ITMI20130112A1 - Metodo di qualificazione di preparazioni di pentosan polifosfato, sue materie prime e processi di produzione - Google Patents
Metodo di qualificazione di preparazioni di pentosan polifosfato, sue materie prime e processi di produzioneInfo
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- ITMI20130112A1 ITMI20130112A1 IT000112A ITMI20130112A ITMI20130112A1 IT MI20130112 A1 ITMI20130112 A1 IT MI20130112A1 IT 000112 A IT000112 A IT 000112A IT MI20130112 A ITMI20130112 A IT MI20130112A IT MI20130112 A1 ITMI20130112 A1 IT MI20130112A1
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Description
“METODO DI QUALIFICAZIONE DI PREPARAZIONI DI PENTOSAN POLISOLFATO, SUE MATERIE PRIME E PROCESSI DI PRODUZIONEâ€
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda metodi e prodotti basati sull’individuazione di attributi strutturali distintivi del pentosan polisolfato, in particolare prodotti ottenuti attraverso un metodo di qualificazione e selezione di processi produttivi, materie prime, intermedi, lotti di produzione del pentosan polisolfato basato sull’individuazione di suoi attributi strutturali distintivi. Stato dell’arte
Numerosi prodotti farmaceutici (ad esempio Elmiron, CCRIS 8869, Fibrase, Fibrezym, HSDB 7294, Hoe/bay 946, NSC 626201, SP-54, Thrombocid, PZ68, Hemoclar, Fibrocid e Tavan) hanno come principio attivo il pentosano polisolfato, un polisaccaride il cui scheletro principale à ̈ costituito da sequenze di unità di xilosio solfatato legate tra loro con legame β-(1→4) glicosidico.
Essendo ottenuto a partire da xilani estratti da piante ad alto fusto come il faggio, sono presenti ramificazioni di acido 4-O-metil-glucuronico distribuite in modo non necessariamente regolare.
La struttura chimica del pentosan polisolfato riportata nella letteratura tecnico-scientifica corrisponde alla seguente formula 1:
Formula 1
NaO2C
O
<CH>3<O>RO
OR
O O O O O
<O>RO O RO O RO<O>ROORO<O>OR OR O OR OR
in cui R Ã ̈ H o SO3Na.
Il peso molecolare del prodotto commerciale Elmiron à ̈ di 4000-6000 Dalton. Pentosan polisolfato à ̈ quindi formato da una miscela di polisaccaridi solfatati tra loro differenti per lunghezze di catena e ramificazioni.
Pentosan polisolfato à ̈ impiegato in campo farmaceutico come anticoagulante e nel trattamento della cistite interstiziale. Mostra inoltre numerose altre attività biologiche tra cui attività antitumorale e antimetastatica, attività antivirale ed antinfiammatoria. E’ stato proposto come agente terapeutico nella prevenzione e nel trattamento della Prion Disease. Ha effetto nell’inibizione della crescita dei cristalli di calcio ossalato che portano alla formazione di calcoli renali. Ha mostrato inoltre effetto come agente antiartritico in animali affetti da osteoartrite.
Il grado di polimerizzazione e la varietà strutturale possono influenzare fortemente l’attività biologica, immunologica e potenzialmente tossicologica dei polisaccaridi e polisaccaridi solfatati [cfr. per es. T.Astrup Scand J Clin Lab Invest 137 (1952)].
Una approfondita conoscenza delle caratteristiche strutturali del pentosan polisolfato à ̈ quindi di fondamentale importanza per garantire l’efficacia terapeutica e la sicurezza dei trattamenti farmacologici in cui à ̈ impiegato.
A causa dell’origine naturale della materia prima e dei processi di isolamento e produzione, sulla catena polimerica dello xilano polisolfato possono essere presenti raggruppamenti strutturali che contribuiscono ad aumentarne la complessità strutturale. Per esempio, oltre allo xilosio e all’acido 4-O-metil-glucuronico solfatati, possono essere presenti unità monosaccaridiche differenti.
Inoltre possono essere presenti diverse specie polimeriche solfatate e non solfatate, quali per esempio quelle derivanti da altri polisaccaridi presenti nella fonte naturale della materia prima.
In particolare, la complessità strutturale del pentosan polisolfato può aumentare ulteriormente in funzione della metodica di estrazione dello xilano dalla fonte naturale della materia prima. Tale metodica di estrazione, in funzione della sua selettività , porterà infatti all’ottenimento di xilano di differenti caratteristiche e differenti gradi di purezza. Inoltre, nel corso della trasformazione dello xilano nel prodotto finito, à ̈ possibile che siano introdotte nuove impurezze, che avvenga la trasformazione di quelle presenti o l’introduzione di nuovi raggruppamenti chimici nella struttura del polimero, fattori che possono contribuire anch’essi alla complessità del prodotto nel suo insieme.
