neta de la proteína,
30:42la solubilidad, la la eh la posibilidad
30:46de agregación, eh las desamidaciones
30:49también ocurren a ciertos pHs, hidrólis
30:52y oxidación. Entonces, pues aquí lo
30:54ideal es elegir un pH donde la proteína,
30:57por ejemplo, que esté lejos de su punto
30:58iso eléctrico,
31:00eh donde la degradación química sea
31:02mínima y la solubilidad sea la adecuada,
31:05¿no?
31:07También podemos proteger contra la
31:08oxidación.
31:10Eh, en este caso pues se pueden envasar
31:13las proteínas, como decía en la
31:14diapositiva anterior, en atmóferas
31:16inertes, protegerlas también de la luz,
31:19utilizar agentes queantes y, incluso,
31:22pues agentes antioxidantes.
31:25Eh, aquí pues la idea de utilizar
31:26agentes antioxidantes es reducir la
31:28presencia de radicales libres y proteger
31:30eh pues los aminoácidos que sean
31:32sensibles a la oxidación.
31:35Eh, otro punto sobre el control químico
31:37sería eh prevenir las reacciones de
31:40Mayar. Estas son un tipo de reacciones
31:44eh que ocurren, son reacciones no
31:46enzimáticas que ocurren entre grupos
31:48carbonilos de un azúcar reductor y los
31:51grupos aminolibre de biomoléculas, pues
31:54como muchas como muchas proteínas,
31:56aminoácidos, ¿no? Especialmente en el
31:59extremo eh el extremo n terminal de las
32:02proteínas o por ejemplo el grupo amino
32:04de la licina. Cuando ocurren estas eh
32:08reacciones
32:09entre carbohidratos y proteínas,
32:12que luego a veces esas se presentan a
32:14altas a cambios de temperatura, eh aquí
32:17pues va a ocurrir una degradación
32:19covalente, o sea, es un cambio químico
32:22que va a comprometer la estabilidad, la
32:25potencia y la seguridad. De hecho, estas
32:28reacciones de Mayilart eh son las que
32:29suelen estar asociadas con la glicación,
32:32¿no? Eh, estas reacciones se aceleran en
32:35presencia de azúcares reductores, por
32:37eso les decía que se tiende a preferir
32:39azúcar el uso de azúcares no reductores
32:41en las formulaciones,
32:43temperaturas elevadas, humedad residual
32:46en productos leofilizados, APH neutro
32:48ligeramente o ligeramente básico y
32:51tiempos prolongados de almacenamiento.
32:53Entonces, pues todas esas
32:53consideraciones son importantes, pues
32:56para definir eh los expientes y el las
32:59temperaturas y tiempos de
33:01almacenamiento.
33:03Eh, luego tenemos la estrategia de eh
33:05dar una cierta estabilización
33:07conformacional
33:09eh donde pues se van a dar las
33:11condiciones en las que se favorezca el
33:13estado nativo bioactivo, es decir,
33:16funcional de la de la proteína.
33:20Eh, por ejemplo, una estrategia para
33:22esto sería favorecer la hidratación
33:24preferencial. Con esto nos referimos a
33:27usar
33:29solutos que favorezcan la hidratación en
33:31el estado nativo. Eh
33:34eh donde van a donde se pueden utilizar
33:38componentes, por ejemplo, como
33:39osmolitos,
33:41que van a eh
33:44van a funcionar como un puente entre la
33:46proteína y las moléculas de agua. Y
33:48esto, por ejemplo, hm, cuando hablamos
33:51de formulaciones eh líquidas
33:55eh o muy concentradas, pues o sea, es
33:58una manera de proteger a la proteína o
34:02por ejemplo también las las
34:03formulaciones liofilizadas ayudan a que
34:05no pierda su estructura tridimensional.
34:09También podemos eh utilizar aminoácidos
34:12que funcionen, que sean estabilizantes.
34:14Aquí, pues, por ejemplo, por mencionar
34:15la propia prolina, eh funciona como una
34:18agente osmol como un osmolito.
34:21Eh, también algunos aminoácidos pueden
34:25eh actuar como surfactantes, es decir,
34:27reducir la agregación de proteínas,
34:29favorecer la solubilidad. Eh, un ejemplo
34:32de esto eh será, por ejemplo, la
34:34arginina, porque interfiere con las
34:37interacciones hidrofóbicas proteína a
34:39proteína.
34:41Eh, también se puede hacer uso de
34:42ligandos específicos.
34:45Algunas proteínas se estabilizan al a
34:48unirse con ligandos naturales. Un
34:50ejemplo eh muy relevante de esto y que
34:53lo vamos a ver en la en la en la
34:55siguiente unidad es la insulina.
34:58La insulina, de hecho, incluso de forma
35:02nativa, o sea, la insulina endógena se
35:05almacena en el páncreas en forma de
35:07hexámeros, ¿no? No está la insulina como
35:09un monómero y esos exámos estabilizan en
35:13presencia de iones eh de iones de zinc.
35:17Eh, entonces, pues vamos a ver después
35:19que muchas formulaciones de insulina
35:22incluyen zinc justamente para darles
35:24estabilidad porque eh la insulina por sí
35:28sola tiene esta tendencia a
35:30autoasociarse. Entonces, si no se hace
35:33de manera ordenada con este núcleo eh
35:36este núcleo de zinc para formar
35:38exámeros, va a tender a agregarse, ¿no?
35:41a a polimerizarse, podríamos decirlo, y
35:44formar agregados y que por ende
35:45esogénica.
35:48Luego tenemos la estabilización
35:50coloidal.
35:52Eh, en soluciones diluidas, las
35:54proteínas se comportan con moléculas
35:56dependientes, independientes.
35:59Eh, sin embargo, en formulaciones eh
36:02farmacéuticas, donde puedan estar eh tal
36:04vez muy concentradas, eh pues en
36:06realidad pues no nada más están en
36:08presencia de agua, sino decíamos pues en
36:10otros con otros expientes y pueden eh
36:13adquirir un comportamiento eh más
36:16coloidal. Entonces, em esto puede
36:19implicar que haya un choque más
36:21frecuente entre moléculas y, por ende,
36:24eh
36:26incrementar la probabilidad de que
36:28ocurran estos cambios físicos y
36:30químicos.
36:32Eh, para esto eh se puede eh controlar
36:37la fuerza iónica de la solución en la
36:40que está una proteína. Aquí, por
36:42ejemplo, el manejo de sales, pues ayuda
36:44a controlar las interacciones
36:46electrostáticas y pues también a
36:48favorecer la la
36:50solubilidad
36:52o pero obviamente pues en condiciones
36:54adecuadas, porque también ya eh ya han
36:57visto en bioseparaciones que pues una
36:59proteína se puede se puede precipitar
37:01con altas concentraciones de sales.
37:03Entonces aquí eh puedes encontrar el
37:06punto el punto óptimo, ¿no?
37:13Luego tenemos como parte de
37:15estabilización coloidal también el uso
37:17de aminoácidos. Aquí vuelvo a hablar de
37:19la arginina, la cual interfiere con
37:22contactos hidrofóbicos, o sea, eh
37:25protege a la proteína de estas
37:27interacciones.
37:29Entonces, esto eh reduce la energía de
37:31asociación entre proteína y proteína y
37:33aumenta la solubilidad.
