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Análisis de medicamentos bioterapéuticos

Los medicamentos biológicos o biosimilares, también conocidos como bioterapéuticos, se producen a partir de organismos vivos como bacterias, levaduras y células de mamíferos. Son lo opuesto a los medicamentos de moléculas pequeñas, que se sintetizan de forma química. Esto significa que, además de ser moléculas muy grandes (péptidos, proteínas pequeñas, anticuerpos, polisacáridos, etc.), muestran modificaciones postraduccionales y algún grado de variabilidad en la estructura.

La confirmación de la identidad del medicamento terapéutico por medio de la caracterización estructural (desde la secuencia de aminoácidos primarios hasta estructuras de alto orden) junto con el control de impurezas son factores críticos para garantizar la eficacia y la seguridad de los pacientes.

Han aparecido tecnologías como los análisis de enlace disulfuro (DSB, por sus siglas en inglés) y el intercambio hidrógeno-deuterio (HDX, por sus siglas en inglés) que se pueden emplear para obtener información sobre la estructura de las proteínas. Esta información es crucial para determinar similaridad en la estructura de biosimilares o para controlar la estabilidad de las proteínas durante el desarrollo de medicamentos. La estructura terciaria de las proteínas terapéuticas es vital para su actividad y su estabilidad. 

Los laboratorios de investigación y desarrollo requieren de una tecnología capaz de realizar análisis de DSB automatizado de biofarmacología, que se basa en un compendio sencillo de la proteína sin reducir y sin el conocimiento previo de la particularidad de las enzimas o DSB nativos. Debido a la complejidad de estas proteínas y al hecho de que contendrán múltiples enlaces disulfuro, realizar el análisis supone un desafío que con frecuencia requiere de varias sesiones de CL-EM con compendios trípticos de proteínas reducidas y sin reducir, y una comparación manual de estos dos análisis.

La RMN es especialmente sensible a los cambios de estructuras de orden alto con resolución atómica, lo que hace que esté especialmente indicada para la evaluación de similaridad de medicamentos biológicos y biosimilares. La RMN también permite llevar a cabo análisis de proteínas intactas, lo cual hace posible una evaluación de la estructura de los medicamentos terapéuticos sin modificar, en condiciones que son fisiológicamente relevantes.

La espectroscopia infrarroja por transferencia de Fourier (FT-IR) se puede utilizar para analizar proteínas de membrana e hidrosolubles, tales como receptores nucleares, que actualmente son dianas muy importantes en la investigación y desarrollo de medicamentos y que están relacionados con enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson, la diabetes y la obesidad. La adquisición rápida de datos y la gran producción de muestreo son algunos de los beneficios de esta técnica. El análisis de proteínas infrarrojas también es relativamente económico y es una técnica potente que se emplea para la optimización de formulación, para realizar estudios de estabilidad durante el desarrollo del medicamento y para el control de calidad de fármacos proteicos.