Tabletki z toksyną botulinową

Istotna stabilność preparatów odnosi się do zdolnościbotulinatoksynapchorobyw celu utrzymania ich integralności strukturalnej i aktywności biologicznej podczas produkcji, przetwarzania i przechowywania, co zależy głównie od cech strukturalnych cząsteczek toksyny i kompatybilności preparatu. Z punktu widzenia budowy molekularnej BTX składa się z łańcucha ciężkiego (łańcuch H) i łańcucha lekkiego (łańcuch L) połączonych wiązaniami dwusiarczkowymi.

Zgodność preparatu jest kolejnym kluczowym czynnikiem wpływającym na stabilność wewnętrzną. Substancje pomocnicze dodawane do preparatów doustnych, takie jak powłoki dojelitowe, środki zwiększające wchłanianie, wypełniacze i przeciwutleniacze, mogą zniszczyć stabilność strukturalną cząsteczek toksyny, jeśli wchodzą w interakcję z cząsteczkami toksyny. Na przykład niektóre środki powierzchniowo czynne-wzmacniające absorpcję mogą powodować depolimeryzację cząsteczek toksyn, podczas gdy jony metali w wypełniaczach mogą katalizować pękanie wiązań dwusiarczkowych. Ponadto czynniki takie jak temperatura, wilgotność, światło i zawartość tlenu w środowisku przechowywania również znacząco wpływają na stabilność preparatu.

Środowisko o wysokiej temperaturze i dużej wilgotności przyspiesza degradację oksydacyjną i denaturację toksyny poprzez absorpcję wilgoci, podczas gdy światło może uszkodzić strukturę łańcucha polipeptydowego toksyny poprzez fotooksydację. Dane z badań przedklinicznych pokazują, że współczynnik zachowania aktywności niezoptymalizowanych doustnych preparatów BTX przechowywanych w temperaturze pokojowej przez 3 miesiące wynosi mniej niż 50%, podczas gdy współczynnik zachowania aktywności przechowywany przez 6 miesięcy w warunkach chłodzenia w temperaturze 2-8 stopni, szczelnie zamknięty i chroniony przed światłem, może być wzrosła do ponad 80%, co w pełni potwierdza istotny wpływ środowiska przechowywania na stabilność wewnętrzną preparatu.

Stabilność środowiska przewodu pokarmowego jest kluczowym warunkiem wstępnymbotulinatoksynapchorobydocierać do docelowych tkanek i wywierać na nie działanie, a jego rdzeniem jest przeciwstawienie się podwójnemu uszkodzeniu środowiska kwasu żołądkowego i jelitowego układu enzymatycznego. Silnie kwaśne środowisko w żołądku (pH 1,5-3,5) zmieni konformację cząsteczek toksyny poprzez protonację, zniszczy strukturę domeny wiążącej receptor w łańcuchu H i może katalizować pękanie wiązań dwusiarczkowych, prowadząc do ekspozycji i inaktywacji centrum aktywnego toksyny.

Występują istotne różnice w tolerancji poszczególnych serotypów BTX na środowisko przewodu pokarmowego, co również jest istotnym czynnikiem wpływającym na stabilność preparatu. Wśród nich struktura łańcucha H typu A BTX jest stosunkowo stabilna, a jego tolerancja na kwas żołądkowy i proteazy jest lepsza niż w przypadku innych serotypów, takich jak typ B i E. Po inkubacji w symulowanym środowisku żołądkowym przez 2 godziny, wskaźnik utrzymania aktywności typu A BTX wynosi około 30%, podczas gdy typu B BTX jest mniejszy niż 10%.

Obecnie technologia powlekania jelitowego jest wykorzystywana głównie w badaniach i rozwoju w celu poprawy stabilności środowiska żołądkowo-jelitowego. Dojelitowe materiały powłokowe mogą pozostać nienaruszone w kwaśnym środowisku żołądka i zacząć się rozpadać dopiero po wejściu do środowiska jelita cienkiego o pH powyżej 5,5, unikając w ten sposób bezpośredniego narażenia toksyny na działanie kwaśnego środowiska i pepsyny w żołądku. Niektóre preparaty dodają także inhibitory enzymów (takie jak aprotynina) jako substancje pomocnicze, które hamują degradację toksyn przez proteazy jelitowe i dodatkowo poprawiają współczynnik zatrzymywania aktywności w środowisku żołądkowo-jelitowym.

Stabilność transportu in vivo odnosi się do zdolności BTX do utrzymania aktywności podczas transportu do zakończeń nerwowych tkanek docelowych po wchłonięciu przez błonę śluzową jelit do krwiobiegu. Do głównych czynników wpływających na tę chorobę zalicza się wpływ środowiska krwi i tempo metabolicznego usuwania toksyn. Po wejściu do krążenia krwi cząsteczki toksyn muszą stawić czoła wielu wyzwaniom, takim jak wiązanie z białkami osocza i degradacja proteaz osocza.

Biotransformacja wątroby jest kolejnym ważnym czynnikiem wpływającym na stabilność transportu in vivo. Cząsteczki toksyn dostające się do wątroby zostaną rozłożone na drobnocząsteczkowe peptydy lub aminokwasy przez proteazy w hepatocytach. Te produkty degradacji całkowicie tracą swoją aktywność biologiczną i nie mogą już wywierać efektu blokowania przewodnictwa nerwowego. Badania przedkliniczne wykazały, że okres pół-eliminacjibotulinatoksynapchorobywynosi około 12-24 godzin, czyli znacznie krócej niż w przypadku postaci dawkowania do wstrzykiwań. Różnica ta wynika w dużej mierze z szybszego tempa zaniku aktywności preparatu doustnego podczas transportu in vivo. Ponadto u pacjentów z niewydolnością wątroby i nerek zmniejsza się wydajność metaboliczna i oczyszczająca, co może prowadzić do gromadzenia się toksyn w organizmie. Jednakże nagromadzone toksyny to w większości nieaktywne fragmenty, które zamiast wzmacniać efekt terapeutyczny, mogą zwiększać ryzyko wystąpienia reakcji immunologicznych w organizmie.

Istnieją naturalne różnice w stabilności pomiędzy różnymi serotypami BTX ze względu na różnice strukturalne, a stabilność specyficzna dla serotypu-jest podstawową podstawą selekcji serotypu przy opracowywaniu preparatów doustnych. Oprócz wspomnianych wcześniej różnic w tolerancji żołądkowo-jelitowej, istnieją znaczące różnice w możliwościach przystosowania się do procesów przygotowania i stabilności przechowywania pomiędzy różnymi serotypami BTX.

Stabilność swoista-serotypu znajduje także odzwierciedlenie w zgodności toksyn i substancji pomocniczych. Typ A BTX ma dobrą kompatybilność z powszechnie stosowanymi materiałami powłokowymi dojelitowymi (takimi jak ftalan hydroksypropylometylocelulozy) i środkami zwiększającymi wchłanianie (takimi jak sole żółciowe) i nie powoduje denaturacji strukturalnej w wyniku interakcji. W przeciwieństwie do tego, aktywność BTX typu D zmieszanego z niektórymi substancjami zwiększającymi wchłanianie soli żółciowych zmniejszy się o ponad 40% w ciągu 24 godzin.