Acerca de los fármacos peptídicos proteicos
Los fármacos proteicos y peptídicos son cada vez más valorados debido a su fuerte actividad fisiológica y su alta eficacia. Para evaluar correctamente la eficacia y seguridad de los fármacos proteicos y peptídicos, es necesario estudiar las reglas de absorción, distribución, metabolismo y excreción en animales y humanos. En el proceso de comercialización de fármacos proteicos y peptídicos, estos están restringidos por muchos factores y el estudio de la farmacocinética enfrenta desafíos más serios. En comparación con los fármacos de molécula pequeña, los fármacos proteicos y peptídicos tienen las características de un gran peso molecular relativo, dificultad para penetrar las membranas biológicas, fácil hidrólisis enzimática en el cuerpo y diversas vías metabólicas y de degradación. Por lo tanto, su mecanismo farmacocinético en el cuerpo tiene el suyo propio. particularidades y complejidad. Además, existe una gran cantidad de interferencias de sustancias similares en los organismos vivos y la dosis de dichos fármacos es muy pequeña, lo que aumenta considerablemente la dificultad de detección. El autor hace una revisión de las investigaciones sobre las características farmacocinéticas y métodos de análisis de este tipo de fármacos. 1 Características farmacocinéticas 1. 1 Absorción La absorción de péptidos pequeños es principalmente difusión pasiva o transporte por portador. Para la absorción completa de péptidos macromoleculares, las moléculas solubles en agua pueden difundirse a través de los poros de hidratación y/o espacios intercelulares; los péptidos liposolubles pueden difundirse a través de los lípidos de la membrana y los fármacos altamente lipófilos pueden absorberse a través del sistema linfático mediante endocitosis o pinocitosis. El proceso es absorbido por las células. La internalización celular de péptidos de macromoléculas hidrófilas se realiza principalmente a través de pinocitosis. Los estudios han confirmado que algunos péptidos de transporte celular pueden cruzar la membrana plasmática de las células eucariotas a través de vías que no consumen energía. Estos polipéptidos pueden transportar sustancias macromoleculares muchas veces mayores que su propia masa molecular relativa dentro de la célula. La estabilidad y la permeabilidad de los fármacos peptídicos proteicos son los dos factores principales que afectan la absorción. Tanto la hidrólisis enzimática como la no enzimática pueden causar inestabilidad de los fármacos peptídicos proteicos. Las diferentes vías de administración tienen un impacto significativo en la biodisponibilidad y los efectos farmacológicos de los fármacos. 1. 2 Distribución El grado de distribución del fármaco en los tejidos depende de las propiedades físicas y químicas del fármaco, la naturaleza de la combinación del fármaco y el tejido y la concentración del fármaco transportado al compartimento tisular. El volumen de distribución de los fármacos proteicos y peptídicos es principalmente de 0,04 a 0,2 L ·kg2 1, mientras que el de los fármacos de moléculas pequeñas es principalmente de 1 a 20 L ·kg2 1. Los fármacos proteicos y peptídicos suelen unirse a los receptores correspondientes del organismo para surtir efecto e incluso metabolizarse. Por lo tanto, la distribución de los receptores en los tejidos y órganos suele tener un impacto importante en la distribución y los efectos de los fármacos en el organismo. 1. 3 Metabolismo El mecanismo de inactivación y eliminación de los péptidos proteicos es muy complejo. Muchos tejidos son sitios catabólicos potenciales y hay muchas enzimas involucradas en la degradación. Las enzimas metabólicas representativas del hígado son las catepsinas, los lisosomas y las proteasas, y algunas aminopeptidasas unidas a la membrana también se encuentran en la membrana canalicular de la bilis. Hay una gran cantidad de enzimas específicas distribuidas en la luz del tracto gastrointestinal, pero relativamente pocas en el colon y el íleon. El citocromo P450 3A4 (CYP3A4) en el intestino delgado desempeña un papel importante en el metabolismo de las proteínas orales y los fármacos peptídicos, y la glicoproteína P2 en el intestino delgado tiene la doble función de reducir la absorción de fármacos y regular el CYP3A4. El riñón es el órgano de eliminación más importante. Los cambios en los sustratos, los factores de crecimiento, el equilibrio ácido-base y la función renal en el riñón provocarán cambios en el metabolismo de las proteínas y los péptidos. 1. 4 Excreción Los riñones desempeñan un papel importante en la eliminación de fármacos proteicos y peptídicos. El glomérulo puede filtrar proteínas con una masa molecular relativa inferior a 3 × 104. Las células epiteliales de los túbulos renales, especialmente los túbulos proximales, pueden reabsorber proteínas de la luz. En este proceso, las proteínas se unen a la superficie de las células luminales y, después de la pinocitosis, son digeridas por los lisosomas de las células. El proceso de reabsorción es un proceso de saturación. A medida que aumenta la dosis, la tasa de reabsorción disminuye. Las proteínas catiónicas se absorben más fácilmente que las proteínas aniónicas. Los péptidos más grandes a menudo se eliminan mediante la formación de especies inactivas o mediada por receptores. La eliminación del receptor es mucho más compleja que la degradación enzimática. Una vez que un péptido proteico se une a un receptor, se producen diferentes vías, como posiblemente reciclar el péptido a la superficie celular, transportarlo a los lisosomas o transportarlo a otros compartimentos celulares relacionados. por ejemplo, transporte desde el plasma al tejido de la vesícula biliar). El paso limitante de la velocidad en la eliminación mediada por receptores es la formación de compuestos no valentes entre los fármacos y los receptores de la superficie celular. 1. 5 Otros 1. 5. 1 Especificidad de especie A diferencia de los compuestos de moléculas pequeñas, los polipéptidos proteicos tienen especificidad de especie en estructura y actividad.
