Produkcja kapsułek ambroksolu w terapii choroby Gauchera typu 3

Jak rozpoznać wyzwania w terapii GD3?

Choroba Gauchera typu 3 (GD3) stanowi rzadką, autosomalną recesywną chorobę spichrzeniową lizosomów, charakteryzującą się niedoborem enzymu glukocerebrozydazy (GCase) wskutek mutacji w genie GBA1. Deficyt GCase powoduje gromadzenie się substratu glukocerebrozydazy (GL-1) głównie w makrofagach, co prowadzi do objawów ogólnoustrojowych, takich jak niedokrwistość, hepatosplenomegalia, zmiany kostne oraz zahamowanie wzrostu. W przeciwieństwie do typu 1 choroby Gauchera (GD1), który może być leczony terapią enzymatyczną (ERT) lub terapią redukcji substratu (SRT), GD3 charakteryzuje się dodatkowymi, mniej postępującymi, lecz zmiennymi objawami neurologicznymi. Te neurologiczne komplikacje są prawdopodobnie wynikiem tworzenia się glukozylosfingozyny (Lyso-GL1), deacylowanej formy GL-1, której gromadzenie w mózgu powoduje objawy neurologiczne, takie jak napady padaczkowe, ataksję i pogorszenie funkcji poznawczych.

Leczenie GD3 jest szczególnie trudne, ponieważ aktualnie brak opcji terapeutycznych, które mogłyby przekraczać barierę krew-mózg (BBB) i leczyć manifestacje neurologiczne. W badaniach zidentyfikowano chlorowodorek ambroksolu (AMB), lek mukolityczny stosowany w chorobach układu oddechowego, jako potencjalny lek do leczenia GD3, ponieważ zwiększa aktywność GCase. AMB ma zdolność przekraczania BBB, co czyni go obiecującym kandydatem do leczenia objawów neurologicznych u pacjentów z GD3. Skuteczność wysokich dawek AMB (25 mg/kg/dzień, maksymalnie 1300 mg/dzień) w GD3 była raportowana w kilku badaniach obserwacyjnych bez znaczących działań niepożądanych. Pomimo obiecujących doniesień, nadal brakuje danych dotyczących skuteczności i bezpieczeństwa wysokich dawek AMB. Rzadkość występowania GD3 utrudnia zbieranie solidnych danych w randomizowanych badaniach kontrolowanych. Dodatkowo, AMB nie jest dostępny w wielu krajach, co ogranicza zarówno dostęp pacjentów, jak i możliwości badawcze.

Czy innowacyjna technologia przemysłowa umożliwia produkcję bezpiecznych kapsułek AMB?

W Holandii dostępna jest jedynie pastylka 20 mg AMB (Mucoangin®), która nie nadaje się do badań klinicznych z wysokimi dawkami AMB, ponieważ uczestnicy musieliby przyjmować do 65 pastylek dziennie. Ponadto, opracowanie placebo stanowi dodatkowy, kosztowny czynnik komplikujący prowadzenie kontrolowanych badań klinicznych. Celem badania przeprowadzonego przez zespół z Amsterdam UMC było opracowanie w warunkach apteki szpitalnej kapsułek AMB o wysokiej dawce, odpowiednich do zastosowania w badaniach klinicznych inicjowanych przez badaczy, oraz ocena ich jakości farmaceutycznej. Badacze opisują początkową walidację produktu kapsułek 75 mg i 200 mg AMB oraz drugą walidację produktu zoptymalizowanej formulacji kapsułek 75 mg AMB.

Kapsułki zawierające 75 mg i 200 mg AMB zostały wyprodukowane przez Dział Farmacji w Amsterdam UMC zgodnie z wytycznymi Dobrej Praktyki Wytwarzania (GMP) i krajowymi wytycznymi produkcyjnymi. Wybór dawek opierał się na przewidywanym stosowaniu AMB u pacjentów z chorobą Gauchera leczonych w szpitalu Amsterdam UMC. AMB wykazuje silne właściwości kohezyjne i słabe właściwości przepływowe. W celu poprawy właściwości przepływowych dodano krzemionkę jako środek poślizgowy, a jako rozcieńczalnik zastosowano laktozę jednowodną. W początkowych formulacjach kapsułek 75 mg i 200 mg AMB, krzemionkę dodawano w ilości równej 1% ilości AMB. Mieszaninę suchego proszku ręcznie homogenizowano za pomocą moździerza i tłuczka, a następnie napełniano kapsułki przy użyciu ręcznej maszyny do napełniania kapsułek.

