Фармакокинетика нового анальгетического пептида с октааргининовым вектором на основе оригинального аналитического подхода

Оригинальная статья

УДК 543.645.6
DOI: 10.57034/2618723X-2022-04-08

В.М. Косман*, кандидат фармацевтических наук, руководитель химико-аналитической лаборатории, https://orcid.org/0000-0001-9690-1935
Н.М. Фаустова, кандидат химических наук, руководитель лаборатории иммуноферментного анализа, https://orcid.org/0000-0002-6866-5741
М.В. Карлина, кандидат биологических наук, руководитель отдела технологии, кинетики и анализа лекарственных средств,
https://orcid.org/0000-0002-6292-8934
В.Г. Макаров, доктор медицинских наук, заместитель директора, https://orcid.org/0000-0002-2447-7888
М.Н. Макарова, доктор медицинских наук, директор, https://orcid.org/0000-0003-3176-6386

АО НПО «ДОМ ФАРМАЦИИ», 188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволжский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, к. 245.

* Е-mail: [email protected]


Ключевые слова: тридекапептид таблетки покрытые кишечно-растворимой оболочкой пероральное введение фармакокинетика крысы кролики плазма иммуноферментный анализ

Благодарности

Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства Российской Федерации в лице Министерства образования и науки Российской Федерации (Государственный контракт 14. N08.12.1039, код 2015-1N08-0028).


Для цитирования:

Косман В.М., Фаустова Н.М., Карлина М.В., Макаров В.Г., Макарова М.Н. Фармакокинетика нового анальгетического пептида с октааргининовым вектором на основе оригинального аналитического подхода. Лабораторные животные для научных исследований. 2022; 4. https://doi.org/10.57034/2618723X-2022-04-08

Резюме

Новый анальгетический пептид (tridecapeptide, TDP) с октааргининовым вектором был представлен для клинического применения при болевом синдроме. В работе изучены фармакокинетические свойства TDP в готовой лекарственной форме для перорального использования. Специальный аналитический подход предложен в связи с тем, что классические хроматографические методы не всегда могут использоваться при определении пептидов в биологических матрицах.

Исследование выполнено на крысах-самцах и кроликах после однократного перорального введения лекарственного препарата в трех дозах, однократного внутривенного введения в одной дозе и многократного введения крысам в одной дозе. Для определения концентрации TDP в плазме крови, тканях и экскретах разработаны и частично валидированы биоаналитические методики с использованием иммуноферментного метода с применением коммерчески доступных наборов реагентов для близкого целевого аналита (Elisa kit for 1-Deamino 8D-Arginine Vasopressin). Фармакокинетические параметры рассчитаны с помощью внемодельного метода статистических моментов. Выявлена линейность фармакокинетики TDP после однократного введения в диапазоне доз 10–50 мг/кг для крыс и 5–25 мг/кг для кроликов. Абсолютная биодоступность TDP после перорального введения по отношению к внутривенному составила для крыс и кроликов около 8–16%. Действующее вещество интенсивно распределялось в мышцах, печени и селезенке, минимальная тканевая доступность выявлена в почках. С мочой TDP выводился в следовых количествах (около 0,2%), с калом — примерно в 1,2%; при многократном введении препарата не установлено признаков кумуляции.

Изучена фармакокинетика нового анальгетического тридекапептида с применением оригинального аналитического подхода. Исследование включало все аспекты, необходимые для характеристики оригинального лекарственного препарата.

Полный текст доступен только на английском языке

Сведения о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

В.М. Косман — планирование и руководство исследованием, расчет фармакокинетических параметров, анализ и обсуждение результатов, подготовка текста и иллюстраций.
Н.М. Фаустова — создание аналитического подхода, выполнение экспериментальной аналитической работы.
М.В. Карлина — обсуждение результатов, подготовка текста публикации.
В.Г. Макаров — критический анализ результатов и финального текста публикации.
М.Н. Макарова — критический пересмотр текста публикации и иллюстративного материала.