37:36también el uso de osmolitos
37:39y azúcares, que pues de hecho los
37:41azúcares al tener muchos grupos
37:42hidroxilo pues van a funcionar como
37:45osmolitos, es decir, eh que van a
37:47generar eh una hidratación preferencial
37:50y superficial hacia la proteína, o sea,
37:52van a generar como una, no quiero decir
37:54como una cubierta, pero sí van a eh
37:57estos grupos e hidroxilo van a formar
38:00puentes de hidrógeno con las porciones
38:04hidrofílicas de la proteína.
38:06y prevenir eh esta repulsión estérica y
38:09prevenir la agregación.
38:12H también podemos hacer el uso de
38:14utilizar surfactantes.
38:17Eh aunque esto usualmente pueden
38:18utilizarse para otras funciones, pues
38:20también pueden ayudar a estabilizar
38:23coloidalmente eh soluciones o
38:25suspensiones de proteína.
38:27Eh, lo más adelante, bueno, eh vamos a
38:30verlo con más detalle, pero e los
38:32surfactantes tienen porciones
38:34hidrofóbicas e hidrofílicas,
38:37entonces van a eh en general, pues sí,
38:40una van a recubrir las regiones
38:41hidrofóbicas y van a reducir la adhesión
38:45proteína a proteína y por ende prevenir
38:47la formación de agregados.
38:50Luego tenemos el control del estado
38:51físico
38:53en el que eh pues decimos eh que es
38:57definir, por ejemplo, si una una
38:59proteína eh es lo adecuado estar en
39:02forma líquida o en forma sólida. Eh,
39:06muchas de las reacciones eh de
39:08degradación que hemos visto requieren
39:10pues de movimiento, o sea, al final
39:11cualquier reacción química requiere la
39:13interacción entre dos moléculas
39:15diferentes para que pueda llevarse a
39:17cabo la reacción y eh
39:21o sea, al final son colisiones entre
39:23moléculas, ¿no? Y esas colisiones pues
39:26van a depender, deamos, de la
39:28temperatura,
39:29el grado de movilidad que tienen esas
39:31moléculas, pero también en que estén
39:33dispersas.
39:34Eh, el agua pues es un agente eh, pues
39:39podríamos decir que no conductor, pero
39:42que va a favorecer este movimiento de
39:44entre moléculas, eh, por ejemplo,
39:47proteína, proteína o proteínas con
39:49reactivos o, o sea, con excipientes o
39:51proteínas con materiales.
39:56Entonces, pues controlar el estado
39:57físico de la proteína puede ayudar a
39:59controlar esa ese grado de movilidad que
40:01pueda llegar a tener, ya sea en estado
40:03líquido o por ejemplo una solución
40:06congelada o en forma de un sólido
40:09amorfo, un sólido cristalino, un gel,
40:12etcétera.
40:14Eh, por ejemplo, las formulaciones eh
40:16líquidas, pues tienen es el estado en el
40:18que tienen la mayor movilidad y por ende
40:21mayor probabilidad de colisiones.
40:24Entonces, pues aquí tal vez una manera
40:26de controlar esas reacciones en ese
40:28estado físico, pues sería la
40:30temperatura, ¿no? Eh, digamos que esta
40:33no sería como la la el medio más estable
40:36en la que se pudiera almacenar una
40:38proteína. Sin embargo, pues las
40:39soluciones eh pues son las las es la
40:43el estado físico, la formulación que se
40:45utiliza más eh porque pues la
40:48dosificación es sencilla y los costos de
40:51fabricación eh son menores.
40:54E
40:58luego tenemos otra estrategia que sería
41:00la congelación,
41:02eh, o sea, de esa solución líquida
41:05pasarla en un estado sólido, aunque
41:07sigue estando en presencia de agua. Aquí
41:09pues lo que ocurre es que la movilidad
41:10entre las moléculas mediante la
41:12solidificación es mucho menor y esto
41:14pues reduce las reacciones reacciones
41:17químicas. Sin embargo, como ya había
41:19mencionado, esto puede generar un estrés
41:22nuevo, meterle ahí otra variable eh que
41:24pudiera alterar la proteína. Eh,
41:26conforme es este proceso de congelación
41:29eh va a cambiar la concentración de los
41:31solutos en las fases que no se han
41:33congelado. Esto puede cambiar el pH en
41:36el que se encuentra la proteína, eh
41:38puede generar la cristalización de
41:40sales, generar estrés osmótico
41:43y por ende pues alterar alterar la
41:45estabilidad de la proteína. Eh, para
41:47esto pues en conjunto durante la
41:49congelación se pueden adicionar agentes
41:51crioprotectores para reducir este
41:53estrés.
41:56Si esto no fuera lo adecuado, pues
41:57también podríamos tener la opción de la
41:59aliofilización,
42:01que esta es una de las formas eh más
42:04eficaces para estabilizar eh un
42:06producto.
42:08Al final el producto de la en el después
42:11de un proceso de leofilización se va a
42:13generar un sólido amorfo vitreo que no
42:16tiene nada de agua, eh donde hay una
42:19viscosidad extremadamente alta, la
42:21difusión entre moléculas es casi nula y
42:24podríamos decir que las eh las
42:26partículas o la proteín se va a
42:28encontrar completamente inmovilizada.
42:32Eh, y de hecho este proceso eh pues
42:35puede aumentar la vida útil de un
42:37producto y no nada más de una proteína,
42:39sino de otros de meses a años de
42:41almacenamiento, aunque pues ahorita
42:44vamos a ver que pues deben de también de
42:45tenerse cuidado de cómo se lleva a cabo
42:47este proceso.
42:51También para como parte del control del
42:54estado físico podemos generar
42:55formulaciones más concentradas de
42:57proteína
42:59eh para e
43:02pues más que
43:04que sea una estrategia, sino es una de
43:06las condiciones en las que de tipos de
43:08formulaciones que se pueden presentar.
43:10Eh, entonces aquí hay que considerar que
43:12con eh formulaciones altamente
43:14concentradas, como ya decía, hay una
43:16mayor probabilidad de colisiones, va a
43:18aumentar la viscosidad. Y esto puede
43:20tener implicaciones sobre eh
43:23autoasociación y agregación de una
43:25proteína. Entonces, eh el manejo de este
43:28tipo de de formulaciones van a requerir
43:31el uso de jeringas especiales para
43:32manejar pues eh líquidos más viscosos,
43:35un manejo más delicado o controlado de
43:38la temperatura y adición de eh
43:41decosolutos, o sea, que también ayuden a
43:43prevenir estas colisiones reacciones
43:45entre la proteína.
43:47Y por último, eh tenemos el control del
43:50sistema en base proceso.
43:52Entonces, este también es un punto eh eh
43:55bastante importante y lo vamos a ver eh
43:57más adelante con eh con casos incluso eh
44:01clínicos
44:03eh farmacéuticos que se han presentado
44:05en la vida real. eh donde decíamos que
44:09una proteína puede eh interaccionar con
44:13las superficies sólidas del envase
44:15especialmente especialmente cuando está
44:17en solución o también con interfaces
44:20aire líquido, entre otros. Entonces cada
44:23interacción que tenga, o sea, estamos
44:25hablando de interacción con porciones
44:27hidrofóbicas donde no va a haber agua,
44:29¿no? De un donde sí hay agua a donde no
44:31hay agua. Entonces, cada,
44:34dependiendo del movimiento de la
44:35molécula, cada contacto con esas
44:37superficies eh o fases hidrofóbicas,
44:42pues puede aumentar la probabilidad de
44:44un se genere un mecanismo de degradación
44:46o de agregación.
