In de farmaceutische industrie houdt reverse engineering (RE) in dat een geneesmiddel wordt opgesplitst in zijn afzonderlijke componenten, waarbij de verhoudingen en methoden van het formuleringswerk worden begrepen en deze informatie vervolgens wordt gebruikt om een soortgelijk product te reproduceren. Hoewel er veel manieren zijn om het werk van een formulator te onderzoeken, is microscopie een van de eenvoudigste en meest effectieve. Laten we je laten zien hoe!
Reverse engineering levert waardevolle gegevens op over actieve farmaceutische ingrediënten (API's) en hulpstoffen, en kan worden gebruikt voor concurrerende productvergelijkingen, onderzoeken naar inbreuk op octrooien of de ontwikkeling van generieke formuleringen.1 Generieke bedrijven maken vaak gebruik van reverse engineering om producten van oorsprong te decoderen, de gelijkwaardigheid van de formulering aan te tonen en de ontwikkeling van generieke geneesmiddelen te versnellen. Dit kan juridisch en ethisch complex zijn, omdat het vaak gaat om het navigeren door octrooiwetten en reglementaire vereisten. RE kan een aantal technieken omvatten om de kwalitatieve, maar nog belangrijker, de kwantitatieve samenstelling van de RLD te helpen verduidelijken. Dit kan van alles omvatten, van analytische chemische technieken (massaspectrometrie, NMR, HMPL of GC) tot spectroscopie (IR en UV-VIS), kristallografie, deeltjesgrootteanalyse, verschillende microscopietechnieken en zelfs PAT- en moleculair biologische technieken in biofarmaceutica. (2,4) Microscopie speelt een cruciale rol in reverse engineering door gedetailleerde inzichten te verschaffen in de fysieke eigenschappen en structuren van materialen. Microscopietechnieken zoals scanning-elektronenmicroscopie (SEM) en transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) kunnen worden gebruikt om de morfologie en kristalliniteit van geneesmiddeldeeltjes te onderzoeken. Dit is belangrijk voor het begrijpen van de fysieke kenmerken, grootte, vorm en oppervlaktekenmerken van actieve farmaceutische ingrediënten en hulpstoffen. Kijkend naar de macroschaal, kunnen tabletten worden geobserveerd om meer te weten te komen over de tabletmatrix, de verdeling van actieve ingrediënten en de aanwezigheid van eventuele coating of lagen. Bij het gebruik van microscopie voor reverse engineering is het essentieel om deze observaties te combineren met andere analysetechnieken (filtratie, oplosbaarheidsonderzoeken) om een volledig inzicht te krijgen in de samenstelling en eigenschappen van het geneesmiddel. (3,4)
Technische uitdagingen en oplossingen
Het IMCD Shanghai Pharmaceutical Technical Centre (PTC) team ging de uitdaging aan om Entacapone (Comtan®) reverse engineering te doen, met behulp van gepolariseerde lichtmicroscopie (PLM) om het antwoord te geven volgende vragen:
- Wat was het productieproces?
- Welke hulpstofsoorten zijn gebruikt?
- Hoe werd de superdesintegrant toegevoegd?
Het proces bleek eenvoudig maar effectief. Na voorzichtig schrapen van de coating werd de kern van de Entacapone RLD-tablet licht gemalen, waarbij de resulterende korrels onder de polarisatiemicroscoop werden geobserveerd. De morfologie, grootte en vorm van deze korrels bleken identiek te zijn aan de korrels van placebotabletten die door granulatie zijn vervaardigd (figuur 1B), wat het productieproces van de oorspronkelijke stof bevestigt.
Gewoonlijk wordt MCC, een onoplosbaar bestanddeel, in het natte granulatorproces gebruikt als vulstof en procesverbeteraar, wat het literatuuronderzoek bevestigde. Om te bepalen welke graad van MCC in de RLD werd gebruikt, werden de tabletten gedurende 24 uur laten desintegreren en werd het onopgeloste deel vergeleken met de onbewerkte hulpstof zelf. Hier kunt u eenvoudig microkristallijne cellulose 101 identificeren als de excipiënsgraad van keuze. (Fig 2A en 2B).
Tot nu toe hebben we de productiemethode en de voorkeursvulstof geïdentificeerd. Uit een kwalitatieve analyse is gebleken dat CCS (croscarmellosenatrium) het gebruikte superdesintegrant is. We wilden nog een stap verder gaan en kijken of het intra-of extra-granulair werd toegevoegd aan de Entacapone-tabletten. Na hydratatie van de korrels van de RLD-tablet werd een desintegratie van de korrels in kleinere deeltjes waargenomen, wat erop wees dat croscarmellosenatrium (figuur 3A) intragranulair werd toegevoegd. Dit werd ter bevestiging vergeleken met gehydrateerde deeltjes (figuur 3B). Figuur 1A geeft aan dat er CCS was dat extra granulair was toegevoegd aan de RLD-tablet. Dit werd ter bevestiging vergeleken met grondstofdeeltjes (figuur 3C). Het croscarmellosenatrium werd dus intra- en extra granulair toegevoegd .
Conclusie
Kosten en snelle marktintroductie zijn de sleutel tot succes voor een generiek farmaceutisch bedrijf en dus kan een gedegen reverse engineering-strategie effectief blijken te zijn om de ontwikkelingstijd te verkorten. Naast microscopie kan dit worden gecombineerd met verschillende andere analysetechnieken zoals SEM, Raman-spectroscopie, poederröntgendiffractie en HPLC om meer kwalitatieve en kwantitatieve informatie over de RLD te verkrijgen. Het werk van het team werd toegegeven als poster voor de prestigieuze AAPS PharmSci 360 (American Association of Pharmaceutical Scientists) die in oktober vorig jaar plaatsvond en een eenvoudige en universele methode demonstreert om de kwalitatieve formule en het productieproces van de RLD te decoderen met behulp van gepolariseerde lichtmicroscopie als krachtig hulpmiddel.
Technische expertise
Bij IMCD hebben we een netwerk van zes gespecialiseerde farmaceutische technische centra over de hele wereld om onze klanten en partners te ondersteunen in elke fase van de productontwikkelingscyclus. Onze wereldwijde farmaceutische centra geven een scala aan trainingen, ontwikkelen projecten en concepten en pakken wetenschappelijke uitdagingen aan die een breed toepassingsbereik hebben. Voor meer informatie over het farmaceutische netwerk en de technische expertise van IMCD, klik hier .