Attualmente, la caratterizzazione strutturale del pentosan polisolfato non à ̈ stata portata a livelli di dettaglio necessari in considerazione della complessità del prodotto e non risultano quindi adeguati al bisogno di garantire la costanza della qualità ed equivalenza della produzione dei farmaci in commercio e alla dimostrazione di equivalenza dei prodotti farmaceutici generici.
Risulta quindi di urgente necessità il progresso nella caratterizzazione analitica del pentosan polisolfato e della individuazione di suoi attributi strutturali identificativi.
Nel presente contesto, per attributo strutturale identificativo si intende una parte della struttura chimica del pentosan polisolfato la cui individuazione permette di qualificare vari tipi di pentosan polisolfato.
Riassunto dell’invenzione
L’invenzione si basa sulla scoperta che la struttura del pentosan polisolfato presente nei prodotti farmaceutici à ̈ caratterizzata dalla presenza di alcuni attributi strutturali identificativi che non erano finora stati individuati nella struttura chimica di formula 1 riportata in letteratura.
Tali attributi strutturali identificativi sono stati individuati dalla Richiedente e sono unità monosaccaridiche acetilate, ed in particolare unità di xilosio acetilate sostituite con acido 4-O-metil-glucuronico.
La presente invenzione pertanto si riferisce a metodi per identificare la presenza di detti attributi strutturali identificativi nel pentosan polisolfato ed alla loro applicazione per la qualificazione di preparazioni di pentosan polisolfato, delle loro materie prime e dei loro processi di produzione.
Un ulteriore oggetto della presente invenzione à ̈ rappresentato dal pentosan polisolfato ottenuto con un metodo che comprende almeno una fase di qualificazione basata sui detti attributi strutturali identificativi.
Breve descrizione delle figure
Fig. 1 – Spettro<1>H-NMR di pentosan polisolfato
Fig. 2 – (A) Spettro HSQC NMR di pentosan polisolfato (XS) e (B) di pentosan polisolfato sottoposto a procedura di de-solfatazione (XSDS) Fig. 3 – Spettro Maldi TOF di pentosan polisolfato XSDS
Descrizione dettagliata dell’invenzione
In un suo primo aspetto la presente invenzione si riferisce a pentosan polisolfato di formula 2
Formula 2 NaO2C
O
<CH>3<O>RO
OR
O O O O O<O>RO O RO O GO<O>ROORO<O>OR OR O OR OR in cui
R Ã ̈ H o SO3Na
G Ã ̈ H, SO3Na o acetile.
ottenuto con un metodo che comprende almeno una fase di qualificazione basata sulle unità monosaccaridiche acetilate, ed in particolare le unità di xilosio acetilate sostituite con acido 4-O-metil-glucuronico.
Il pentosan polisolfato di formula 2 à ̈ caratterizzato dalla presenza di unità di xilosio sostituite con acido 4-O-metil-glucuronico ed acetilate (G = acetile) che rappresentano attributi strutturali identificativi individuati dalla Richiedente.
In un suo ulteriore aspetto, la presente invenzione si riferisce ai metodi per identificare la presenza di detti attributi strutturali identificativi nel pentosan polisolfato ed alla loro applicazione per la qualificazione di preparazioni di pentosan polisolfato, delle loro materie prime e dei loro processi di produzione.
L’invenzione si basa sulla scoperta che la struttura del pentosan polisolfato presente nei prodotti farmaceutici à ̈ caratterizzata dalla presenza di alcuni attributi strutturali identificativi.
Nel presente contesto, con le espressioni “pentosan polisolfato per uso farmaceutico†, “prodotti farmaceutici contenenti pentosan polisolfato†e “pentosan polisolfato commerciale†si intendono i prodotti in commercio e/o noti che contengono come principio attivo pentosan polisolfato per uso farmaceutico, con riferimento preferito alla specialità medicinale commercializzata con il marchio Elmiron.
Analizzando campioni di pentosan polisolfato commerciale, in particolare di Elmiron, mediante spettroscopia<1>H-NMR si à ̈ inaspettatamente trovato che lo spettro mostra la presenza di segnali a circa 2,3 ppm corrispondenti alla presenza di gruppi acetili e lo sdoppiamento di alcuni picchi. In particolare risalta lo sdoppiamento del segnale a circa 3,48 ppm corrispondente al gruppo metossile delle unità di acido 4-O-metil-glucuronico (figura 1). Sono inoltre rivelabili segnali nella regione 8,8-9,3 ppm attribuibili a gruppi piridinio derivanti dalla procedura di solfatazione utilizzata per la produzione del pentosan polisolfato per uso farmaceutico.
