Пять основных шагов при поиске и разработке новых лекарственных средств

Хотя, как вам хорошо известно, я считаю свой блог просто отличным, я честно признаю, когда мои коллеги также публикуют хорошие материалы. В этом посте я вдохновился блогом по пищевой аналитике, чтобы по его образцу описать типичные процессы экстракции и синтеза для R&D лабораторий, занимающихся поиском и разработкой лекарств. Читайте дальше, чтобы увидеть общие шаги и советы по оптимизации каждой части этого процесса.

Не знаю, слышали ли вы об этом, но мои коллеги из BUCHI недавно запустили блог пищевой аналитики “Шалот Холмс и пищевые сыщики”. В блоге приводятся действительно интересные научные материалы, а пять сыщиков, Шалот Холмс, Яйкюль Пуаро, Мисс Маппл, Нэнси Биф и Лейтенант Кукурумбо решают задачи в области экстракции жира, определения белка с помощью метода Кьельдаля и БИК-анализа продуктов питания.

Так вот, один из постов, который я прочел, был посвящен использованию метода ближней ИК-спектроскопии (БИК) для измерения исходных ингредиентов, промежуточных и конечных продуктов в процессе переработки какао-бобов. Мне было очень интересно получше разобраться в процессе переработки какао-бобов в шоколад.

И именно это вдохновило меня написать похожий пост. Главное отличие моего поста в том, что я расскажу не про процесс производства продуктов питания, а про типичный процесс поиска и разработки новых лекарств!

Наш блог также фокусируется почти на всех методах, необходимых для анализа соединений на наличие потенциальных терапевтических эффектов. Давайте кратко опишем весь процесс. В ходе разработки лекарств интересующие исследователя ингредиенты извлекаются из природных источников или синтезируются в лаборатории. Затем потенциальные кандидаты анализируются на наличие желаемых характеристик и функций.

Любой рабочий процесс поиска лекарств обычно требует надежных и высокопроизводительных методов для того, чтобы можно было быстро и точно идентифицировать перспективные соединения.

Как только активное фармацевтическое соединение (АФС) идентифицировано, можно начинать процесс разработки и производства лекарств.

При разработке лекарств упор делается на оптимизацию процесса и эффективный контроль качества, чтобы предотвратить дорогостоящие ошибки при масштабировании.

Давайте теперь рассмотрим пять шагов, типичных для процесса поиска и разработки лекарств.

1. Экстракция/Синтез — Синтез с обратным холодильником и экстракция по Сокслету – это наиболее часто используемые методы получения образца. Экстракция по Сокслету, например, предполагает использование принципов кипячения с обратным холодильником и сифонирования для непрерывной экстракции целевых соединений свежим растворителем. Этот метод отличается высокой степенью автоматизации, что позволяет достичь большего выхода продукта за меньшее время. Синтез с обратным холодильником и экстракция по Сокслету могут быть выполнены с помощью ротационного испарителя, оснащенного подходящими принадлежностями. Это дает возможность использовать оба метода на одном и том же инструменте.

При масштабировании методов получения лекарственных средств постарайтесь сохранить те же параметры, что и на этапах синтеза с обратным холодильником или экстракции по Сокслету. Для этого рассмотрите возможность использования оборудования, совместимого как с колбами меньшего размера, так и лабораторным оборудованием промышленных размеров. Для масштабирования синтеза или экстракции целевых соединений можно использовать промышленный ротационный испаритель.

2. Концентрирование – После того, как соединение синтезировано или экстрагировано, смесь нужно сконцентрировать или высушить путем упаривания. У меня есть несколько советов о том, как при этом сэкономить время. Рассмотрите возможность использования параллельного упаривания для одновременной сушки нескольких образцов или специального сосуда Дьюара, который поможет подготовить образец к лиофильной сушке непосредственно на ротационном испарителе.

3. Разделение/очистка – Теперь, когда вы достигли стадии очистки, я предлагаю в качестве быстрой стадии предварительной очистки использовать флэш-хроматографию для отделения соединения от концентрированной реакционной смеси. Для достижения более высокой чистоты целевого соединения, я бы провел препаративную ВЭЖХ. Я бы также рекомендовал использовать системы как с УФ-детекторами, так и с детекторами ELS (испарительный детектор светорассеяния), чтобы точно не пропустить интересующее вас целевое соединение.

Чтобы упростить процесс разработки лекарств, рассмотрите возможность использования флэш-картриджей, колонок для препаративной ВЭЖХ, стеклянных колонок, а также приемных сосудов разных размеров. Пригодятся также различные варианты загрузки образца, включая возможность загрузки как твердого образца с помощью загрузчика твердых веществ, так и жидких образцов с помощью шприца, петли или внешнего насоса.

4. Концентрирование путем лиофильной сушки – После разделения необходимо снова сконцентрировать интересующее вас фармацевтическое соединение. Используя щадящий процесс, такой как лиофильная сушка, вы можете удалить растворители с минимальным повреждением чувствительных продуктов. В этом методе используются стабильные параметры, что также повышает воспроизводимость процессов поиска и разработки лекарств.

5. Определение чистоты – Последним шагом в разработке методов получения лекарств, как и в анализе готовой шоколадной продукции, является строгий контроль качества. Одним из способов анализа чистоты вашего соединения является определение точки плавления целевого соединения. Некоторые системы для определения точки плавления даже соответствуют фармакопее.

Ну и в качестве заключительного совета: в процессе разработки может быть сложно включить ваше соединение в лекарственную форму без потери свойств или проявления нежелательных характеристик. Для оптимизации лекарственной формы можно попробовать приготовить предварительную рецептуру с помощью распылительной сушки или инкапсуляции. Эти методы позволяют получить сухие частицы, микрокапсулы, влажные гранулы и капсулы с оболочкой из различных материалов и могут помочь улучшить свойства окончательной рецептуры.

Почти такие же шаги необходимы для анализа новых представляющих интерес химических веществ на предмет их перспективных свойств. Это классический случай убийства двух зайцев одним выстрелом, то есть применения одного рабочего процесса как для разработки лекарств, так и для открытия новых химических соединений!

Эта тема, что неудивительно, довольно обширна, и я едва затронул ее в этом посте. Если вы хотите получить дополнительную информацию, посмотрите бесплатный вебинар “Пять основных шагов при разработке лекарственных средств” или загрузите памятку с инфографикой «10 способов улучшить вашу R&D лабораторию».

Итак, что скажете? Кто из нас лучше описал весь рабочий процесс, я или Лейтенант Кукурумбо с его процессом производства шоколада? Проголосуйте в разделе комментариев ниже!

До новых встреч,