44:49Eh, aquí, por ejemplo, puede presentarse
44:51absorción a vidrios o a plásticos.
44:54Eh, y esto puede generar eh
44:57interacciones electrostáticas y
44:59absorción y agregación de proteínas.
45:02Para evitar esto, pues suelen utilizarse
45:04agentes eh surfactantes que recubren la
45:07superficie de la proteína, perdón, no,
45:10recurren la superficie del material o de
45:12la interface eh antes que la proteína.
45:15compiten, digamos, por esas por esas
45:17interacciones.
45:19Eh,
45:22también pues parte de cómo se puede
45:24controlar esto es además con el uso de
45:26surfactantes, pues controlando el tipo
45:27de de materiales. Habrá materiales con
45:29las que las proteínas eh tengan menores
45:32interacciones electrostáticas que con
45:34otros.
45:36Eh, también pues existen sustancias que
45:38pueden migrar
45:40eh del envase al producto, como por
45:43ejemplo agentes plastificantes,
45:45eh metales, siliconas, eh que pueden
45:48interaccionar con la proteína y promover
45:50la oxidación eh de algunos de algunos
45:53aminoácidos, favorecer la formación de
45:55agregados y dar cierta inestabilidad a
45:58la formulación. Entonces, e aquí pues
46:01esta parte del control del sistema en
46:02base a proceso es parte de por qué es
46:05importante hacer estos estudios de
46:07preformulación y no nada más de los
46:08expientes, sino de los materiales.
46:12Eh, aquí, bueno, también podría darse el
46:15caso que haya el manejo, por ejemplo, de
46:19lubricantes o el uso de como la silicona
46:22para reducir la fricción durante eh el
46:25envasado y el empaquetado.
46:27Hay que tener cuidado de que no haya,
46:30digamos, fugas de estos agentes
46:32lubricantes que lleguen al envase final,
46:36porque pues se ha visto que la silicona
46:38en como un ejemplo puede inducir la
46:40agregación y generar partículas
46:42subvisibles agregadas de proteína.
46:45Eh, también para eh durante el proceso
46:50de envasado hay que tener cuidado con el
46:53estrés mecánico porque ya lo ya lo
46:55habíamos mencionado, el bombeo, la
46:57filtración o la o las vibraciones
46:59durante el transporte, pues pueden eh
47:02alterar la estabilidad de la proteína.
47:09Y bueno, también durante el transporte
47:12hay que eh cuidar pues justamente estas
47:14vibraciones y fluctuaciones térmicas que
47:17pueden eh dependiendo en en qué forma se
47:20encuentra el producto pueden llegar a de
47:23pasar de un producto congelado a
47:24descongelado. Eh, entonces pues esto
47:28también decíamos que va a tener efecto
47:30en la estabilidad eh del producto.
47:32Entonces aquí eh pues las implicaciones
47:35durante el proceso de distribución pues
47:39tal vez sea necesario eh o sea
47:41asegurarse eh establecer una cadena de
47:44frío, ¿no?, durante la distribución y
47:46pues también el almacenamiento.
47:51Pero bien, e una vez que hemos definido
47:55cuáles pueden ser algunas de las
47:56estrategias que se podrían que se
47:59deberían de utilizar para encontrar una
48:02formulación óptima, pues, ¿cómo sabemos
48:06cuál de estas eh podemos utilizar? ¿Qué
48:08tipo de expientes? De hecho, e si se
48:11fijan, eh yo mencionaba que hay hm
48:15un mismo tipo de expiente se puede
48:18utilizar para atacar diferentes
48:20problemáticas y también eh es importante
48:23ubicar que hay expientes, o sea, una
48:25sola molécula que puede también cubrir
48:28eh diferentes diferentes funciones, pero
48:31para definir cuáles son todas estas eh
48:34cuál estrategia o combinación de
48:36estrategia sería la más adecuada, pues
48:38para eso es donde eh surge la
48:40importancia de hacer estos estudios de
48:42preformulación que mencionábamos eh
48:44previamente, ¿no?
48:48Aquí,
48:50bueno, la la etapa de preformulación
48:52tiene como objetivo
48:54caracterizar primero todas las
48:56propiedades físicoquímicas y
48:59estructurales de la proteína terapéutica
49:02y de las interacciones
49:05proteína o principio activo y expiente
49:08para encontrar cuál es la condición eh
49:11pues ideal para esta formulación. Eh,
49:15entonces digamos pues aquí en esta etapa
49:19como parte de la caracterización,
49:21o sea, que va a implicar la
49:23preformulación, pues es responder
49:24preguntas a como qué tan fácilmente se
49:27eh despliega o se desnaturaliza una
49:29proteína. Si, por ejemplo, aún estando
49:32bien plegada va a tender a agregarse,
49:34como era lo que mencionaba con el caso
49:35de la de la insulina. Eh, ¿qué tan
49:38probable es que sufran modificaciones eh
49:40covalentes, por ejemplo, como
49:42desamidaciones o glicaciones?
49:45¿En qué condiciones eh o sea, cuáles son
49:47las condiciones más inestables en las
49:49que podía estar una proteína? Si soporta
49:51la congelación, la agitación, h la
49:54filtración o concentraciones muy altas
49:57en solución.
49:59Eh, entonces para esto
50:02eh pues emplea en la etapa
50:04preformulación diseño de experimentos,
50:07decíamos, para evaluar eh las diferentes
50:09combinaciones entre buffers, eh
50:12expientes,
50:13envases y, por ejemplo, temperaturas de
50:17de manejo para eh en con el menor número
50:22de condiciones experimentales hacer
50:24pruebas y encontrarlas eh eh que tanto
50:28influyen todas estas variables, ¿no?, en
50:30en la estabilidad del producto.
50:34Y pues para esto podemos hacer uso de
50:36diferentes herramientas analíticas que
50:38vamos a a ver con más detalle en la en
50:41la unidad tres, pero lo que viene aquí
50:45mostrado en la parte derecha de la
50:46diapositiva es pues algunas técnicas que
50:49eh que conforman que forman parte de la
50:52caracterización de una proteína, pues
50:54que nos van a ayudar a definir también
50:56junto con este diseño de experimentos a
51:00hacer los ensayos de preformulación más
51:02adecu adecuados. Eh, por ejemplo,
51:06para definir el el punto ISO eléctrico y
51:09el perfil de carga, para eso se pueden
51:11utilizar técnicas como la electroforesis
51:13capilar, el isolento enfoque o el
51:16potencial Z. Para evaluar la subilidad
51:19de una proteína, eh se puede utilizar,
51:21por ejemplo, ensayos de turbidez o
51:22dispersión dinámica de luz de luz para
51:24ver eh tamaño de partículas en caso de
51:27que estuviera en una suspensión.
51:30Para ver la estabilidad térmica, pues se
51:32suele hacer uso de calorimetría
51:35diferencial de barrido, la cual mide las
51:37la temperatura de transición
51:40de una molécula, hablando, por ejemplo,
51:42a qué tan fácilmente desnaturalizable
51:45es.