Kontrole w trakcie procesu przeprowadzano na 10 losowo wybranych kapsułkach z każdej porcji 100 wyprodukowanych kapsułek w celu oceny odchylenia średniej masy i zmienności masy wewnątrz partii. Limity zostały ustalone zgodnie z krajowymi wytycznymi dla produkcji kapsułek, pochodzącymi z Ph. Eur. (odchylenie średniej masy < ±3,0% oraz RSD < 4,0% dla zawartości kapsułek < 300 mg i RSD < ±3,0% dla zawartości kapsułek ≥ 300 mg). Po spełnieniu określonych kryteriów, wszystkie części partii były mieszane razem przed zapakowaniem po 50 kapsułek do butelek, aby zapewnić jednorodną partię. Części, które nie spełniały kontroli w trakcie procesu, były niszczone i zastępowane nową porcją 100 kapsułek, które spełniały wymagania.

Walidacja produktu dla kapsułek 75 mg została przeprowadzona dwukrotnie. Druga walidacja produktu została przeprowadzona po uznaniu początkowej walidacji produktu za nieważną i po optymalizacji procesu produkcji i formulacji kapsułek. Formulację kapsułek 75 mg dostosowano, włączając 200 mg krzemionki jako stałą ilość, co odpowiada około 1% całkowitej mieszaniny proszku (w przeciwieństwie do początkowej formulacji, gdzie dodawano 1% ilości AMB). Ponadto, aby zmniejszyć liczbę kluczowych kroków w procesie produkcji, minimalizując ryzyko utraty proszku i optymalizując jednorodność, ważenie i homogenizację surowców dla całej partii (1000 kapsułek) przeprowadzono zamiast na porcję 100 kapsułek. Następnie mieszaninę proszku podzielono na 10 porcji według wagi (każda do produkcji 100 kapsułek) i napełniono kapsułki za pomocą ręcznego systemu napełniania kapsułek.

Specyfikacje produktu zostały ustalone zgodnie z obowiązującymi monografiami Ph. Eur. i wytycznymi ICH. Analizy kontroli jakości przeprowadzono na każdej partii walidacyjnej i obejmowały: tożsamość, substancje pokrewne, zawartość, jednolitość jednostek dawkowania (UDU), rozpuszczanie i mikrobiologię. Metody analityczne zostały w pełni zwalidowane, z liniowością krzywej kalibracyjnej (R²) wynoszącą 0,998 w zakresie 70-130 µg/ml. Dokładność i nieprecyzyjność metody przy 70%, 100% i 130% nominalnych stężeń wynosiły odpowiednio 100,3% i 0,72%, 99,6% i 0,46% oraz 100,0% i 0,39%.

Jakie naukowe wnioski płyną z badań nad AMB?

Badania kontroli jakości wykazały, że tylko trzy z sześciu początkowych partii walidacyjnych spełniały wszystkie specyfikacje. Za pomocą testu HPLC-UV zmierzono średnią zawartość AMB zarówno w kapsułkach 75 mg, jak i 200 mg, która wynosiła 90,4 ± 1,4%, co jest ogólnie niskie. Co więcej, zawartość oznaczenia dwóch partii początkowych kapsułek 75 mg i jednej partii początkowych kapsułek 200 mg spadła poniżej 90% i dlatego były poza specyfikacją. Te trzy partie walidacyjne przekroczyły również specyfikację AV ≤ 15,0. Kapsułki miały szybkie profile rozpuszczania, z całkowitym rozpuszczeniem w ciągu 15 minut, spełniając specyfikację >80% w 30 minut.

Co interesujące, podczas testów rozpuszczania, średnia zawartość AMB określona przez UV-VIS była wyższa (75 mg i 200 mg razem: 97,8 ± 1,8%) niż średnia zawartość AMB zmierzona przez HPLC-UV (75 mg i 200 mg razem: 90,4 ± 1,4%). Trzy partie walidacyjne zoptymalizowanej formulacji kapsułek 75 mg spełniły wszystkie predefiniowane specyfikacje, w tym średnią zawartość kapsułek i AV. Testowanie profilu rozpuszczania zastąpiono pomiarami jednopunktowymi w 30 minut. Średnie wartości rozpuszczania zoptymalizowanych partii walidacyjnych bardziej odpowiadały zawartości AMB określonej przez test HPLC-UV.

W trakcie badania przeprowadzono analizę nieprawidłowości out-of-expectation (OOE), która wykazała, że najbardziej prawdopodobną przyczyną odchyleń był nierównomierny rozkład zawartości AMB w kapsułkach. Wskazywało na to kilka znalezisk, chociaż nie zawsze jednoznacznie. Pierwszą wskazówką była duża liczba porcji, które nie przeszły kontroli w trakcie procesu z powodu wysokiego RSD. Wysokie RSD, mimo że średnia waga mieściła się w specyfikacji, generalnie wskazuje na niewystarczającą płynność lub niewystarczającą końcową objętość mieszaniny proszku, co skutkuje nierównomiernym rozkładem mieszaniny proszku w kapsułce. Niewystarczająca płynność mieszaniny proszku była najprawdopodobniej przyczyną, ponieważ właściwości przepływowe poprawiły się po zwiększeniu ilości krzemionki podczas przygotowań testowych.