Durante los estudios farmacocinéticos, se encontró que algunos fármacos tienen diferencias raciales significativas en los parámetros farmacocinéticos. Por lo tanto, al seleccionar animales para estudios farmacocinéticos, se debe prestar atención a la homología de las sustancias analizadas. 1. 5. 2 Interacciones farmacológicas La mayoría de los fármacos proteicos y peptídicos que se utilizan actualmente en la clínica son citocinas. Tienen una amplia gama de efectos en el cuerpo. Por lo tanto, algunos de ellos pueden regular los niveles de enzimas metabólicas en el hígado u otros tejidos. El uso combinado de drogas puede causar los efectos de otras drogas. Anomalías metabólicas. 2 Métodos analíticos para estudios farmacocinéticos de fármacos proteicos y peptídicos 2. 1 Método de rastreo de isótopos El etiquetado y rastreo de isótopos es uno de los principales métodos para estudios farmacocinéticos preclínicos en animales de proteínas y péptidos. Los isótopos utilizados incluyen 125 I, 3 H, 14 C, 35 S, etc. El 125 I es el más utilizado debido a su alta radiactividad específica, su vida media adecuada y su sencilla preparación de etiquetas. Hay dos métodos de etiquetado. Uno es el método estándar interno, que consiste en agregar aminoácidos que contienen isótopos a células en crecimiento o sistemas sintéticos. Este método puede tener menos impacto en la actividad biológica, pero su amplia aplicación es limitada debido a su complicada preparación. el segundo es el método de estándar externo. El método de estandarización, comúnmente utilizado con cloramina T o método de yodogeno, conecta 125 I con péptidos de proteínas mediante una reacción de yodación. Preferido por su relativa simplicidad. Por ejemplo, Zhang Q et al. utilizaron la notación 125 I para estudiar la farmacocinética y la distribución tisular del factor de crecimiento de fibroblastos básico humano recombinante en ratas. El método de rastreo de isótopos tiene alta sensibilidad, es simple e intuitivo y puede detectar rápidamente. Puede obtener todos los datos sobre la dinámica, distribución, metabolismo y excreción de la concentración de fármacos en sangre. Pero también tiene sus desventajas: (1) No puede usarse para estudios farmacocinéticos en humanos (2) Siempre ha sido controvertido si el etiquetado isotópico causará cambios en la actividad biológica del fármaco y su comportamiento metabólico en el organismo. El primero se puede mejorar y verificar ajustando las condiciones de reacción y los bioensayos, de modo que no haya cambios obvios en la actividad biológica; el segundo es mucho más complejo dependiendo del fármaco. Kuo et al. factores de crecimiento epidérmicos y células, lo que genera confusión en su eliminación en el cuerpo. (3) Las proteínas y los péptidos se degradarán y metabolizarán al ingresar al cuerpo, o se combinarán con otras proteínas, y la radiactividad total no puede representar el proceso farmacocinético. Por tanto, es necesario introducir métodos para la separación y análisis de fármacos prototipo, productos de degradación y conjugados. Los métodos utilizados actualmente incluyen SDS2PA GE, HPLC y precipitación con TCA. 2. 2 Métodos inmunológicos 2. 2. 1 Radioinmunoensayo (RIA) Este método es una reacción de unión competitiva entre el fármaco probado (Ag), el fármaco marcado (principalmente 125 I 2Ag) y el anticuerpo (Ab). La propiedad depende de la afinidad del antígeno y del anticuerpo y de la pureza del fármaco marcado. En comparación con el ensayo biológico, tiene las ventajas de simplicidad y facilidad de control. Li Yunchun et al. [11] utilizaron tecnología de radioinmunoensayo (RIA) para estudiar la farmacocinética de la hormona del crecimiento humana lactada en ratones. 2. 2. 2 Ensayo cuantitativo de inmunorradiación (IRMA) En este método, el fármaco que se va a analizar sigue siendo Ag. Primero forma un complejo Ab:Ag con el Ab en la fase estacionaria y luego se combina con el anticuerpo marcado 125 I 2Ab. para formar Ab:Ag. ∶125 I 2Ab forma de sándwich. Dado que Ag necesita ser reconocido por dos Abs, esto aumenta en gran medida la especificidad del método. Es un método sensible y de baja variación, pero requiere una alta pureza de los anticuerpos marcados. 2. 2. 3 Inmunoensayo ligado a enzima (EL ISA) El principio de EL ISA es similar al IRMA, excepto que el segundo anticuerpo está marcado con una enzima que puede reaccionar con el sustrato para el desarrollo del color, como la peroxidasa de rábano picante (HRP) , en comparación con los dos métodos anteriores, EL ISA tiene las ventajas de una larga vida útil, buena repetibilidad y no radioactividad. Ahora se usa ampliamente en la investigación farmacocinética de proteínas, especialmente en la investigación farmacocinética clínica. Rosa2mond et al. utilizaron el método EL ISA para estudiar la farmacocinética de la interleucina-6 glicosilada después de la inyección subcutánea en pacientes con cáncer.