51:46Eh, para ver la estabilidad
51:48conformacional eh podemos utilizar el
51:50licroismo circular que nos ayude a
51:53evaluar la estructura secundaria, por
51:54ejemplo, ver qué tantos
51:58eh hélices alfa, láminas beta podían
52:00estar presentes o que si hay estructuras
52:02muy desordenadas como parte de pues de
52:05la estructura intrínseca de la proteína.
52:08Eh, la fluorescencia también eh ayuda a
52:12evaluar la exposición, por ejemplo, de
52:15aminoácidos fluorescentes como la fenil
52:17eh aromáticos, como la fenil alanina,
52:20tirosina y el triptófano, espectroscopía
52:23de infrarrojo, espectroscopía raman. Sí,
52:27para evaluar la estabilidad coloidal,
52:30por ejemplo, la dispersión dinámica de
52:32luz ayuda a medir el tamaño
52:34hidrodinámico y la polidersidad de
52:36partículas.
52:38Eh, la turbidez ayuda a detectar
52:40partículas en micrómetros. También el
52:42potencial Z predice la estabilidad
52:44coloidal.
52:46Eh, estudios de viscosidad eh evalúa eh,
52:50por ejemplo, qué tan factible es el es
52:54qué tan fácilmente inyectable puede ser
52:55una solución muy concentrada de una
52:57proteína. O por ejemplo, para evaluar la
53:00degradación química se puede hacer uso
53:03de técnicas como, por ejemplo, HPLC para
53:05cuantificar la pureza, fragmentos o algú
53:09agentes contaminantes, cromatografía de
53:11exclusión molecular para ver eh
53:14polimerización o formación de agregados,
53:17espectreometría de masas puede ayudar a
53:19detectar eh reacciones químicas como
53:21oxidación, desamidación con bastante
53:24bastante precisión.
53:27Ah, o incluso pues una electroforesis de
53:29poliacrilamida nos puede ayudar a
53:31evaluar si hay eh hidrólis o
53:33fragmentación de de una proteína.
53:40En esta tabla se muestran eh algunas
53:42técnicas que pueden utilizarse para
53:44estudiar las proteínas y sus
53:45interacciones con los con expientes.
53:49Eh, aquí, bueno, principalmente se se
53:52rescatan cuáles son las que más se
53:53utilizan y como por ejemplo
53:56dicrosmocircular, espectroscopio de
53:58bebis, espectrometría de masas, eh
54:03calorimetría, infrarrojo, etcétera, ¿no?
54:06Y aquí se menciona cuáles son eh pues el
54:10tipo de interacciones eh o propiedades
54:13físicoquímicas que ayudan a evaluar.
54:15Entonces, eh esto de nuevo lo vamos a
54:18abordar con mayor detalle en la unidad
54:20tres, en la en el tema de
54:21caracterización de proteínas, pero eh lo
54:24que quiero que se lleven ahorita pues es
54:26que se pueden utilizar, o sea, como
54:27parte de las pruebas de de los estudios
54:29de preformulación eh todo una batería de
54:34de métodos
54:35para eh pues para poder obtener eh la
54:39mayor información posible, eh poder ir
54:42como que hm ir ensamblando todas las
54:46piezas eh del rompecabezas, ¿no?, para
54:48tener un panorama más completo de lo que
54:50se está evalando.
54:54Bueno, ahora vamos a hablar un poquito
54:55más de los eh de los expientes que
54:58podemos utilizar.
54:59Eh, aquí en esta tabla pues se listan
55:02algunos eh algunas familias de expientes
55:04que suelen utilizarse en las
55:05formulaciones de eh de proteínas
55:08terapéuticas.
55:10Eh,
55:12aquí, bueno, existen numerosas
55:13categorías, cada una cumple con
55:15funciones diferentes. Por ejemplo,
55:16tenemos eh sustancias amortiguadoras
55:20como el tri, sales de fosfato, citrato,
55:23que pues ya saben, eh el objetivo pues
55:26es mantener una una solución en la que
55:29se encuentra eh un fármaco pues en un eh
55:32en un intervalo de pH adecuado.
55:36Tenemos también los aminoácidos, que
55:41bueno, este como tal no es que esa sea
55:42su función ser aminoácidos, sino que los
55:44aminoácidos pueden utilizarse como
55:46expientes para cumplir diferentes
55:48funciones, por ejemplo, como actuar
55:50comosmolitos, ser antioxidantes o
55:52incluso también eh agentes eh
55:55tonificantes.
55:56Tenemos los osmolitos que, como ya
55:58mencionábamos, favorecen la conformación
56:00nativa de las proteínas, eh generando eh
56:05o favoreciendo la formación de puentes
56:07de sulfuro. Entre estos pues tenemos la
56:10eh deseamos eh carbohidratos eh no
56:14reductores, algunos aminoácidos como la
56:16glicina o la prolina.
56:18Eh, luego también tenemos a los azúcares
56:21y carbohidratos como la sacarosa,
56:23trialosa, orbitol,
56:26eh que también eh se pueden utilizar en
56:28formulaciones tanto líquidas como
56:30liofilizadas o por ejemplo eh habrá
56:33algunos carbohidratos que puedan
56:35utilizarse como agentes acarreadores.
56:37Por ejemplo, eh la lactosa. La lactosa
56:41se utiliza eh por ejemplo para
56:43suspensiones, perdón, para polvos
56:45inhalables.
56:47Entonces, pues hay por mencionar ahí
56:49unos ejemplos, ¿no? Tenemos las
56:51proteínas y polímeros como la albúmina
56:54humana o la gelatina, que serían
56:56proteínas o polímeros como polietil o la
57:00polivinil pirolidona,
57:02eh que estos usualmente se utilizan eh
57:05como agentes em
57:09como agentes surfactantes o estos que
57:12les digo que eh pues sí que previenen la
57:15agregación la agregación de proteínas.
57:18tenemos eh sales, por ejemplo, que se
57:19pueden utilizar como agentes
57:20tonificantes,
57:22otros surfactantes como
57:25eh como el polisorbato,
57:27agentes eh queelantes eh por ejemplo en
57:31el caso de que haya eh no sé, por decir
57:33alguna proteína que en presencia de
57:35ciertos iones o ciertos metales eh esto
57:38altere su estabilidad o su actividad
57:40biológica, se pueden utilizar agentes
57:42queantes como LDTA, eh agentes
57:44antioxidantes como eh algunos amino
57:48como la metionina eh o incluso eh etanol
57:53o pueden utilizarse agentes
57:55antioxidantes como, no sé, se me ocurre,
58:00por ejemplo, ácido ascórbico,
58:02pues para prevenir la oxidación de
58:04proteínas, ¿no? Un antioxidante casi
58:05siempre pues funciona, que es como una
58:07molécula que va a competir por ese
58:09proceso de oxidación de que primero se
58:11oxide el agente antioxidante antes de
58:12que se oxide lo demás, ¿no? Tenemos los
58:15conservadores como derivados del fenol y
58:18el mcresol, que es se utilizan para
58:20prevenir el crecimiento microbiano en
58:23formulaciones principalmente multidosis,
58:25porque pues también recordemos que eh
58:28pues muchas de las formulaciones de
58:29proteínas pues van a ser eh
58:31parenterales, es decir, inyectables,
58:33entonces tienen que estar estériles.