La presenza di gruppi piridinio legati al pentosan polisolfato à ̈ riportato in letteratura, per esempio in WO03073106 e Carbohydrate Polymers 16 (1991) 211-214.
Invece, lo sdoppiamento del segnale<1>H-NMR relativo al gruppo metossile dell’unità di acido 4-O-metil-glucuronico e la presenza di segnali corrispondenti a gruppi acetile non sono attesi sulla base della struttura chimica del pentosan polisolfato riportata nella letteratura tecnico scientifica e rappresentata dalla formula 1.
E’ stata presa in considerazione dalla Richiedente la possibilità che il segnale NMR a circa 2,3 ppm fosse originato da tracce di solventi o sali utilizzati nel processo produttivo del pentosan polisolfato e non completamente rimossi durante la purificazione.
Analisi chimiche quali la determinazione degli anioni liberi mediante HPLC, l’analisi gascromatografica dei solventi residui e il confronto dei chemical shift<1>H-NMR nella regione dei 2,3 ppm hanno permesso di escludere la presenza di specie quali lo ione acetato e solventi quali l’acido acetico e l’acetato di etile in quantità tali da giustificare la presenza del segnale<1>H-NMR a circa 2,3 ppm nello spettro del pentosan polisolfato illustrato in figura 1.
Questo segnale<1>H-NMR Ã ̈ stato quindi attribuito alla presenza di un gruppo acetile legato chimicamente al pentosan polisolfato.
Lo xilano da faggio à ̈ utilizzato come materia prima nella produzione del pentosan polisolfato per uso umano farmaceutico.
Lo xilano da faggio nativo à ̈ costituito da catene di beta 1-4 xilosio parzialmente acetilato alle posizioni 2 e 3; sono anche presenti unità di acido alfa 4-O-metil-glucuronico legate in posizione 2 di unità di xilosio della catena polisaccaridica [cfr. per es. Carbohydrate Research 337 (2002) 373-377]. I processi utilizzati comunemente per l’isolamento dello xilano da faggio prevedono l’impiego di soluzioni fortemente alcaline nelle quali lo xilano mostra una discreta solubilità ; in tali condizioni avviene la completa deacetilazione dello xilano.
Risulta pertanto sorprendente l’aver individuato la presenza della funzione acetile legata al pentosan polisolfato; in considerazione dei potenziali risvolti sull’attività biologica e tossicologica del pentosan polisolfato per uso farmaceutico, il gruppo acetile à ̈ un attributo strutturale specifico del prodotto.
Per l’identificazione strutturale dell’attributo caratterizzante il pentosan polisolfato sono stati eseguiti esperimenti basati sulla spettroscopia NMR sfruttando le potenzialità di questa tecnica nell’analisi strutturale di polisaccaridi e polisaccaridi solfatati.
Lo spettro NMR di Heteronuclear Single Quantum Coherence (HSQC) di campioni di pentosan polisolfato si presentano come una serie di segnali corrispondenti alle diverse posizioni delle unità di xilosio e acido 4-O-metilglucuronico del polisaccaride (figura 2-A).
L’attribuzione dei singoli segnali rilevati a specifiche posizioni chimicamente definite à ̈ ostacolata dall’elevato numero di combinazioni strutturali simili tra loro presenti nel polisaccaride e quindi alla presenza di una moltitudine di segnali nello spettro HSQC NMR; tali segnali risultano vicini tra loro nello spettro ed in parte sovrapposti. La molteplicità di posizioni chimicamente simili, ma spettroscopicamente distinguibili deriva dalla combinazione dei diversi possibili pattern di sostituzione con gruppi funzionali (solfato, idrogeno o acetile) o ramificazioni delle unità di xilosio di catena, terminale riducente o terminale non riducente. Ai segnali corrispondenti a queste specie si sovrappongono quelli corrispondenti alle unità di acido 4-O-metilglucuronico, a loro volta presenti nelle diverse varietà strutturali possibili. Tale situazione ostacola il lavoro di attribuzione di tutti i segnali HSQC NMR a specifici contesti strutturali.