La desventaja del método inmunológico es que mide la actividad inmune de los polipéptidos proteicos en lugar de la actividad biológica; los metabolitos no se pueden medir simultáneamente y los fragmentos metabólicos con determinantes antigénicos pueden aumentar el error en los resultados. Los anticuerpos de diferentes fuentes pueden reaccionar con los mismos; mismos polipéptidos proteicos. Las grandes diferencias también pueden verse interferidas por sustancias endógenas. 2. 3 Método de bioensayo El principio del método de bioensayo es analizar cuantitativamente la proteína y el péptido a través de una curva de efecto de dosis (o concentración) basada en una determinada respuesta específica de los tejidos o células a la proteína y el péptido probados in vivo e in vitro. Los ensayos biológicos con animales enteros a menudo requieren modelos animales o procedimientos quirúrgicos, que son costosos y requieren mucho tiempo. Los métodos de análisis celular son rentables y ahorran tiempo. A menudo se basan en la proliferación, diferenciación o citotoxicidad celular, y el aumento o disminución del número de células se utiliza como indicador de dosis-efecto. Sin embargo, las reacciones biológicas son un proceso muy complejo y se ven afectadas por muchas condiciones experimentales. Por lo tanto, los ensayos biológicos tienen poca especificidad y, a veces, baja sensibilidad. Los puntos finales de observación se ven afectados por factores subjetivos y tienen una gran variabilidad, y no pueden proporcionar información sobre los productos de degradación. información. 2.4 Cromatografía y espectrometría de masas El buen desempeño de la cromatografía en la separación e identificación de mezclas juega un papel importante en la investigación farmacocinética de fármacos proteicos y peptídicos. Sus ventajas radican en una alta especificidad, una cuantificación precisa y la capacidad de medir simultáneamente múltiples analitos de prueba. El método de cromatografía más utilizado es la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC), que tiene las ventajas de una alta eficiencia de separación y una rápida velocidad de separación, y puede separar e identificar fármacos de manera efectiva sin afectar la estructura molecular y la actividad biológica de la sustancia de prueba. La espectrometría de masas (MS) también se puede utilizar para la identificación de fármacos peptídicos proteicos y sus metabolitos. Sin embargo, el proceso de procesamiento de productos biológicos y el bajo contenido de analitos en las muestras biológicas han limitado en gran medida su aplicación y popularidad. La cromatografía líquida junto con la espectrometría de masas (LC2MS) tiene ventajas obvias en cuanto a selectividad, sensibilidad, determinación de la masa molecular relativa y proporciona información estructural. Puede obtener resultados cualitativos y cuantitativos confiables, por lo que se ha utilizado ampliamente en el estudio de detección de fármacos in vivo. de absorción, distribución y metabolismo. Huang et al. inyectaron anticuerpos monoclonales IgG1 por vía intravenosa y subcutánea en monos cynomolgus y luego utilizaron LC/MS/MS para separar y analizar los anticuerpos monoclonales en el suero. También existe la electroforesis capilar de alto rendimiento (HPCE), que es una nueva tecnología que utiliza iones o partículas cargadas como fuerza impulsora del campo eléctrico para realizar una separación eficiente y rápida en el capilar de acuerdo con su concentración y coeficiente de distribución. Tiene alta resolución. , alta sensibilidad, tiene muchas ventajas, como tiempo de análisis corto, volumen de muestra pequeño y operación simple, y se ha convertido en un medio importante para la separación y análisis de biomoléculas de proteínas y péptidos. 3 Conclusión Las perspectivas de desarrollo de fármacos peptídicos proteicos son buenas. Este tipo de fármaco se diferencia de los fármacos tradicionales en estructura y mecanismo de acción, y tiene su propio comportamiento de eliminación y mecanismo de metabolismo únicos. La realización de estudios farmacocinéticos de fármacos proteicos y peptídicos es bastante compleja. Los métodos de análisis son una de las razones que afectan su progreso. Los diversos métodos de análisis actuales tienen deficiencias en ciertos aspectos. Sólo mediante la aplicación conjunta y la complementación mutua se pueden obtener resultados más confiables.