58:36y ligandos específicos, como
58:38mencionáamos en el caso de la insulina,
58:40metales como el zinc, pues pueden aunque
58:43aquí ya va a depender de cada de cada
58:47biofarmacéutico en particular, pero pues
58:49que pueden ayudar a estabilizar la
58:51proteína.
58:55Bien, ahora vamos a hablar pues de
58:57manera particular de algunos de estos de
58:59estas categorías de expientes. Primero
59:02tenemos los osmolitos.
59:04Eh, estos son compuestos solubles en
59:06agua que regulan la presión osmótica
59:08dentro de las células, o sea, de manera
59:10natural así funcionarían, evitando que
59:12pierdan eh o absorban agua de manera
59:15excesiva cuando [carraspeo] el entorno
59:17cambia de concentración de solutos.
59:20En el caso de su uso en formulaciones,
59:22pues ayudan a estabilizar las proteínas,
59:25este, preservando la eh eh la formación
59:29de puentes de hidrógeno y prevenir la
59:32deshidratación.
59:34en, por ejemplo, en ambientes de alta
59:37salinidad o, por ejemplo, con cambios de
59:39temperatura. De aquí podemos encontrar e
59:43solutos [carraspeo] orgánicos e
59:44inorgánicos. Entre los orgánicos,
59:46decíamos están aminoácidos como la
59:48prolina y la glicina, azúcares como la
59:51tralosa y el sorbitol, alcoholes como el
59:53lincitol.
59:55Eh, dentro de los inorgánicos podremos
59:58encontrar sales minerales como el cloro
1:00:00de sodio y cloro de potasio.
1:00:03Eh, y bueno, en general [carraspeo] eh
1:00:05los osmolitos
1:00:07tienden a aplicarse en formulaciones
1:00:12eh para
1:00:14eh pues para proteger la mantener la
1:00:18hidratación eh de proteínas.
1:00:25Los osmolitos se usan en formulaciones
1:00:27líquidas,
1:00:29tienden a inducir estabilización
1:00:31térmica, reducen la agregación y ajustan
1:00:34la tonicidad. En formulaciones
1:00:36leofilizadas también se pueden utilizar
1:00:38como agentes crioprotectores, es decir,
1:00:40agentes que protegen durante la la
1:00:43congelación, lioprotectores durante el
1:00:46proceso del secado por leofilización y
1:00:49favorecen la formación de sólidos
1:00:52amorfos.
1:00:55Luego tenemos los agentes surfactantes.
1:00:57Estos también son llamados
1:00:59tensioactivos,
1:01:01que deseamos son eh moléculas eh
1:01:05anfifílicas, es decir, que poseen una
1:01:07porción hidrofílica y una porción
1:01:10hidrofóbica.
1:01:12Eh, esta doble naturaleza permite que
1:01:15pues se puedan situar en interfaces pues
1:01:18hidrofóbicas, hidrofílicas eh que
1:01:20normalmente no se mezclarían, ¿no?
1:01:22Ayudan a reducir por ende la tensión
1:01:24superficial, facilitan eh la mezcla y la
1:01:27formación de eh de emulsiones.
1:01:32Los agentes surfactantes cuando se
1:01:34aplican a a proteínas
1:01:38eh ayudan a orientar las porciones
1:01:42hidrofóbicas
1:01:44hacia, o sea, las porciones hidrofóbicas
1:01:46del del surfactante hacia estas
1:01:51interfaces aire plástico y por lo tanto
1:01:54eh pues ayudan a prevenir a esta h esta
1:01:58desnaturalización o exposición de
1:02:00porciones de porciones hidrofílicas.
1:02:04Entonces, aquí podíamos decir los
1:02:06surfactantes van a difundir más rápido
1:02:08hacia esas porciones hidrofóbicas que
1:02:10las proteínas y van a formar una capa
1:02:12una capa protectora. Entonces, la
1:02:15proteína ya no puede e absorberse en
1:02:19estas interfaces.
1:02:21Eh, por ejemplo, bueno, aquí los
1:02:23surfactantes en formulaciones con
1:02:25anticuerpos monoclonales se utilizan
1:02:27mucho. También previenen la agregación
1:02:30por espuma y turbulencias durante el
1:02:32proceso de llenado. Protegen contra el
1:02:35vidrio, silicona y plástico y disminuyen
1:02:37la absorción a membranas. Entre estos
1:02:39agentes, pues tenemos el polisorbato 20,
1:02:42el polisorbato 80 o los poloxámeros.
1:02:46eh este ay, perdón, e como por ejemplo
1:02:51el polietil glicol.
1:02:54Eh, aquí, bueno, uno de los problemas
1:02:56del uso de los surfactantes es que
1:02:58tienden a autooxidarse y generar
1:03:00peróxidos y que yo creo que ya también
1:03:02habíamos mencionado que estos peróxidos
1:03:04pues pueden favorecer la oxidación de
1:03:07residuos, por ejemplo, de metionina y
1:03:08triptófalo.
1:03:14Los aminoácidos suelen utilizarse porque
1:03:16incrementan la solubilidad de las
1:03:18proteínas y favorecen que la proteína
1:03:21permanezca eh permanezca dispersa. Por
1:03:24ejemplo, eh la arginina eh que tiene un
1:03:28grupo guanidino puede eh asociarse a,
1:03:31por ejemplo, parches hidrofóbicos e
1:03:33impedir que dos proteínas entreno en
1:03:36contacto directo. Entonces por ende eh
1:03:38pues prevenir la agregación. La glicina
1:03:41se utiliza como un estabilizador eh
1:03:43suave, usualmente en productos
1:03:46leiofilizados.
1:03:48Eh, y la prolina es un osmolito natural.
1:03:51Luego tenemos a los agentes
1:03:53crioprotectores o lioprotectores, que
1:03:55los crioprotectores ayudan a mantener
1:03:58eh, o sea, estabilizar en este caso las
1:04:02eh proteínas durante el proceso de
1:04:04congelación. Eh, decíamos que cuando eh
1:04:07una solución se congela, el agua va
1:04:09formando cristales de hielo y los o sea,
1:04:12esto pues a cierto, o sea, no es como
1:04:15que sea algo instantáneo de toda la de
1:04:18toda la solución se congela, sino que es
1:04:19algo gradual. Entonces, conforme va
1:04:22ocurriendo este proceso de congelación
1:04:23va los solutos van a quedar excluidos y
1:04:26va a cambiar la concentración de estos.
1:04:28Este, entonces, pues esto puede alterar
1:04:31eh la proteína. cambio, por ejemplo,
1:04:33cambios en el pH y o generar un entorno
1:04:37inestable.
1:04:39Entonces, los ciroprotectores reducen el
1:04:41tamaño de los cristales de hielo,
1:04:43disminuyen el fraccionamiento de los
1:04:45solutos, mantienen una capa de agua
1:04:47alrededor de la proteína, por ejemplo,
1:04:49los osmolitos pueden utilizarse con esa
1:04:51función.
1:04:53Eh, y los lioprotectores protegen
1:04:56durante eh el secado, principalmente la
1:04:58leo y el almacenamiento sólido. Durante
1:05:02la leofilización se elimina casi todo el
1:05:04agua, pero ahorita vamos a ver que hay
1:05:05etapas donde eh o más bien este proceso
1:05:09de secado eh pues va a romper los
1:05:11puentes puentes de hidrógeno, perdón, eh
1:05:14puentes de hidrógeno entre proteína y
1:05:15agua. Entonces esa la proteína va a
1:05:18perder esa como esa cubierta de
1:05:21hidratación, entonces se puede eh
1:05:24desnaturalizar.