Ripetendo la sperimentazione NMR su campioni di pentosan polisolfato per uso umano farmaceutico che erano stati sottoposti ad una procedura di desolfatazione à ̈ stata riscontrata una maggiore risoluzione dei segnali e la semplificazione dello spettro HSQC. Gli intorni chimici corrispondenti alle diverse posizioni del polisaccaride risultano apparentemente più differenziate tra loro nel prodotto desolfatato rispetto a quello solfatato. Inoltre la rimozione dei gruppi solfato riduce la variabilità strutturale delle diverse unità costitutive del polisaccaride considerando che anche nel pentosan polisolfato sono comunque presenti unità saccaridiche non completamente solfatate e che ad ognuna di queste à ̈ associabile una serie di segnali NMR. Ad una riduzione della varietà strutturale corrisponde quindi una semplificazione dello spettro NMR (figura 2-B)
E’ stato quindi possibile, combinando diverse tecniche NMR quali l’analisi HSQC, HMBC, TOCSY e COSY riscontrare che il gruppo acetile non à ̈ distribuito in modo equivalente tra le posizioni 2 e 3 delle unità ripetitive componenti la struttura del pentosan polisolfato, ma si concentra specificatamente nella posizione 3 delle unità ripetitive di xilosio.
Inoltre si à ̈ trovato che tali gruppi acetili sono legati principalmente alla posizione 3 di unità di xilosio che hanno anche legata in posizione 2 una unità di acido 4-O-metil-glucuronico.
La Richiedente ha quindi determinato sperimentalmente che pentosan polisolfato per uso farmaceutico à ̈ caratterizzato dalla presenza di unità di xilosio sostituite con acido 4-O-metil-glucuronico ed acetilate che ne rappresentano attributi strutturali identificativi.
Questa determinazione strutturale del pentosan polisolfato à ̈ stata supportata dall’analisi mediante spettroscopia di massa del suo derivato desolfatato su cui à ̈ stata eseguita l’analisi di tipo Maldi TOF. In fig. 3 à ̈ mostrato lo spettro ottenuto che mostra la presenza di tre diverse serie di sequenze che differiscono per il valore corrispondente alla massa dell’unità ripetitiva di xilosio (132 dalton), aventi le seguenti masse:
- la prima serie i cui picchi hanno massa pari a 701, 833, 965, 1165 Da, ecc. che corrispondono a oligomeri di polixilano (Xyl)n
- la seconda serie i cui picchi sono 759, 891, 1023, 1155 Da, ecc. che corrispondono a oligomeri di polixilano con una ramificazione di 4-O-metil-glucuronico (Xyl)n-(Xyl-GlcAOMe)-(Xyl)m
- la terza serie i cui picchi sono 801, 933, 1065 Da, ecc. che corrispondono a oligomeri di polixilano con una ramificazione di 4-O-metil-glucuronico in cui à ̈ presente anche un gruppo acetile (Xyl)n-(Xyl-OAc-GlcAOMe)-(Xyl)m
I risultati emersi dalla caratterizzazione mediante spettroscopia di massa Maldi TOF mostrano che il gruppo acetile à ̈ legato alla struttura del polisaccaride. Mostrano inoltre che il gruppo acetile à ̈ presente in specie in cui à ̈ anche presente un raggruppamento di acido 4-O-metil-glucuronico. Combinando opportunamente i risultati delle analisi NMR à ̈ stato possibile compilare la seguente tabella 1 di attribuzione dei segnali NMR relativi al campione ottenuto mediante procedura di desolfatazione.
Tabella 1
<1>H<13>C Posizione Zucchero Tipo
ppm ppm 1 Xyl interno 4,47 104,61
Xyl nr 4,44 104,87 Xyl redα 5,17 94,98 Xyl redβ 4,57 99,47 Xyl con 4-MGA legato in 2 4,74 103,61 Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2 4,63 104,17 4-MGA legato a Xyl 5,27 100,88 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 5,30 101,16 Xyl interno 3,29 75,69 2 Xyl nr 3,29 75,69
Xyl redα 3,53 74,39 Xyl redβ 3,24 77,00 Xyl con 4-MGA legato in 2
Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2 3,68 78,41 4-MGA legato a Xyl 3,58 73,93 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 3,58 73,93 Xyl interno 3,55 76,68 3 Xyl nr 3,42 78,66
Xyl redα 3,75 74,00 Xyl redβ 3,55 76,68 Xyl con 4-MGA legato in 2
Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2 5,09 76,99 4-MGA legato a Xyl 3,65 75,21 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 3,80 75,22 Xyl interno 3,78 79,36 4 Xyl nr 3,62 72,22
Xyl redα 3,78 79,36 Xyl redβ 3,78 79,36 Xyl con 4-MGA legato in 2 3,78 79,36 Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2 3,94 78,87 4-MGA legato a Xyl 3,80 84,31 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 3,82 84,46 Xyl interno 4,10 65,96 5 Xyl nr 3,96 68,21
Xyl redα 3,81 61,86 Xyl redβ 4,10 65,96 Xyl con 4-MGA legato in 2 4,10 65,96 Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2 4,10 65,96 4-MGA legato a Xyl 4,03 73,22 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 4,64 72,67 Xyl interno 3,37 65,95 5’ Xyl nr 3,30 68,21
Xyl redα 3,74 61,86 Xyl redβ 3,37 65,95 Xyl con 4-MGA legato in 2 3,37 65,95 Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2 3,37 65,95 4-MGA O-CH3del legato a Xyl 3,49 63,00 ALTRI 4-MGA O-CH3del legato a Xyl acetilato in 3 3,49 63,00
4-MGA -COOH
O-Ac 2,17 7 TSP 0 -Xyl – xilosio
4-MGA – 4-O-metil-glucuronico
TSP – trimetilsililpropionato
Ac - acetile
Utilizzando le informazioni acquisite dall’analisi dei campioni di pentosan polisolfato sottoposto a procedura di desolfatazione à ̈ stato possibile completare l’attribuzione dei segnali NMR relativi al prodotto non desolfatato. Combinando tali informazioni con i risultati di esperimenti NMR, quali HSQC, HMBC, il TOCSY e il COSY, condotti direttamente su campioni non desolfatati sono stati confermati i risultati delle analisi strutturali ed à ̈ stata redatta la seguente tabella 2 relativa ai segnali<1>H e
<13>C NMR del pentosan polisolfato.