Drugą wskazówką były zbyt wysokie wartości AV i niska zawartość AMB podczas analizy trzech partii walidacyjnych. Wysokie wartości AV wskazują na dużą zmienność zawartości kapsułek, a tym samym niejednorodną mieszaninę proszku. Aby rozwiązać ten problem, zoptymalizowano formulację poprzez zminimalizowanie ilości kroków ważenia i homogenizacji. Początkowy proces produkcji wymagał powtarzania ważenia i mieszania surowców dla każdej porcji 100 kapsułek, co było czasochłonne i prowadziło do pogorszenia jednorodności w czasie. Ważenie i homogenizacja surowców dla całej partii mogły przyczynić się do produkcji bardziej jednorodnej mieszaniny.

Trzecią wskazówką był nieoczekiwany wzrost zawartości AMB zarówno dla kapsułek 75 mg, jak i 200 mg w 3 miesiącu badań stabilności w porównaniu z początkowym wynikiem w czasie 0. Nierównomierne rozmieszczenie AMB w kapsułkach w butelce mogło spowodować, że więcej kapsułek zawierających niską zawartość AMB znalazło się w analizie w czasie 0, prawdopodobnie przez przypadek.

Badanie wykazało również, że AMB nie jest higroskopijny, a jego zawartość wody wynosiła 0,11% w rocznym pojemniku i 0,07% w nowo zakupionym, nieotwartym pojemniku, co było znacznie poniżej limitu 0,5%. Ulepszenie formulacji i procesu produkcji skutkowało kapsułkami wysokiej jakości, które zapewniają bezpieczeństwo pacjenta i utrzymanie integralności wyników badania. Ulepszona formulacja 75 mg jest praktycznym rozwiązaniem dla badań klinicznych inicjowanych przez badaczy z AMB. Dodatkowo, jest również korzystna dla regularnych praktyk opieki zdrowotnej, gdy obserwuje się skuteczność wysokich dawek AMB u dzieci z GD3, a żaden produkt komercyjny nie jest dostępny lub dostępny.

Badanie to ma istotne znaczenie w dziedzinie chorób rzadkich, ponieważ podkreśla, że proces opracowywania leków do badań klinicznych inicjowanych przez badaczy nie zawsze jest prosty. Należy wziąć pod uwagę możliwość nieprzewidzianych komplikacji podczas początkowej fazy projektowania badania, szczególnie podczas prowadzenia badań w małych populacjach pacjentów, dla których budżet jest niewielki, takich jak badania inicjowane przez badaczy w rzadkich chorobach. Dzieląc się swoim doświadczeniem, badacze mają na celu zapewnienie farmaceutom punktu wyjścia do opracowania własnego produktu AMB i zachęcenie do dalszych badań nie tylko nad ponownym zastosowaniem AMB w GD3, ale także nad AMB w innych chorobach, takich jak choroba Parkinsona.

Podsumowując, kapsułki AMB o wysokiej dawce (75 mg) o wysokiej jakości zostały opracowane przez aptekę szpitalną. Badanie dowodzi, że kapsułki te mogą być skutecznie formulowane w warunkach apteki szpitalnej do użytku w badaniach klinicznych u pacjentów z GD3. Jednak należy zachować ostrożność ze względu na słabe właściwości przepływowe surowca AMB. Poprawa właściwości przepływowych za pomocą odpowiednich substancji pomocniczych jest niezbędna do uzyskania preparatów wysokiej jakości. Badanie to dostarcza wskazówek dla aptek dotyczących ustanowienia własnego procesu produkcji kapsułek AMB do leczenia potrzebujących pacjentów, co może poprawić dostępność AMB do badań i dla pacjentów cierpiących na rzadką chorobę Gauchera typu 3.

Podsumowanie

Badanie koncentruje się na opracowaniu wysokodawkowych kapsułek ambroksolu (AMB) w warunkach apteki szpitalnej do leczenia choroby Gauchera typu 3 (GD3). Zespół z Amsterdam UMC przeprowadził walidację produktu dla kapsułek 75 mg i 200 mg AMB, stosując się do wytycznych Dobrej Praktyki Wytwarzania. Ze względu na słabe właściwości przepływowe AMB, konieczne było dodanie krzemionki jako środka poślizgowego i laktozy jednowodnej jako rozcieńczalnika. Po początkowych trudnościach z jednorodnością i zawartością AMB, zoptymalizowano formulację poprzez zwiększenie ilości krzemionki i usprawnienie procesu produkcji. Końcowa formulacja kapsułek 75 mg spełniła wszystkie wymagane specyfikacje jakościowe. Badanie wykazało, że możliwe jest wytwarzanie wysokiej jakości kapsułek AMB w warunkach apteki szpitalnej, co ma istotne znaczenie dla prowadzenia badań klinicznych i leczenia pacjentów z GD3. Opracowana metodologia może służyć jako punkt wyjścia dla innych aptek do produkcji własnych preparatów AMB.