כדורי בוטולינום טוקסין

היציבות הפנימית של תכשירים מתייחסת ליכולת שלbאוטולינוםtאוקסיןpחולילשמור על שלמותם המבנית ועל פעילותם הביולוגית במהלך הייצור, העיבוד והאחסון, אשר תלויה בעיקר במאפיינים המבניים של מולקולות הרעלנים ובתאימות התכשיר. מנקודת המבט של המבנה המולקולרי, BTX מורכב משרשרת כבדה (שרשרת H) ושרשרת קלה (שרשרת L) המחוברות בקשרי דיסולפיד.

התאימות של הפורמולה היא גורם מפתח נוסף המשפיע על היציבות הפנימית. חומרי עזר המוספים בתכשירים דרך הפה, כגון חומרי ציפוי אנטריים, משפרי ספיגה, חומרי מילוי ונוגדי חמצון, עלולים להרוס את היציבות המבנית של מולקולות רעלן אם הן מקיימות אינטראקציה עם מולקולות רעלן. לדוגמה, כמה משפרי ספיגה המבוססים על-חומרי ספיגה עשויים לגרום לדה-פולימריזציה של מולקולות רעלנים, בעוד שיוני מתכת בחומרי מילוי עשויים לזרז את השבירה של קשרי דיסולפיד. בנוסף, גורמים כמו טמפרטורה, לחות, אור ותכולת חמצן בסביבת האחסון משפיעים גם הם באופן משמעותי על יציבות התכשיר.

סביבות טמפרטורה גבוהות ולחות גבוהה יאיץ את הפירוק החמצוני ודנטורציה של ספיגת הלחות של הרעלן, בעוד שאור עלול לפגוע במבנה שרשרת הפוליפפטיד של הרעלן באמצעות פוטואוקסידציה. נתוני מחקר פרה-קליניים מראים ששיעור שימור הפעילות של תכשירי BTX פומיים לא אופטימליים המאוחסנים בטמפרטורת החדר למשך 3 חודשים הוא פחות מ-50% בתנאי אחסנה בתנאי אחסון של 6 חודשים. ניתן להגדיל 2-8 מעלות, אטום ומוגן מפני אור ליותר מ-80%, מה שמוכיח במלואו את ההשפעה החשובה של סביבת האחסון על היציבות הפנימית של התכשיר.

יציבות סביבתית של מערכת העיכול היא תנאי הכרחי עבורbאוטולינוםtאוקסיןpחולילהגיע לרקמות המטרה ולהפעיל את השפעותיהן, והליבת שלה היא להתנגד לנזק הכפול של סביבת חומצת הקיבה והמערכת האנזימטית של המעי. הסביבה החומצית החזקה בקיבה (pH 1.5-3.5) תשנה את הקונפורמציה של מולקולות הרעלן באמצעות פרוטונציה, תהרוס את מבנה התחום הקושר לקולטן של שרשרת H, ועלולה לזרז את שבירה של קשרי דיסולפיד, מה שיוביל לחשיפה והשבתה של המרכז הפעיל של הרעלן.

ישנם הבדלים משמעותיים בסבילות של סרוטיפים שונים של BTX לסביבת מערכת העיכול, שהיא גם גורם חשוב המשפיע על יציבות התכשיר. ביניהם, מבנה שרשרת ה-H של BTX מסוג A יציב יחסית, והסבילות שלו לחומצת קיבה ולפרוטאזות טובה מזו של סרוטיפים אחרים כמו סוג B ו-E. לאחר דגירה בסביבת קיבה מדומה למשך שעתיים, שיעור שימור הפעילות של BTX מסוג A הוא כ-30%, בעוד של סוג BTX הוא פחות מ-10%.

כיום, טכנולוגיית ציפוי אנטרי משמשת בעיקר במחקר ופיתוח לשיפור היציבות הסביבתית של מערכת העיכול. חומרי ציפוי אנטרי יכולים להישאר שלמים בסביבה החומצית של הקיבה ולהתחיל להתפורר רק כאשר הם נכנסים לסביבת המעי הדק עם pH מעל 5.5, ובכך להימנע מחשיפה ישירה של הרעלן לסביבה החומצית ולפפסין בקיבה. חלק מהתכשירים מוסיפים גם מעכבי אנזימים (כגון אפרוטינין) כחומרי עזר כדי לעכב את פירוק הרעלים על ידי פרוטאזות במעיים ולשפר עוד יותר את קצב שימור הפעילות בסביבת מערכת העיכול.

יציבות הובלה in vivo מתייחסת ליכולת של BTX לשמור על פעילות במהלך ההובלה לקצות העצבים של רקמות המטרה לאחר ספיגה ברירית המעי לתוך מחזור הדם. גורמי הליבה המשפיעים שלו כוללים את השפעת סביבת הדם וקצב הפינוי המטבולי של הרעלן. לאחר הכניסה למחזור הדם, מולקולות הרעלן צריכות להתמודד עם אתגרים מרובים כמו קשירת חלבון פלזמה ופירוק פרוטאז בפלזמה.

הטרנספורמציה הביולוגית של הכבד היא גורם חשוב נוסף המשפיע על יציבות התחבורה in vivo. מולקולות רעלנים הנכנסות לכבד יפורקו לפפטידים מולקולריים קטנים או חומצות אמינו על ידי פרוטאזות בהפטוציטים. תוצרי פירוק אלו מאבדים לחלוטין את פעילותם הביולוגית ואינם יכולים עוד להפעיל את ההשפעה של חסימת ההולכה העצבית. מחקרים פרה-קליניים הראו כי מחצית החיים של-ההסרה שלbאוטולינוםtאוקסיןpחוליהוא בערך 12-24 שעות, וזה קצר משמעותית מזה של צורת המינון להזרקה. הבדל זה נובע במידה רבה מקצב דעיכת הפעילות המהיר יותר של התכשיר דרך הפה במהלך הובלה in vivo. בנוסף, יורדת יכולת חילוף החומרים והפינוי של חולים עם אי ספיקת כבד וכליות, מה שעלול להוביל להצטברות רעלים בגוף. עם זאת, הרעלים המצטברים הם לרוב שברים לא פעילים, מה שעלול להגביר את הסיכון לתגובות חיסוניות בגוף במקום לשפר את ההשפעה הטיפולית.

הבדלים טבעיים ביציבות קיימים בין סרוטיפים שונים של BTX עקב הבדלים מבניים, והיציבות הספציפית של סרוטיפ-זה היא הבסיס המרכזי לבחירת סרוטיפ בפיתוח הכנה דרך הפה. בנוסף להבדלים בסבילות מערכת העיכול שהוזכרו קודם לכן, ישנם הבדלים משמעותיים בהסתגלות לתהליכי ההכנה וביציבות האחסון בין סרוטיפים שונים של BTX.

יציבות-ספציפית לסרוטיפ באה לידי ביטוי גם בתאימות בין רעלים וחומרי עזר. ל-BTX מסוג A יש תאימות טובה לחומרי ציפוי אנטרי (כגון hydroxypropyl methylcellulose phthalate) ולמשפרי ספיגה (כגון מלחי מרה), ולא יגרום לדנטורציה מבנית עקב אינטראקציה. לעומת זאת, הפעילות של BTX מסוג D מעורבב עם כמה משפרי ספיגת מלח מרה תקטן ביותר מ-40% תוך 24 שעות.