Tabella 2
<1>H<13>C Posizione Zucchero Tipo
ppm ppm 1 Xyl interno 5,17 102,40
Xyl nr int int Xyl redα 5,39 93,68 Xyl redβ 5,10 101,38 Xyl con 4-MGA legato in 2
Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2 5,05 107,00 4-MGA legato a Xyl 5,76 96,90 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 5,78 96,80 Xyl interno 4,47 75,85 2 Xyl nr 4,49 75,40
Xyl redα 4,35 78,16 Xyl redβ 4,43 75,89 Xyl con 4-MGA legato in 2
Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2
4-MGA legato a Xyl 4,43 75,89 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 4,43 75,89 Xyl interno 4,80 75,36 3 Xyl nr 4,83 74,20
Xyl redα 4,76 78,55 Xyl redβ 4,77 75,72 Xyl con 4-MGA legato in 2
Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2 5,25 75,96 4-MGA legato a Xyl 4,95 80,20 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 4,45 81,00 Xyl interno 3,97 77,38 4 Xyl nr 4,57 74,40 Xyl redα 3,89 77,78 Xyl redβ 3,97 76,61 Xyl con 4-MGA legato in 2
Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2
4-MGA legato a Xyl 3,45 84,00 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3 3,45 84,00 Xyl interno 4,44 61,92 5 Xyl nr 4,51 61,40 Xyl redα 3,94 63,69 Xyl redβ
Xyl con 4-MGA legato in 2
Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2
4-MGA legato a Xyl 3,95 76,00 4-MGA legato a Xyl acetilato in 3
Xyl interno 3,86 61,92 5’ Xyl nr 3,89 61,40 Xyl redα
Xyl redβ
Xyl con 4-MGA legato in 2
Xyl acetilato in 3 4-MGA legato in 2
4-MGA O-CH3del legato a Xyl 3,49 63,47 ALTRI 4-MGA O-CH3del legato a Xyl acetilato in 3 3,49 63,47
4-MGA -COOH
O-Ac
Xyl – xilosio
4-MGA – 4-O-metil-glucuronico
Ac - acetile
Sulla base dei risultati ottenuti, la Richiedente ha attribuito al pentosan
polisolfato per uso farmaceutico la struttura di formula 2
Formula 2
NaO2C
O
<CH>3<O>RO
OR
O O O O
<O>O
RO O RO O GO<O>ROORO<O>OR OR O OR OR
in cui
R Ã ̈ H o SO3Na
G Ã ̈ H, SO3Na o acetile;
dove à ̈ presente il gruppo strutturale G che può rappresentare un raggruppamento acetile.
Tale elevata specificità strutturale rappresenta una caratteristica distintiva del pentosan polisolfato utilizzato come principio attivo farmaceutico per uso umano.
L’individuazione di questo attributo strutturale specifico del pentosan polisolfato riveste molteplici risvolti quali la selezione della metodica di isolamento della materia prima (xilano da faggio), la valutazione del processo di trasformazione dello xilano nel prodotto finito comprendente i passaggi di solfatazione e depolimerizzazione, le procedure di purificazione e isolamento del pentosan polisolfato ottenuto, la valutazione dei lotti di intermedi di produzione e del prodotto finito.
Un aspetto pratico di ulteriore interesse della presente invenzione risiede nella possibilità di rendere più significativi i controlli di processo nelle diverse fasi della produzione potendoli associare a parametri strutturali specifici.
