Avaliação da qualidade de biofármacos utilizando espectrômetro de dicroísmo circular

Biofármacos, também chamados de medicamentos biológicos, apresentam uma maior demanda nos últimos anos, emergindo como uma das abordagens terapêuticas mais eficazes para uma ampla gama de doenças, incluindo cânceres e distúrbios metabólicos. Os biofármacos proporcionam uma série de vantagens em comparação com os medicamentos químicos tradicionais, como maior especificidade e seletividade na ação terapêutica, menor toxicidade e reduzida probabilidade de efeitos colaterais, o que os colocam como uma alternativa de destaque no mercado farmacêutico global.¹

Comparado com medicamentos convencionais de baixo peso molecular, a estrutura dos biofármacos é facilmente afetada pela temperatura, solvente, pH e outros fatores. Sua atividade biológica pode ser perdida em função de alterações ao longo do seu processo de fabricação. Dessa maneira, é fundamental o estudo aprofundado da estabilidade química e a confirmação de sua equivalência no desenvolvimento e controle de qualidade.²

O dicroísmo circular (DC) é a técnica mais comumente utilizada para caracterização estrutural de biomoléculas. Seu princípio se fundamenta na obtenção da estrutura e alterações no formato de proteínas e ácidos nucleicos. Alterações nos dados espectrais é um indicativo de perda na estabilidade ou mudança na estrutura, sendo um indicativo de uma possível inibição da função da biomolécula. A diferenciação entre mudanças estruturais verdadeiras ou diferenças nos espectros devido a ruídos do instrumento ou variações gerais de amostra para amostra pode ser realizada através de um software de comparabilidade, eliminando qualquer má interpretação por parte do usuário.^2,3

A Jasco do Brasil apresenta um programa desenvolvido para a confirmação da equivalência de biofármacos por dicroísmo circular. A utilização de um método estatístico, Spectrum QC test JWSQC-530, permite determinar quantitativamente quando a mudança no espectro de DC é causada por uma variação no equipamento ou quando é proveniente de uma mudança estrutural da proteína.

A avaliação foi realizada através de amostras de albumina humana sérica desnaturada no qual foram medidos 10 espectros referência a 20°C. Com o aumento da temperatura (até 90°C), observou-se um decréscimo na intensidade do espectro de dicroísmo e o pico negativo característico da estrutura α-hélice da proteína se tornou incerta. Pela avaliação da equivalência através do programa JWSQC-530, os espectros das amostras a 20°C e 30°C apresentaram mesmo perfil espectral quando comparados com a amostra referência. Em contrapartida, as amostras submetidas à temperatura superior a 40°C não apresentaram equivalência.

Figura 1. Espectro de dicroísmo circular: (1) amostra referência à 20°C e (2) amostras de 20°C a 90°C.

Referências:

[1] KESIK-BRODACKA, M. (2018) Progress in Biopharmaceutical Development, Biotechnol Appl Biochem, 65(3), p. 306-322.

[2] Nota de aplicação Jasco Inc. Circular Dichroism Spectrum QC Test Program. Disponível em: https://jascoinc.com/applications/circular-dichroism-spectrum-qc/

[3] Nota de aplicação Jasco Inc. Quality evaluation of biopharmaceuticals using circular dichroism spectrometer. Disponível em: https://www.jasco-global.com/solutions/quality-evaluation-of-biopharmaceuticals-using-circular-dichroism-spectrometer/