1:05:26Eh, entonces los agentes lioprotectores
1:05:29forman puentes de hidrógeno con la
1:05:31proteína y reemplazan esa agua, lo que
1:05:33va a mantener la arquitectura nativa de
1:05:36la de la proteína.
1:05:42Y bueno, ahora que estamos hablando de
1:05:44los expientes lioprotectores, pues vale
1:05:47la pena eh dar un pequeño vistazo al
1:05:50proceso de liofilización, el proceso de
1:05:52secado por leofilización.
1:05:54Eh, aquí, bueno, quería yo incluir este
1:05:57eh este video como parte de la
1:05:59presentación, pero pues tuve aquí unos
1:06:01pequeños problemas técnicos. Les voy a
1:06:03dejar, les dejo aquí arriba eh el link
1:06:06del video en YouTube para que por favor
1:06:08lo vean. No es un video muy extenso, es
1:06:10como de 3 minutos donde se resume
1:06:13bastante bastante bien cuáles son las
1:06:16etapas del proceso de de leiofilización.
1:06:23Bueno, hasta ahora hemos hablado de
1:06:25expientes que tienen eh como función
1:06:29ayudar estabilidad, dar estabilidad a
1:06:31los biofarmacéuticos, pero existe otro
1:06:34tipo de expientes que cumplen una con
1:06:37una función completamente eh diferente.
1:06:40Estos expientes son los eh ayubantes y
1:06:44se utilizan pues en las formulaciones eh
1:06:48de vacunas para a se incorporan para
1:06:52aumentar o modular la respuesta
1:06:54inmunológica frente a un antígeno,
1:06:56principalmente eh vacunas eh de
1:06:59subunidades como la que trabajamos en el
1:07:01laboratorio, porque eh pues estas suelen
1:07:05ser eh tener baja eh baja
1:07:08inmunogenicidad.
1:07:11Entonces, los ayubantes eh no ayudan a
1:07:15estabilizar como tal el principio
1:07:17activo, como los eh que ya hemos
1:07:18mencionado, sino que eh potencian la
1:07:21respuesta inmune. Esto también se puede
1:07:24ver traducido como una reducción de la
1:07:25dosis del antígeno, o sea, que no sea
1:07:27necesario administrar tanto para obtener
1:07:29la misma respuesta eh inmunológica.
1:07:32Ah, también pueden ayudar a disminuir el
1:07:34número de refuerzos o de
1:07:36administraciones que se tengan que dar y
1:07:38también a dirigir el tiempo de eh de
1:07:40respuesta inmune, ¿no? Ya sea de activar
1:07:42linfocitos T o despertar una respuesta
1:07:44de producción de anticuerpos y prolongar
1:07:47la duración de la protección.
1:07:49Eh, los
1:07:51ayubantes pueden tener diferentes eh
1:07:54mecanismos de acción. pueden tener
1:07:57actuar mediante uno o varios de los
1:07:59mecanismos que vamos a describir. Eh,
1:08:02uno de ellos es eh que generan una un
1:08:04efecto de como depósito, es decir, que
1:08:07retienen al antígeno en el sitio de
1:08:09inyección, lo que va a generar primero
1:08:12una liberación más lenta y mayor
1:08:15exposición al sistema inmune. Y aquí
1:08:17también podríamos hablar eh de que estos
1:08:19depósitos pudieran formar agregados que
1:08:21por ende pueden ser inmunogénicos. Aquí
1:08:23hay que aclarar que en el caso de las
1:08:25vacunas la respuesta inmunogénica es una
1:08:28respuesta eh pues deseable.
1:08:31Eh, pueden también activar la inmunidad
1:08:34inata, es decir, que estimulen eh a
1:08:37macrófagos, eh células dendríticas, que
1:08:39bueno, son células eh fagocíticas y
1:08:42presentadoras de antígeno, eh que
1:08:44interactúen con moléculas TLR, que se
1:08:47llaman los receptores tipo tol, eh, y
1:08:51que en conjunto van a dar como resultado
1:08:52en un incremento de la secreción de
1:08:54citinas y una mejor presentación de
1:08:57antígenos ante, por ejemplo, los
1:08:58linfocitos linfocitos Té. Eh, también
1:09:02pueden mejorar el transporte linfático,
1:09:04es decir, que facilitan eh la captación
1:09:07por las células presentadoras de
1:09:08antígeno, pueden ayudar a direccionar el
1:09:11tipo de respuesta inmune,
1:09:14ya sea la formación de anticuerpos,
1:09:17a la activación de linfocitos T de ayuda
1:09:20o citotóxicos.
1:09:22Entre los ayubantes más comunes tenemos
1:09:24las sales de aluminio como hidróxido o
1:09:26fosfato de aluminio. Eh, estos actúan
1:09:29generando eh un efecto de depósito.
1:09:32Además eh activan la inflamación local y
1:09:36mejoran la captación por las células
1:09:37presentadoras de antígeno como los
1:09:39macrófagos y células dendríticas. Tienen
1:09:41la ventaja de que son seguros y
1:09:43económicos, pero eh pues la respuesta
1:09:46que generan principalmente es humoral,
1:09:48es decir, a través de anticuerpos. no
1:09:50tienen eh mucha eficacia para generar
1:09:53inmunidad celular fuerte, generan
1:09:55memoria, por ejemplo. Eh, también
1:09:57tenemos ayubantes que van a funcionar
1:10:00como emulsiones de aceite en agua. Eh,
1:10:05por ejemplo, aquí podríamos hablar del
1:10:07ayubante de Freund, que ayudan al
1:10:09reclutamiento celular, a mayor drenaje
1:10:12linfático y promueven una activación
1:10:14inflamatoria. Por ende, van a generar
1:10:16generar una respuesta inmune más potente
1:10:18que las ales de aluminio y requieren
1:10:20menos dosis de antígeno.
1:10:23También se pueden utilizar liposomas y
1:10:25nanopartículas
1:10:27que estas pueden ayudar a a promover eh
1:10:29un transporte dirigido, la liberación
1:10:32controlada y la protección del antígeno.
1:10:35Pueden actuar también tanto como
1:10:37ayubantes como sistemas de entrega
1:10:39dirigida.
1:10:40También tenemos ayubantes que pueden
1:10:42funcionar como agonistas de los TLRs o
1:10:45los receptores tipo tol, como por
1:10:48ejemplo algunas saponinas que van a
1:10:51activar directamente los receptores
1:10:52inmunológicos y dando como resultado una
1:10:55respuesta eh celular de los linfocitos T
1:10:58bastante fuerte.
1:11:02Vamos ahora a a integrar pues lo que
1:11:05hemos visto con algunos ejemplos.
1:11:08El primero es la insulina. Esta
1:11:11eh la insulina es una proteína
1:11:13relativamente pequeña de aproximadamente
1:11:156 kg de daltones. Eh son está
1:11:18constituida por dos cadenas como de
1:11:21entre 20 y 30 aminoácidos
1:11:23cada una unidas por puentes de sulfuro.
1:11:27No es una proteína glicosilada.
1:11:32Y esta proteína tiene el problema que
1:11:35puede absorberse fácilmente sobre
1:11:37superficies.
