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Caracterización y análisis de impurezas de oligonucleótidos usados como tratamiento
Las tecnologías analíticas juegan un papel clave en la caracterización y cuantificación de oligonucleótidos terapéuticos.
FORMULACIÓN: OLIGONUCLEÓTIDOS
Ashleigh Wake
Las tecnologías analíticas juegan un papel clave en la caracterización y cuantificación de oligonucleótidos terapéuticos.
El potencial y anticipación alrededor de los oligonucleótidos como agentes terapéuticos ha sido evidente en la industria farmacéutica durante más de 30 años (1). Sin embargo, hasta hace poco, el número de historias de éxito se ha limitado con el nivel real de crecimiento que no logró satisfacer las expectativas iniciales.
Hasta septiembre de 2016, tres fármacos antisentido han sido aprobados para su uso en Estados Unidos. La línea de desarrollo para estas terapias parece ser fuerte, con ClinicalTrials.gov detallando más de 140 programas clínicos activos para oligonucleótidos en diversas etapas de desarrollo.
Este resurgimiento en el desarrollo de oligonucleótidos puede atribuirse a una combinación de factores que incluyen química mejorada, una mejor comprensión de la biología básica de oligonucleótidos, sistemas de administración más sofisticados y, lo que es más importante, un éxito creciente en la clínica (2). Sin duda, para apoyar estos desarrollos, el avance en la tecnología analítica también ha sido un aspecto fundamental, específicamente para facilitar la caracterización y cuantificación del oligonucleótido de interés, así como cualquier contaminante sintético (3).
Los oligonucleótidos generalmente se producen a través de una síntesis química en fase sintética sólida de una manera que los compara directamente con productos farmacéuticos tradicionales de moléculas pequeñas. Sin embargo, los oligonucleótidos muestran una diversidad en el modo de acción, que a nivel celular implica interacciones más típicas de un resto biológico (3). Esta falta de definición rápida como una molécula grande o pequeña ha llevado a muchos desafíos desde una perspectiva reguladora en términos de proporcionar orientación y, posteriormente, hasta ahora, ni la FDA o EMA han emitido documentación oficial con respecto a las expectativas en torno al control de calidad de oligonucleótidos.
A pesar de la falta de orientación formal, la FDA ha publicado documentos que detallan el posicionamiento actual con respecto al control de calidad (4). Estos documentos proporcionan una visión general de datos necesarios para apoyar el registro del producto con respecto a identidad, pureza, calidad y fuerza. Los análisis actuales involucrados representan un programa analítico diverso y complejo. La Tabla I proporciona una visión general de un programa de caracterización típico.
Pruebas de identidad
Dada la naturaleza compleja de la molécula, como con muchos de los análisis de control de calidad, se recomienda que se utilicen enfoques ortogonales para verificar la identidad del material de prueba.
Estructura y secuencia de oligonucleótidos
La determinación del peso molecular y confirmación de la secuencia de nucleótidos de un oligonucleótido, son criterios fundamentales para el análisis en términos de confirmación de identidad de la molécula y, por lo tanto, una expectativa reguladora. Se pueden aplicar varios métodos para obtener esta información. Históricamente, se han utilizado ampliamente enfoques de digestión tales como métodos enzimáticos (por ejemplo, Sanger) o métodos químicos (por ejemplo, Maxam Gilbert modificado) seguido de espectrometría de masas. Los métodos que involucran digestión son a menudo complejos y relativamente lentos y la probabilidad de éxito está restringida, de alguna manera, al análisis de especies de longitud de cadena corta. Alternativamente, los enfoques espectrométricos de masas, a menudo pueden verse obstaculizados por la naturaleza polar, baja estabilidad térmica, complejidad y grandes pesos moleculares de oligonucleótidos (5), lo que puede dificultar la capacidad de obtener buenos espectros y así hacer asignaciones claras sobre masa y secuencia.
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