Список источников

  1. Rosenblum A., Marsch L.A., Joseph H., Portenoy R.K. Opioids and the treatment of chronic pain: controversies, current status, and future directions // Exp. Clin. Psychopharmacol. 2008. Vol. 16. N. 5. P. 405–416. DOI: 10.1037/a0013628.
  2. Chaki K., Kawamura S., Kisara K. et al. Antinociception, and physical dependence produced by [D-Arg2]-dermorphin tetrapeptide analogs and morphine in rats // Br. J. Pharmacol. 1988. Vol. 95. N. 1. P. 15–22. DOI: 10.1111/j.1476-5381.1988.tb16543.x.
  3. Chaki K., Sakurada S., Sakurada T. et al. Comparison of the antinociceptive effects of new [D-Arg2]-dermorphin tetrapeptide analogs and morphine in mice // Pharmacol Biochem Behav. 1988. Vol. 31. N. 2. P. 439–444. DOI: 10.1016/0091-3057-(88)90371-1.
  4. Kashkin V.A., Shekunova E.V., Titov M.I. et al. A new tridecapeptide with an octaarginine vector has analgesic therapeutic potential and prevents morphine-induced tolerance // Peptides. 2018. Vol. 99. P. 61–69. DOI: 10.1016/j.peptides.2017.11.011.
  5. WHO Guidelines for the Pharmacological and Radiothe­rapeutic Management of Cancer Pain in Adults and Adolescents. Geneva: World Health Organization; 5, Cancer Pain Management Guiding Principles. 2018. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537483/ (06.2022).
  6. Hassani L.N., Levis A., Richard J. Oral peptide delivery: technology landscape & current status // OndrugDelivery. 2015. Vol. 59. P. 12–17. URL: https://www.ondrugdelivery.com/wp-content/uploads/2017/05/Ipsen_HR.pdf (06.2022).
  7. Lewis A.L., Richard J. Challenges in the delivery of peptide drugs: an industry perspective // Ther. Deliv. 2015. Vol. 6. N. 2. P. 149–163. DOI: 10.4155/tde.14.111.
  8. Morishita M., Peppas N.A. Is the oral route possible for peptide and protein drug delivery? // Drug Discov Today. 2006. Vol. 11. N. 19–20. P. 905–910. DOI: 10.1016/j.drudis.2006.08.005.
  9. Patent RU 2669386C1 Composition and method for producing peptide analgetic agent. 2017. URL: https://patents.google.com/patent/RU2669386C1/en (06.2022).
  10. Guidelines for preclinical drug research. Part one. M.: Grif and K. 2012. P. 845–855. URL: https://www.regmed.ru/
    Content/Page.aspx?id=30e5e2b2-74a6‑4616‑9624‑b796f00d0a9b (In Russ.).
  11. ICH M3 (R2) Non-clinical safety studies for the conduct of human clinical trials for pharmaceuticals. Step 5. EMA/CPMP/ICH/286/1995. 26 p. 2013. URL: https://www.ema.europa.eu/en/ich-m3‑r2‑non-clinical-safety-studies-conduct-human-clinical-trials-pharmaceuticals (06.2022).
  12. Guidelines for the examination of medicines. Volu­me I. M.: Griff and K. 2013. P. 6–44. URL: https://lit-review.ru/guides/expertise_vol1.pdf (In Russ.).
  13. Altman D.G., Bland J.M. How to randomize // BMJ. 1999. Vol. 319. N. 7211. P. 703–704. DOI: 10.1136/bmj.319.7211.703.
  14. Bland M. An Introduction to Medical Statistics (3rd edition). Oxford Medical Publications. 2000. 422 р.
  15. Enzyme-linked Immunosorbent Assay Kit for 1‑De­samino 8D Arginine Vasopressin (DDAVP). Instruction manual. URL: http://www.cloud-clone.com/manual/ELISA-Kit-for-1‑Desamino-8D-Arginine-Vasopressin--DDAVP--E91841Ge.pdf (06.2022).
  16. Zhang Y., Huo M., Zhou J., Xie S. PKSolver: An add-in program for pharmacokinetic and pharmacodynamic data analysis in Microsoft Excel // Computer Methods and Programs in Biomedicine. 2010. Vol. 99. N. 3. P. 306–314. DOI: 10.1016/j.cmpb.2010.01.007.
  17. ICH Q2A, Harmonized tripartite guideline, text on vali­dation of analytical procedures IFPMA Proceedings of the International Conference on Harmonization, Geneva. 1994. 10 p. URL: https://www.fda.gov/media/71724/download (06.2022).