Di tali fattori si dovrà quindi tener conto per la produzione e commercializzazione del pentosan polisolfato per uso farmaceutico e dovranno essere considerati anche nell’ambito del processo registrativo del prodotto presso le autorità regolatorie, quali per esempio l’FDA, nell’ambito dell’autorizzazione di versioni generiche del pentosan polisolfato.
Tali valutazioni non sono limitate alla verifica della presenza dell’attributo strutturale, ma anche alla sua quantificazione. A tale scopo può ancora essere impiegata la spettroscopia NMR. Mediante integrazione nello spettro HSQC dei diversi campioni di pentosan polisolfato à ̈ stata determinata la quantità di unità di xilosio che portano sia un gruppo acetile che una unità di acido 4-O-metil-glucuronico (determinata integrando il segnale relativo alla posizione 3 della specificata unità di xilosio), rispetto alla totalità di unità di xilosio che portano un’unità di acido 4-O-metilglucuronico legato in posizione 2 (integrando i corrispondenti segnali delle posizioni 1). In base ai dati ottenuti, la Richiedente ha potuto quindi stabilire che il contenuto di unità di xilosio sostituite con acido 4-O-metil-glucuronico che portano anche un gruppo acetile presenti nel pentosan polisolfato per uso farmaceutico à ̈ di almeno il 20%, preferibilmente tra il 40% e il 70%, rispetto alla totalità dei residui di acido glucuronico presenti.
Costituisce pertanto un aspetto preferito della presente invenzione pentosan polisolfato di formula 2 contenente almeno il 20% di unità di xilosio acetilate sostituite con acido 4-O-metl-glucuronico come attributi strutturali identificativi ottenuto con un metodo che comprende almeno una fase di qualificazione basata su detti attributi strutturali identificativi.
In un suo aspetto particolarmente preferito la presente invenzione si riferisce a pentosan polisolfato di formula 2 contenente tra il 40% ed il 70% di unità di xilosio acetilate sostituite con acido 4-O-metl-glucuronico come attributi strutturali identificativi ottenuto con un metodo che comprende almeno una fase di qualificazione basata su detti attributi strutturali identificativi.
Tale valutazione quantitativa implica molteplici aspetti vantaggiosi quali la selezione della metodica di isolamento della materia prima (xilano da faggio), la valutazione del processo di trasformazione dello xilano nel prodotto finito comprendente i passaggi di solfatazione e depolimerizzazione, le procedure di purificazione e isolamento del pentosan polisolfato ottenuto, la valutazione dei lotti di intermedi di produzione e del prodotto finito.
Quindi si dovrà tener conto anche di questi fattori legati alla quantificazione dell’attributo strutturale, per la produzione e commercializzazione del pentosan polisolfato per uso farmaceutico; inoltre dovranno essere considerati nell’ambito del processo registrativo del prodotto presso le autorità regolatorie, quali per esempio l’FDA, nell’ambito dell’autorizzazione di versioni generiche del pentosan polisolfato.
L’identificazione dell’attributo strutturale del pentosan polisolfato à ̈ stato eseguito come già descritto impiegando avanzate tecniche spettroscopiche, tuttavia i metodi oggetto della presente invenzione non sono limitati a queste tecniche, ma comprendono anche l’utilizzo dell’informazione relativa alla presenza e alla quantificazione di tale attributo strutturale determinato con qualsivoglia tecnica analitica come per esempio la spettroscopia IR, l’analisi HPLC, l’analisi dei prodotti di depolimerizzazione, ELISA, elettroforesi capillare.
L’assenza o la presenza e la quantificazione dei segnali della caratteristica strutturale viene determinato con qualsiasi metodo che ne permette l’identificazione nelle preparazioni di xilano o di xilano solfato tal quali, loro frazioni o loro prodotti di idrolisi. Per esempio, uno o più dei seguenti modi può essere utilizzato: risonanza magnetica nucleare (NMR), spettrometria di massa, ad es. matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry (MALDI-MS), electrospray ionization mass spectrometry (ESI MS), accoppiata o meno a separazioni cromatografiche (ad es. size exclusion, ionic, ecc).
I metodi oggetto della presente invenzione utilizzano preferibilmente la spettroscopia NMR, ancor più preferibilmente la spettroscopia NMR HSQC. E’ di particolare importanza l’utilizzo dell’informazione relativa alla presenza e alla quantificazione dello specificato attributo strutturale per la qualificazione e selezione di lotti di principio attivo farmaceutico pentosan polisolfato. Nella fattispecie, sulla base di queste informazioni si può decidere se approvare, respingere o eventualmente rilavorare lotti di pentosan polisolfato per uso farmaceutico.
