Small-scale in vitro methods for evaluating the impact of gastrointestinal transfer on luminal drug / drug product performance in the fasted state
Authors: Ο' Ντουάιρ Πάτρικ 
Published: September 2021

Η βιοδιαθεσιμότητα ενός φαρμάκου μετά από per os χορήγηση επηρεάζεται από πολλές διαδικασίες. Η γαστρεντερική μεταφορά αποτελεί μια σημαντική φυσιολογική διαδικασία, που επηρεάζει της συγκεντρώσεις του φαρμάκου στο λεπτό έντερο, δηλαδή στην περιοχή από την οποία απορρόφουνται τις περισσότερες φορές τα per os χορηγούμενα φάρμακα. Στην παρούσα εργασία αναπτύχθηκαν δυο μικρής κλίμακας μέθοδοι για την εκτίμηση της σημασίας της γαστρεντερικής μεταφοράς στην απορρόφηση ενός φαρμάκου μετά από per os χορήγηση κατά τη διάρκεια της διαπεπτικής περιόδου. Οι μέθοδοι βασίστηκαν σε ένα διφασικό σύστημα διάλυσης δύο σταδίων και σε μια συσκευή διάλυσης-διαπέρασης δυο σταδίων. Η διφασική μέθοδος διάλυσης προσομοιώνει τη διαδικασία της μεταφοράς μέσω του εντερικού επιθηλίου με τη χρήση μιας στοιβάδας δεκανόλης. Η μέθοδος διάλυσης-διαπέρασης προσομοιώνει τη διαδικασία μεταφοράς μέσω του γαστρεντερικού επιθηλίου με τη χρήση μιας συνθετικής λιπιδικής μεμβράνης και ενός διαμερίσματος υποδοχής του φαρμάκου. Οι δυο μικρής κλίμακας μέθοδοι δυο σταδίων αναπτύχθηκαν και αξιολογήθηκαν με βάση δεδομένα δυο ασθενών βάσεων που ανήκουν στην Τάξη ΙΙ της Βιοφαρμακευτικής Ταξινόμησης των Φαρμάκων, της διπυριδαμόλης και της κετοκοναζόλης. Οι ρυθμοί καθίζησης, που υπολογίσθηκαν από τα δεδομένα των πειραμάτων με τις δυο μεθόδους, χρησιμοποιήθηκαν για την προσομοίωση των απεικονίσεων των συγκεντρώσεων στο πλάσμα μετά από χορήγηση σε ενήλικες με τη βοήθεια φυσιολογικών φαρμακοκινητικών μοντέλων. Οι τιμές των φαρμακοκινητικών παραμέτρων, που υπολογίσθηκαν από τις απεικονίσεις, συγκρίθηκαν με τις τιμές των φαρμακοκινητικών παραμέτρων, που είχαν υπολογισθεί από προηγούμενες κλινικές μελέτες των φαρμάκων σε υγιείς ενήλικες. Τα δεδομένα της διφασικής μεθόδου διάλυσης οδήγησαν σε καλύτερη εκτίμηση των φαρμακοκινητικών παραμέτρων των δυο ασθενών βάσεων. Τα δεδομένα της μεθόδου διάλυσης-διαπέρασης οδήγησαν σε υπερεκτίμηση της καθίζησης, πιθανότατα λόγω της αργής ροής μεταφοράς στο διαμέρισμα υποδοχής. Στη συνέχεια, οι δυο μικρής κλίμακας μέθοδοι δυο σταδίων αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας φαρμακευτικά προϊόντα με αυξημένες δυνατότητες (enabling drug products) που περιλάμβαναν άμορφες στερεές διασπορές, ένα σύμπλοκο φαρμάκου με κυκλοδεξτρίνη και λιπιδικά προϊόντα. Για τη μελέτη των λιπιδικών προϊόντων η διφασική μέθοδος τροποποιήθηκε για να ενσωματωθεί και η διαδικασία της πέψης των εκδόχων. Συνολικά, η διφασική μέθοδος ήταν περισότερο χρήσιμη από τη μέθοδο-διάλυσης διαπέρασης και τα δεδομένα σχετίστηκαν καλύτερα με τα in vivo δεδομένα. Τέλος, η χρησιμότητα των δυο μικρής κλίμακας μεθόδων δυο σταδίων σε σχέση με δυο άλλες χρησιμοποιούμενες μεθόδους, τη διατάξη μικρού περιστρεφόμενου πτερυγίου Erweka και τη διάταξη ΒioGIT, μελετήθηκε με βάση δεδομένα δυο φαρμάκων που ανήκουν στην Τάξη ΙΙ της Βιοφαρμακευτικής Ταξινόμησης των Φαρμάκων, της δικλοφενάκης (ασθενές εξύ) και της ριτοναβίρης (ασθενής βάση). Με όλες τις μεθόδους, η δικλοφενάκη διαλύθηκε πολύ γρήγορα σε μέσα που προσομοιώνουν σε Επίπεδο ΙΙ τα περιεχόμενα του λεπτού εντέρου, τόσο μετά από μορφοποίηση σε σκόνη όσο και μετά από μορφοποίηση σε δισκίο. Φυσιολογική φαρμακοκινητική μοντελοποίηση των δεδομένων έδειξε, ότι μετά από χορήγηση προϊόντων άμεσης αποδέσμευσης δικλοφενάκης, η απορρόφηση εξαρτάται από τη γαστρική κένωση και τη μεταφορά μέσω του εντερικού επιθηλίου, ανεξάρτητα από τον τύπο του προϊόντος. Αντίθετα, η άμορφη στερεή διασπορά της ριτοναβίρης οδηγεί σε καθίζηση του φαρμάκου στον αυλό του λεπτού εντέρου. Όλες οι μέθοδοι που προσομοίωσαν την αλλαγή των συνθηκών από το στόμαχο στο λεπτό έντερο προσομοίωσαν επαρκώς την επίδραση του μειωμένου ρυθμού έκκρισης γαστρικού οξέος στη συμπεριφορά του προϊόντος in vivo. Με βάση τα δεδομένα συνολικά, κάθε μέθοδος παρουσιάζει ιδιαίτερα προτερήματα και αδυναμίες. Συνολικά, με βάση τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης η διφασική μέθοδος θα μπορούσε να διευκολύνει σημαντικά στα αρχικά στάδια της ανάπτυξης νέων φαρμάκων, ιδιαίτερα αν συνδυαστεί με φυσιολογικά φαρμακοκινητικά μοντέλα.