  18. ICH Q2B, Harmonized tripartite guideline, validation of analytical procedure: methodology IFPMA Procee­dings of the International Conference on Harmonization, Geneva. 1994. 13 p. URL: https://www.fda.gov/media/71725/download (06.2022).
  19. Guideline on bioanalytical method validation. EMEA/CHMP/EWP192217/2009, London, Committee for medicinal products for human use (CHMP). 2011. URL: https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientific-guideline/guideline-bioanalytical-method-validation_en.pdf (06.2022).
  20. Guidance for Industry: Bioanalytical method for validation. Rockville, MD, U.S. Department of Health and Human Services, FDA, Center for Drug Evaluation and Research, Center for veterinary medicine. 2018. 41 p. URL: https://www.fda.gov/files/drugs/published/Bioanalytical-Method-Validation-Guidance-for-Industry.pdf (06.2022).
  21. Rathi C., Meibohm B. Pharmacokinetics of Peptides and Proteins. Reviews in Cell Biology and Molecular Medicine, R.A. Meyers (Ed.). 2015. DOI: 10.1002/3527600906.mcb.200400105.pub2.
  22. Ali Q., Wu Y., Nag S., Hussain T. Estimation of angiotensin peptides in biological samples by LC/MS me­thod // Anal. Methods. 2014. Vol. 6. N. 1. P. 215–222. DOI: 10.1039/C3AY41305E.
  23. Bode G.H., Pick K.E., Sanchez-Purrà M. et al. European NanoBioPharmaceutics Research Initiative. Detection of Peptide-based nanoparticles in blood plasma by ELISA // PLoS One. 2015. Vol. 10. N. 5. P. e0126136. DOI: 10.1371/journal.pone.0126136.
  24. Chen Y., Liu Y. Analytical Methods for the Determination of Anti-diuretic Peptides in Biological Samples: Challenges and Perspectives // Current Analytical Chemistry. 2011. Vol. 7. N. 2. DOI: 10.2174/157341111794815048.
  25. Yang Y., Boysen R.I., Chowdhury J., Alam A., Hearn M.T. Analysis of peptides and protein digests by reversed phase high performance liquid chromatography-electrospray ionisation mass spectrometry using neutral pH elution conditions // Anal. Chim. Acta. 2015. Vol. 4. N. 872. P. 84–94. DOI: 10.1016/j.aca.2015.02.055.
  26. Beyene A.M., Du X., Schrunk D.E. et al. High-performance liquid chromatography and Enzyme-Linked Immunosorbent Assay techniques for detection and quantification of aflatoxin B1 in feed samples: a comparative study // BMC Res. Notes. 2019. Vol. 12. P. 492. DOI: 10.1186/s13104‑019‑4538‑z.
  27. Cross T.G., Hornshaw M.P. Can LC and LC-MS Ever Replace Immunoassays? // J. Appl. Bioanal. 2016. Vol. 2. N. 4. P. 108–116. DOI: 10.17145/jab.16.015.
  28. Curwin B., Hein M., Barr D. et al. Comparison of immunoassay and HPLC-MS/MS used to measure urinary metabolites of atrazine, metolachlor, and chlorpyrifos from farmers and non-farmers in Iowa // J. Expo.Sci. Environ. Epidemiol. 2010. Vol. 20. P. 205–212. DOI: 10.1038/jes.2009.15.
  29. Pinho A.R., Fortuna A., Falcão A. et al. Comparison of ELISA and HPLC-MS methods for the determination of exenatide in biological and biotechnology-based formulation matrices // Journal of Pharmaceutical Analy­sis. 2019. Vol. 9. N. 3. P. 143–155. DOI: 10.1016/j.jpha.2019.02.001.
  30. Rubio F., Veldhuis L.J., Clegg B.S., Fleeker J.R., Hall C.J. Comparison of a Direct ELISA and an HPLC Method for Glyphosate Determinations in Water // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2003. Vol. 51. N. 3. P. 691–696. DOI: 10.1021/jf020761g.
  31. Wilson R. Sensitivity and specificity: twin goals of proteomics assays. Can they be combined? // Expert Review of Proteomics. 2013. Vol. 10. N. 2. P. 135–149. DOI: 10.1586/epr.13.7.
  32. Guidance for Industry. Exposure-Response Relationships — Study Design, Data Analysis, and Regulatory. U.S. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration. Center for Drug Evaluation and Research (CDER). Center for Biologics Evaluation and Research (CBER). 2003. 28 p. URL: https://www.fda.gov/media/71277/download (06.2022).