Allo scopo di meglio illustrare la presente invenzione, senza tuttavia limitarla, vengono ora forniti i seguenti esempi.
Esempio 1
Procedura di desolfatazione del pentosan polisolfato
500 mg di pentosan polisolfato (Elmiron) sono stati portati in forma acida per trattamento con una resina a scambio ionico (Amberlite IR 120 H+) e la soluzione ottenuta (50 mL) à ̈ stata neutralizzata con piridina e liofilizzata. Il sale di piridina à ̈ stato sciolto in una soluzione di DMSO (2 mL) contenente il 10% di H2O e la soluzione à ̈ stata scaldata a 80°C per 4 ore. Dopo tale tempo la soluzione à ̈ stata addizionata di un volume di acqua almeno 3 volte superiore e raffreddata. Il campione desolfatato à ̈ stato isolato dopo opportune operazioni di purificazione (precipitazione, dialisi, Size Exclusion Chromatography). Tale procedura à ̈ stata ripetuta su almeno 3 campioni (P5129, P5201 e P5202).
Esempio 2
Procedura per la registrazione degli spettri NMR
Gli spettri sono stati registrati con uno spettrometro AVANCE 500 o 600 MHz Bruker munito di cryoprobe.
Preparazione del campione: circa 20 mg sono stati sciolto in 0,6 mL di D2O (acqua deuterata 99,9% D) o in una miscela D2O/DMSO (dimetilsolfossido deuterato) in rapporto 1:9 e trasferita in un tubo per analisi NMR da 5 mm. Gli spettri<1>H NMR sono stati acquisiti alla temperatura di 303 Kelvin con presaturazione del segnale dell’acqua con un intervallo di riciclo di 12 s, per un numero di scansioni da 16 a 24 calibrando lo spettro rispetto a TSP.
Esempio 3
Identificazione di parametri caratteristici della struttura su pentosan polisolfato o campioni desolfatati via spettri NMR bidimensionali (2D).
Gli esperimenti 2D NMR possono essere omonucleari (eg. COSY TOCSY, ecc.) o eteronucleari (HSQC, HSQC-DEP, HMQC, HMBC, ecc.).
Tutti gli spettri 2D (HSQC, HMBC, COSY, TOCSY e HSQC-TOCSY) sono stati eseguiti su campioni preparati nelle medesime condizioni descritte per lo spettro<1>H-NMR ed acquisiti alla temperatura di 303 Kelvin, calibrando lo spettro rispetto a TSP nel caso fossero eseguiti in solvente D2O e rispetto al picco del solvente DMSO, nel caso gli spettri venissero eseguiti in solvente DMSO/D2O.
Spettri bidimensionali DQF (double-quantum-filter)-COSY e 2D-TOCSY sono stati acquisiti usando da 16 a 24 scansioni per serie di 2048×512 data points con zero filling in F1 (4096×2048), una funzione “shifted (pi/3) squared cosine†à ̈ stata applicata prima della trasformata di Fourier. Lo spettro HSQC (heteronuclear single-quantum coherence) à ̈ stato ottenuto in “phasesensitivity enhanced pure-absorption mode†con disaccoppiamento nel periodo di acquisizione. Le dimensioni della matrice sono di 1024×320 data points che vengono “zero filled†a 4096×2048 mediante applicazione di una funzione coseno quadrato prima della trasformata di Fourier.
Un esperimento HMBC sul campione desolfatato ha mostrato una correlazione long range tra il segnale del residuo di xilosio ed un gruppo carbossilico appartenente al gruppo acetile.
Tale segnale attraverso un esperimento COSY e HSQC-TOCSY à ̈ stato identificato come la posizione 3 di un residuo di xilosio portante il gruppo acetile. La posizione 2 di tale residuo à ̈ risultata correlare nello spettro HMBC con un residuo di acido glucuronico evidenziando quindi la presenza di acido glucuronico in posizione 2 e del gruppo acetile in posizione 3 del medesimo residuo di xilosio. Questo spiega lo sdoppiamento dei segnali relativi al residuo di acido glucuronico nelle posizioni 1, 3, 4 e 5 oltre allo sdoppiamento del segnale dell’O-Me.
Gli esperimenti bidimensionali sopra descritti permettono di identificare anche i chemical shift dei residui riducenti/non riducenti ed i parametri caratteristici della struttura come riportato in Tabella 1.
L’esperimento HMBC sul campione di Elmiron (pentosan polisolfato) ha mostrato analoghe correlazioni long range tra il segnale corrispondente alla posizione 3 del residuo di xilosio acetilato ed il gruppo carbossilico appartenente al gruppo acetile. Gli spettri bidimensionali hanno permesso inoltre l’attribuzione dei segnali in Tabella 2.
