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Volumen 12, número 5
Nov / Dic 2014 . vol. 12 / núm. 5

Estrategias de Control para los APIs de Péptidos Terapéuticos Sintéticos, Parte III: Consideraciones del Proceso de Manufactura

El Panel de Expertos de Péptidos Terapéuticos de la USP discute los procesos de manufactura y el control de impurezas para APIs de péptidos sintéticos.

Por Ivo Eggen

REPORTE ESPECIAL: SÍNTESIS DE PÉPTIDOS


Ivo Eggen, Brian Gregg, Harold Rode, Aleksander Swietlow, Michael Verlandez y Anita Szajek

El Panel de Expertos de Péptidos Terapéuticos de la USP discute los procesos de manufactura y el control de impurezas para APIs de péptidos sintéticos.

El Panel de Expertos en Péptidos Terapéuticos de la Farmacopea de los Estados Unidos (USP) se formó en 2013 bajo la dirección del Comité de Expertos Monografías de Biológicos y Biotecnología para evaluar los atributos de calidad para los péptidos sintéticos basados en la guía regulatoria actualmente disponible y en las expectativas. Esta serie de tres artículos del panel explora el panorama actual de la manufactura y regulatorio y provee una amplia visión general de los atributos de calidad a ser considerados para APIs de péptidos sintéticos exitosos del desarrollo a través de la manufactura hasta la liberación del lote. El primer artículo (1) cubrió los métodos de caracterización analíticos, las pruebas para liberación del lote y los puntos a considerar para los fabricantes de APIs de péptidos sintéticos que entran al mercado. El segundo artículo (2) se enfocó en las materias primas usadas en la síntesis química de los péptidos. Este último artículo de la serie está dedicado a los procesos de manufactura y al control de impurezas para los APIs de péptidos sintéticos.

En la década de los 50’s, los pioneros en el campo, como Bodanszky y Du Vigneaud, produjeron los primeros péptidos bioactivos mediante métodos puramente sintéticos en solución (3). La química de los péptidos sintéticos recibió un gran impulso en 1963, cuando Bruce Merrifield desarrolló el método para la síntesis sobre un soporte sólido (síntesis de péptidos en fase sólida [SPPS]) (4). Hoy en día, las técnicas en fase sólida y los materiales han evolucionado hasta el punto de que se han hecho posibles las secuencias que exceden 100 amino ácidos (AAs) de longitud. Además de varias técnicas híbridas basadas en métodos extractivos y métodos de síntesis en fase de solución y en fase sólida, el alcance de la química de péptidos sintéticos se ha expandido más en la década pasada por el desarrollo de técnicas de ligadura química nativa, las cuales permiten el acoplamiento de fragmentos de péptidos no protegidos a ensambles aún más grandes (5).

Manufactura de péptidos sintéticos
La manufactura química de péptidos generalmente involucra la siguiente secuencia de operaciones:

  • Ensamble de la secuencia de péptidos protegidos
  • Remoción de los grupos de protección semi-permanentes
  • Modificaciones tales como la formación de enlaces disulfuro y acoplamientos de fragmentos
  • Purificación del péptido crudo mediante cromatografía preparativa seguida por intercambio de sales
  • Aislamiento del péptido final, purificado.

Ensamble de la secuencia de péptidos protegidos. El ensamble de la columna vertebral de péptidos involucra una serie de ciclos que incluyen un paso de acoplamiento y de desprotección. Durante el paso de acoplamiento, se acopla un AA activado, habitualmente en exceso molar para asegurar la conversión completa, para el amino ácido N-terminal de la cadena creciente de péptidos. Este AA está protegido por un grupo protector temporal en su función Nα-amino y, si la cadena lateral del AA es reactiva bajo las condiciones de acoplamiento, ésta también puede ser protegida mediante un grupo protector semi-permanente. Después del acoplamiento, la función Nα-amino del AA se desprotege selectivamente, dejando los grupos protectores de la cadena lateral en el péptido creciente intactos y liberando el N-terminal del péptido creciente para más elongación. La remoción del exceso del AA derivado es esencial para evitar la formación de impurezas. Los mismos principios aplican tanto para la síntesis clásica en fase de solución como para la síntesis en fase sólida. Sin embargo, en el último esquema, la cadena creciente del péptido está anclada en el C-terminal a un soporte sólido, lo cual permite el retiro del exceso de derivados de amino ácidos y de los reactivos de acoplamiento mediante el lavado y la filtración.

Remoción de los grupos protectores semi-permanentes.
Después del ensamblado de la secuencia de péptidos protegidos, se retiran los grupos protectores semi-permanentes mediante acidólisis y el péptido se separa simultáneamente del soporte de resina en el caso del SPPS. Los carbocationes que se originan de los grupos protectores separados se generan bajo las ásperas condiciones de acidólisis, que requieren del uso de colectores para minimizar las impurezas que resultan de la modificación de la sensible cadena de péptidos. En esquemas de protección ortogonal que involucran sólo un paso de desprotección acidolítica al final del ensamble de la columna vertebral (química Z y Fmoc), la integridad de la secuencia de péptidos se preserva mejor que en el esquema de protección, el cual involucra acidólisis en cada ciclo del ensamble de péptidos, seguido por una acidólisis áspera después del ensamblado de la columna vertebral (química Boc).

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