  33. Guideline on non-clinical and clinical development of similar biological medicinal products containing low-molecular-weight-heparins. EMEA/CHMP/BMWP/118264/2007 Rev. 1. 2017. 8 р. URL: https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientific-guideline/guideline-non-clinical-clinical-development-similar-biological-medicinal-products-containing-low_en.pdf (06.2022).
  34. Kosman V.M., Karlina M.V., Faustova N.M., Makarov V.G., Makarova M.N. Comparison of biomarker and chromatographic analytical approaches to pharmacokinetic study of sitagliptin // Biopharmaceutics and Drug Disposition. 2022. Vol. 43. N. 1. P. 3–10. DOI: 10.1002/bdd.2305.
  35. Kosman V.M., Faustova N.M., Karlina M.V., Makarov V.G., Makarova M.N. Use of Biomarkers in Pharmacokine­tics Studies of Medicinal Products of Natural Origin // The Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. 2021. Vol. 11. N. 1. P. 24–35. DOI: 10.30895/1991‑2919‑2021‑11‑1‑24‑35.
  36. Karlina M.V., Faustova N.M., Pozharitskaya O.N. et al. Determination of darbopoetin alfa in rabbit plasma by ELISA // Drug development and registration. 2016. Vol. 4. P. 204–210. (In Russ.).
  37. Kosman V.M., Faustova N.M., Karlina M.V., Makarov V.G., Makarova M.N. Study of pharmacokinetic of new peptide drug 1‑deamino-arginine-vasotocin for hypernatremia correction // Research Results in Pharmacology. 2022. Vol. 8. N. 1. P. 23–31. DOI: 10.3897/rrpharmacology.8.71802.
  38. Van Dorpe S., Adriaens A., Polis I. et al. Analytical cha­racterization and comparison of the blood-brain barrier permeability of eight opioid peptides // Peptides. 2010. Vol. 31. N. 7. P. 1390–1399. DOI: 10.1016/j.peptides.2010.03.029.
  39. Eagleton R.D., Mitchell S.A., Huber J.D. et al. Improved blood-brain barrier penetration and enhanced analgesia of an opioid peptide by glycosylation // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2011. Vol. 299. N. 3. P. 967–972.
  40. Ogawa T., Araki M., Miyamae T. et al. Synthesis and antinociceptive activity of orally active opioid peptides: improvement of oral bioavailability by esterification // Chem. Pharm. Bul. l (Tokyo). 2003. Vol. 51. N. 7. P. 759–771. DOI: 10.1248/cpb.51.759.
  41. Furuhata M., Kawakami H., Tom K., Hattori Y., Maitani Y. Intracellular delivery of proteins in complexes with oligoarginine-modified liposomes and the effect of oligoarginine length // Bioconjugate chemistry. 2006. Vol. 17. N. 4. P. 935–942. DOI: 10.1021/bc060034h.
  42. Futaki S. Oligoarginine vectors for intracellular delivery: design and cellular-uptake mechanisms // Biopolymers. 2006. Vol. 84. N. 3. P. 241–249. DOI: 10.1002/bip.20421.
  43. Pham W., Zhao B.Q., Lo E.N. et al. Crossing the bloodbrain barrier: a potential application of myristoylated poly­arginine for in vivo neuroimaging // NeuroImage. 2005. Vol. 28. N. 1. P. 287–292. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2005.06.007.
  44. Szeto H.H., Lovelace J.L., Fridland G. et al. In vivo pharmacokinetics of selective mu-opioid peptide agonists // J. Pharmacol. Exp. Ther. 2001. Vol. 298. N. 1. P. 57–61.
  45. Robinson M.A., Guan F., McDonnell S., Uboh C.E., Soma L.R. Pharmacokinetics and pharmacodynamics of dermorphin in the horse // J. Vet. Pharmacol. Ther. 2015. Vol. 38. N. 4. P. 321–329. DOI: 10.1111/jvp.12179.
  46. Chiu L.S., Anderton R.S., Clark V.W. et al. Tissue distribution of intravenously administeredpoly-argininepeptide R18D in healthy male Sprague — Dawley rats // Future Drug Discovery. 2020. Vol. 2. P. 2. DOI: 10.4155/fdd-2019-0039.

Дата поступления рукописи в редакцию: 2022-07-07
Дата рецензии статьи: 2022-08-23
Дата принятия статьи к публикации: 2022-09-12

Вас может заинтересовать