Esempio 4
Quantificazione di parametri caratteristici della struttura su pentosan solfato o desolfatato
L’assenza o la presenza e la quantificazione dei segnali della caratteristica strutturale à ̈ stato determinato via 2D NMR sugli spettri dello xilano solfatato e desolfatato ed à ̈ stata associata alla presenza di un segnale nella regione corrispondente ai residui di xilosio portanti il gruppo acetile. La presenza del segnale significa che la caratteristica strutturale può essere rilevata e quantificata per integrazione come % in numero rispetto alla totalità dei residui di acido glucuronico presenti.
Nella tabella 3 seguente sono riportati i valori della quantificazione eseguita su campioni di diversi lotti di Elmiron (pentosan polisolfato).
Tabella 3
Campione di pentosan polisolfato (Elmiron) P5093 P5196 P5197 Unità di xilosio sostituite
con acido 4-O-metil-60,5 % 54,5 % 44,0 % glucuronico che portano
anche il gruppo acetile
La quantificazione à ̈ stata eseguita secondo la formula:
%Ac= ∫C3-XylAc/∫∑C1-Glc
dove:
C3-XylAc = posizione 3 dello xilosio che porta il gruppo acetile in 3 e l’acido 4-O-metil-glucuronico in 2
∑C1-Glc = somma dei segnali dell’acido 4-O-metil-glucuronico, sia legato allo xilosio con gruppo acetile che legato allo xilosio senza gruppo acetile. L’analisi à ̈ stata effettuata anche su un campione di pentosano polisolfato per uso umano farmaceutico di un diverso produttore e acquistato sul mercato indiano. Nei suoi spettri NMR non sono stati rilevati i segnali dell’OAc a 2,3 ppm, del C3-XylAc a 5,25/75,96 ppm e del C1-XylAc a 5,05/107 ppm.
L’analisi NMR di questo campione evidenzia la presenza di strutture non presenti nei pentosani solfati estratti dal prodotto commerciale Elmiron, associate a segnali nelle diverse regioni dello spettro e in particolare tra 5,8/6,2 ppm e 95/115 ppm, evidenziando le possibilità diagnostiche di tale tecnica di indagine strutturale.
Esempio 5
Analisi di massa del pentosan polisolfato
La spettrometria di massa à ̈ stata applicata come tecnica ortogonale di analisi strutturale. Il campione di xilano desolfatato à ̈ stato analizzato via spettrometria massa MALDI seguendo la seguente procedura. Il campione à ̈ stato sciolto in H2O alla concentrazione di circa 0,5 mg/mL. 1 microlitro della soluzione di analita à ̈ stata addizionata di 5 microlitri di una soluzione di matrice DHB alla concentrazione di 10 mg/mL in EtOH 80%.1 microlitro di miscela à ̈ stato deposto sul target e analizzato con uno spettrometro Autoflex Maldi Tof Bruker Daltonics in polarità positiva e in modalità reflectron.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1) Pentosan polisolfato ottenuto con un metodo che comprende almeno una fase di qualificazione basata sulle unità monosaccaridiche acetilate.
- 2) Pentosan polisolfato secondo la rivendicazione 1 avente la formula NaO2C O <CH>3<O>RO OR O O O O O<O>RO O RO O GO<O>ROORO<O>OR OR O OR OR in cui R à ̈ H o SO3Na G à ̈ H, SO3Na o acetile in cui almeno una fase di qualificazione à ̈ basata sulle unità di xilosio acetilate sostituite con acido 4-O-metil-glucuronico.
- 3) Pentosan polisolfato secondo la rivendicazione 2 contenente almeno il 20% di unità di xilosio acetilate sostituite con acido 4-O-metilglucuronico.
- 4) Pentosan polisolfato secondo la rivendicazione 3 contenente tra il 40% e il 70% di unità di xilosio acetilate sostituite con acido 4-O-metilglucuronico.
- 5) Pentosan polisolfato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti ottenuto con un metodo in cui una fase di qualificazione à ̈ effettuata per spettroscopia NMR.
- 6) Un metodo per identificare la presenza di unità di xilosio acetilate nel pentosan polisolfato e per la qualificazione di preparazioni di pentosan polisolfato, delle loro materie prime e dei loro processi di produzione.
- 7) Un metodo secondo la rivendicazione 6 in cui le unità di xilosio acetilate sono sostituite con acido 4-O-metil-glucuronico.
- 8) Un metodo secondo le rivendicazioni 6 o 7 in cui l’identificazione o la qualificazione à ̈ effettuata per spettroscopia NMR.
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