1:11:39experimentar desamidación,
1:11:41formar agregados e incluso formar
1:11:44estructuras eh fibrilares en ciertas en
1:11:46ciertas condiciones. Entonces, eh aquí
1:11:50pues uno de los de las estrategias de
1:11:53formulación que se ha utilizado con la
1:11:54insulina es el empleo de el zinc, ¿no?
1:11:57Del sales de zinc. Eh, porque como ya
1:11:59había mencionado, la insulina puede
1:12:01asociarse formando dimeros y exámeros y
1:12:04eh la presencia de guiones zinc van a
1:12:08ayudar a favorecer la formación de
1:12:11estructuras examéricas, generando una eh
1:12:15un complejo eh bastante bastante
1:12:18estable.
1:12:20Eh, además, las formulaciones de
1:12:21insulina requieren de un control de pH y
1:12:24tonicidad eh específico.
1:12:27Eh, para esto se utilizan agentes como
1:12:29excipientes como el glicerol o algunas
1:12:31sales para ajustar estas propiedades eh
1:12:34de tonicidad en solución.
1:12:37Eh, también dependiendo de la la
1:12:40formulación pueden aparecer eh
1:12:42conservadores derivados del fenol,
1:12:44generalmente en frascos en frascos
1:12:47multidosis.
1:12:49E
1:12:54y bueno, también creo que vale la pena
1:12:56mencionar eh que el e también el cuidado
1:12:59del pH pues tiene que ver para eh
1:13:02prevenir estas eh estas reacciones de de
1:13:05desamidación.
1:13:10Otro ejemplo eh son las formulaciones de
1:13:13algunos anticuerpos monoclonales.
1:13:15Eh los anticuerpos monoclonales o bueno,
1:13:17un anticuerpo en general eh tiene un
1:13:19peso molecular cercano a los 150
1:13:21kilaltons y su estructura eh pues es
1:13:24mucho más compleja que la insulina. De
1:13:26hecho, es de los eh biofarma el tipo de
1:13:28biofarmacéuticos más complejos que hay
1:13:30en el mercado. Eh, muchos de estos
1:13:33anticuerpos se bueno, se pueden
1:13:35administrar por vía intravenosa, por vía
1:13:38intramuscular y por vía subcutánea. De
1:13:40manera particular vamos a hablar de las
1:13:42formulaciones eh que se administran por
1:13:45vía subcutánea. Eh, aquí porque el
1:13:48volumen que se puede administrar por
1:13:49esta vía es más limitado que, por
1:13:51ejemplo, con la vía intravenosa. O sea,
1:13:53la en la vía intravenosa, eh un paciente
1:13:56puede estar eh canalizado y a través de
1:13:59una bolsa de un suero eh se puede eh
1:14:02administrar mediante una infusión pues
1:14:04por un tiempo pues mucho más prolongado
1:14:07al que fuera una sola inyección.
1:14:09E entonces en la vía subcutánea
1:14:13el volumen el volumen es menor, sin
1:14:16embargo, la dosis terapéutica requerida
1:14:19eh para ver un efecto en algunos casos
1:14:21pues es es elevada. Por lo tanto, eh
1:14:24como mencionábamos eh puede ser aquí es
1:14:26necesario generar eh una formulación con
1:14:29concentraciones muy muy altas de
1:14:32proteína, ¿no? Entonces estas eh
1:14:35soluciones muy concentradas pues van a
1:14:37favorecer las interacciones proteína a
1:14:39proteína y eh puede haber reacciones eh
1:14:44de degradación, eh autoasoación y
1:14:48agregación.
1:14:50Entonces, pues aquí en las formulaciones
1:14:54eh pues por mencionar algunos tipos de
1:14:57expientes que se utilizan, tenemos
1:14:59agentes eh amortiguadores
1:15:03para eh favorecer la estabilidad química
1:15:05y coloidal,
1:15:07azúcares como sacarosa o triala, también
1:15:10para dar estabilidad conformacional,
1:15:13eh aminoácidos como la arginina
1:15:17para ayudar a disminuir
1:15:19diferentes interacciones
1:15:20intermoleculares,
1:15:22incluso mejorar la solubilidad o la
1:15:25viscosidad,
1:15:26agentes surfactantes,
1:15:29ya que protegen al anticuerpo frente a
1:15:31las numerosas interfaces que se pueden
1:15:33encontrar durante la producción y
1:15:35almacenamiento y administración.
1:15:38Eh, también pues es necesario controlar
1:15:41la oxidación con el uso de agentes
1:15:43antioxidantes, por ejemplo, eh la
1:15:45metionina
1:15:47y eh pues también el envase, ¿no? Aquí,
1:15:50bueno, más que sea un expiente, pues una
1:15:52estrategia eh de formulación que se ha
1:15:54utilizado son jeringas eh precargadas,
1:15:57¿no? Para eh pues para ayudar a la a la
1:16:01dosificación adecuada.
1:16:07El tercer caso es una es una vacuna
1:16:10recominante, una vacuna de subunidades.
1:16:13Aquí eh por ejemplo, aquí tenemos el
1:16:18caso de que queremos resolver eh dos
1:16:20problemas muy diferentes al mismo tiempo
1:16:22con la en la formulación. Primero pues
1:16:25es conservar la estructura del antígeno
1:16:28porque pues también si esta está
1:16:29desnaturalizada
1:16:30pues se va a perder em pues la
1:16:34especificidad, ¿no? En cuanto al tipo de
1:16:36respuesta inmune que se pudiera generar,
1:16:37o sea, que se específica contra el
1:16:39patógeno que deseamos.
1:16:41Eh,
1:16:44y eh también
1:16:49el segundo reto pues es la
1:16:50inmunogenicidad, ¿no? Para la primera eh
1:16:54para el problema de estabilidad,
1:16:56aquí pues una estrategia que suele en
1:16:59algunos casos se utiliza es la
1:17:00aliofilización. con la leofilización e
1:17:05y el o sea, el secado por leofilización
1:17:08se preserva eh la estructura de la
1:17:10proteína mientras se retira el agua.
1:17:12Entonces, eh
1:17:15aquí, em
1:17:18esto previene la agregación o esta los
1:17:22cambios que pudieran ocurrir con las
1:17:24interfaces eh hielo líquido que pudía
1:17:26haber en la en la congelación y las
1:17:29modificaciones de pH que vienen eh que
1:17:31vienen inherentes. Entonces, e
1:17:36aquí pues en estos en este tipo de de
1:17:40formulaciones que serían las
1:17:42formulaciones secas, se utiliza por
1:17:44ejemplo azúcares
1:17:46como la tralosa para que actúen como
1:17:49lioprotectores, que además van a ayudar
1:17:51a formar una matriz eh vitrea que va a
1:17:54restringir la movilidad molecular.
1:17:56Entonces, pues van a prevenir eh la
1:17:59desnaturalización y la agregación de la
1:18:01de la proteína. Hm. También en los
1:18:04sistemas leofilizados suelen utilizarse
1:18:07eh excipientes amortiguadores
1:18:10para eh mantener el pH.
1:18:15Y pues también decíamos que para el
1:18:17segundo problema era la inmunogenicidad.
1:18:20Entonces, en este caso, pues es
1:18:21importante adicionar eh eh ayubantes,
1:18:25¿no? Porque las vacunas de subunidades,
1:18:27como estamos hablando de pedacitos muy
1:18:29pequeños de un patógeno, pues eh
1:18:32mientras eh
1:18:35más grande sea, más la probabilidad de
1:18:38que se el sistema inmune lo detecte como
1:18:40un agente extraño. Entonces, en el caso
1:18:42de las vacunas de subunidades, estamos
1:18:44hablando de lo contrario, que son ser
1:18:45moléculas más pequeñas, entonces van a
1:18:47ser menos inmunogénicas.
1:18:49Eh,
1:18:51entonces aquí también pues tendríamos
1:18:53que e que valorar
1:18:57la compatibilidad de los agentes
1:19:00ayubantes
1:19:02en las formulaciones en las
1:19:04formulaciones liofilizadas.
1:19:07¿Sí? Eh, entonces aquí pues eso es algo
1:19:10que se tiene que se tiene que evaluar y
1:19:12también mencionar que por ejemplo la
1:19:15isidina es uno de los expientes que se
1:19:18utiliza mucho en las en las
1:19:20formulaciones de los anticuerpos, de
1:19:23perdón, de las vacunas.
1:19:27Y bueno, ya la ya para terminar el tema,
1:19:29pues vamos a redondear algunos de los eh
1:19:31de los temas que abordamos en el video.
1:19:34El primero es que pues la etapa de
1:19:37formulación es una parte muy importante
1:19:42durante el desarrollo de un medicamento,
1:19:45eh ya sea eh pues es una parte crucial
1:19:48durante el proceso de la obtención del
1:19:50registro sanitario para evaluar la
1:19:52seguridad y eficacia, o sea, de todo el
1:19:54conjunto de no nada más del principio
1:19:56activo, sino de la de la pues de los
1:20:00expientes y los materiales, cómo
1:20:01interaccionan entre sí Y también pues es
1:20:04una parte importante de es un atributo,
1:20:07o sea, hacer una formulación adecuada es
1:20:09un atributo de calidad importante,
1:20:11bueno, que va a ayudar a determinar las
1:20:13propiedades eh del producto ya durante
1:20:16la pues la eh la producción continua,
1:20:19¿no? La producción la producción
1:20:21industrial, ¿no? En el caso de los
1:20:23medicamentos biotecnológicos, pues
1:20:25tenemos el reto de que en su mayoría
1:20:27vamos a hablar de proteínas que son
1:20:30macromoléculas eh pues que son
1:20:32susceptibles a cambios físicos y
1:20:35químicos. Muchos de estos cambios pueden
1:20:37ser eh reversibles, otros irreversibles,
1:20:41eh y que además se tiene que evaluar eh,
1:20:46o sea, qué cambios pueden producir y qué
1:20:48consecuencias pudieran llegar a tener
1:20:50con respecto a la a la seguridad y
1:20:53eficacia del producto.
1:20:56Aquí también vía la pena mencionar que
1:20:59las moléculas basadas en ácidos
1:21:00nucleicos también pueden llegar a ser
1:21:03inmunogénicas,
1:21:05pero esto va a estar dado no tanto por
1:21:07la si adquieren estructuras, o sea,
1:21:10órdenes de de estructurales eh
1:21:12superiores como estructuras secundarias
1:21:14o terciarias, sino más bien viene dado
1:21:17por la longitud de las secuencias y
1:21:19también el tipo de secuencias, ¿no? tipo
1:21:21de h nucleótidos que podían estar
1:21:23presentes, que podían hacerlos eh más o
1:21:25menos inmunogénicos.
1:21:28Me atrevería a decir que los ácidos
1:21:29nucleicos son ligeramente menos
1:21:30inmunogénicos eh que las proteínas
1:21:33terapéuticas, pero pues también, o sea,
1:21:35vaya el proceso de formulación e pues
1:21:39también conservar la estabilidad de una
1:21:41molécula de ácido nucleico que también
1:21:43puede incluso llegar a ser más compleja
1:21:44que una proteína, ¿no? Entonces también
1:21:46se tiene que eh aplicar eh esta lógica
1:21:49que hemos hemos visto en en este tema
1:21:51para los biofarmacéuticos basados en
1:21:54ácidos nucleicos.
1:21:56Eh,
1:21:58la otro punto es la importancia eh pues
1:22:01de hacer los estudios de preformulación,
1:22:04¿no? ver cuáles son las condiciones eh
1:22:07ideales, o sea, en qué concentración,
1:22:10eh qué tipo de producto, se va a ser
1:22:11sólido, por líquido o sólido, la
1:22:15temperatura a la que se va a almacenar,
1:22:18en presencia de qué tipo de expientes y
1:22:20para qué, en qué concentración, o sea,
1:22:23incluso pues entre mezclas de expientes,
1:22:25cómo van a influir entre sí en la en la
1:22:28estructura y la estabilidad, eh
1:22:30facilitar la administración del
1:22:33producto, ¿no? también que sea que sea
1:22:36algo más eh cómodo para los pacientes,
1:22:39¿no? Eh, en las farmacopeas también se
1:22:42establecen algunas e condiciones
1:22:45físicoquímicas que deben de cumplir
1:22:47algunas formulaciones
1:22:49parenterales, por ejemplo, soluciones
1:22:51inyectables, polvos leiofilizados, eh
1:22:54qué características físicoquímicas deben
1:22:56de tener independientemente de si van a
1:22:58ayudar a estabilizar el medicamento,
1:23:00¿no? Entonces, aquí también se suma esa
1:23:02complejidad del pues del cumplimiento
1:23:05regulatorio, ¿no? Y que además pues
1:23:06estos tipo de las formulaciones de los
1:23:08biofarmacéuticos pues en la mayoría de
1:23:10los casos van a ser formulaciones eh
1:23:13estériles, ¿no? Que esto también a nivel
1:23:15de proceso y de la infraestructura
1:23:16requerida, medidas de seguridad, pues le
1:23:19agrega otro nivel de otro nivel de
1:23:22complejidad.
1:23:23Eh,
1:23:25y bueno, eh, por último,
1:23:28pues sí quisiera yo señalar que pues no
1:23:30existe una receta universal para
1:23:33formular una proteína. Cada medicamento
1:23:36va a tener sus propias características
1:23:38estructurales, requerimientos
1:23:40farmacológicos, vidas de administración
1:23:42específicas, mecanismos de degradación
1:23:45eh diferentes. Habrá algunas que sean
1:23:46más estables que otras. Eh, entonces
1:23:50aquí pues el punto y es donde de hecho
1:23:53en este tema los ingenieros de
1:23:55bioprocesos tienen un impacto eh
1:23:56bastante importante, pues es en
1:23:59identificar eh problemas de estabilidad,
1:24:02comprender los mecanismos involucrados
1:24:04en esta en esta estabilidad para también
1:24:07nosotros poder seleccionar de manera
1:24:09adecuada los expientes.
1:24:13también al final
1:24:15el grado de estabilidad que pueda tener
1:24:17una molécula pues va a influir en las
1:24:21técnicas
1:24:23que se van a utilizar para purificar el
1:24:26producto, o sea, durante todo, o sea,
1:24:28durante el proceso industrial, ¿no? Eh,
1:24:33entonces, pues es algo que eh que se
1:24:35tiene que evaluar adecuadamente, que
1:24:37también se tiene que hacer con evidencia
1:24:39hm
1:24:41evidencia analítica.
1:24:43robusta, ¿no?

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