Prof - Red "Biofarma"
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Prof - Red "Biofarma"
1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Primer Taller de Capacitación en Metodologías Biofarmacéuticas: Red Biofarma Clasificación Biofarmacéutica Provisional de los fármacos esenciales de la OMS y de los 200 productos principales en US GB ES y JP Marival Bermejo Farmacia y Tecnología Farmacéutica Facultad de Farmacia. Universidad Miguel Hernández, Elche [email protected] Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 1 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Clasificación BCS- Esenciales OMS Marival Bermejo 2 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Bioequivalencia BE Estándar imprescindible para garantizar la eficacia. Equivalencia terapéutica: equivalencia farmacéutica + bioequivalencia. ¿Cúal es el mejor test para demostrar BE? Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 3 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Dissol in Vivo Formulation B Dissol in Vivo Absorption Absorption Intestinal Membrane Distribution Metabolism Excretion Distribution Metabolism Excretion Drug substance Formulation A Drug Formulation BE: puntos de vista Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 4 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS G.L. Amidon et.al., Pharm. Res. 12, 413 (1995). Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 5 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Extensiones del BCS Incluir en las bioexenciones fármacos clase III Todos los de alta solubilidad. Criterio de disolución en función de la permeabilidad. Definicion de alta permeabilidad Fabs 90% -> 85% Ensayos de disolución BE más complejos que los de Control de calidad. (QC). ¿Cúantos fármacos serían candidatos a bioexenciones? Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 6 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Clasificación lista fcos esenciales OMS Readily available data (solubility) Easily Implemented Estimation (permeability) Provisional Classification Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 7 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS WHO and US Drugs WHO 325 Medicines 260 Drugs 123 Oral IR US 200 Drug Products 141 Oral 43 on WHO List Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 8 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Merck Solubilities Descriptive Term Parts of solvent required for Solubility range, (Solubility Definition) 1 part of solute mg/ml mg/ml Very soluble (vs) Less than 1 1000 and over 1000 Freely soluble (fs) From 1 to 10 100 to 1000 100 Soluble (s) From 10 to 30 33 to 100 33 Sparingly soluble (sps) From 30 to 100 10 to 33 10 Slightly soluble (ss) From 100 to 1000 1 to 10 1 Very slightly soluble (vss) From 1000 to 10,000 0.1 to 1 0.1 Practically insoluble (pi) 10,000 and over Less than 0.1 0.01 Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Solubility assigned, Marival Bermejo 9 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS 44 Anti-infective Drugs Percentage of drugs 40 36 32 28 % WHO 24 % US 20 16 12 8 4 0 L A T O T An te c a tib al i r l l al ic ic ic a a t t o r h g t ta ta vi oz n s s i t un i t f o o o l i n r t lm u pr p A n e c i e t A L th er n n b A A Tu Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 10 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS 20 18 Percentage of drugs 16 Therapeutic Classes 14 12 % WHO 10 % US 8 6 4 2 0 e t c c ic ive c ic ive ory ant i i i t t is v san s n t o t i s be lge in em rat en res ych cep ma vul am a i t s a n id an a ote ulce er ep st m r t p i o i t p a t n y ic ih An tic id pr nti fl o it h nt ; An l co tiin An t An t o A c n lip A ic a r n r r A a e t A O N yp l; ly a o i n i x tih g n n n A A ia t n A Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 11 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Percentage of immediate-release oral drugs 80.0 Clasificación BCS- Esenciales OMS Solubility Classification 70.0 WHO High Solubility Drugs 60.0 US D 50.0 Do 40.0 30.0 250 Cs 20.0 10.0 0.0 Dose numbe r ≤ 1.0 Solubility ≤ 0.1 mg/ml Solubility ≤ 0.01 mg/ml Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. No solubility information 12 Marival Bermejo 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Solubility Conclusions Majority of Drugs of the WHO list are High Solubility (Do<1) Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 13 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Human Jejunal Permeability Data Base Human fraction absorbed (%) 120 100 80 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 Human jejunumpermeability (x10-4 cm/s) Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. 12 D-glucose Verapamil Piroxicam Phenylalanine Cyclosporin Enalapril Cephalexin Losartan Lisinopril Amoxicillin Methyldopa Naproxen Antipyrine Desipramine Propanolol Amiloride Metoprolol Terbutaline Mannitol Cimetidine Ranitidine Enalaprilate Atenolol Hydrochlorothiazide Trend line Marival Bermejo 14 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Metoprolol: Reference Compound OH O H N CH3 CH3 H3CO Log P: 2.18 CLogP: 1.4864 Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 15 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Partition Coefficient Estimates: ChemDraw Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 16 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Permeability Estimation 2 passive y = 1.1619x - 0.3606 r = 0.884 active Peff x 10 (cm/sec) 12.0 2 y = 1.8627x + 3.0283 r = 0.932 HIGH PERMEABILITY 4 8.0 4.0 0.0 -4.0 -2.0 0.0 LOW PERMEABILITY 2.0 4.0 Metoprolol 6.0 8.0 Log P (ChemDraw) -4.0 Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 17 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Permeability Classification Based on Metoprolol Correct Classification for 18 of 20 passively absorbed drugs Carrier mediated drugs are classified as low permeability (false negatives) Exceptions antipyrine and piroxicam (false negatives) (high P classified as Low P) Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 18 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS BCS Class Distribution Log P CLogP Percentage of Immediate-release Oral Drugs 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Class l Class ll Class lll Class lV Unclassified BCS Class Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 19 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS WHO Essential Drugs 67% of WHO IR drugs are High Solubility 68% of US Top 200 drugs are HS In Vitro Dissolution BE standard is applicable to the majority of WHO Drugs Easily implemented, routinely conducted Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 20 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Further references Yu LX et al. Biopharmaceutics Classification System: The scientific basis for biowaiver extensions. Pharm Res 2002 19(7). Polli J.E et al. Summary Workshop Report: Biopharmaceutics Classification System- Implementation Challenges and Extension Opportunities. J Pharm Sci 2004 93(6) Vogelpoel H. et al. Biowaiver monographs for IR solid oral dosage forms based on BCS literature data: Verapamil HCl, Propranolon HCL and Atenolol. 2004 J Pharm. Sci. 93(8) Lindenberg et al.: Classification of orally administered drugs on the WHO model list of essential medicines according to the biopharmaceutics classification system. Eur. J. Pharm. Biopharm. 58: 265-278, 2004 Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 21 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Acknowledgements Prof. G. Amidon. University of Michigan Assoc Prof. J. Polli University of Maryland Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 22 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Are WHO Drugs Representeative of US-GB-ES-JP Drugs? Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 23 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Clasificación BCS- Esenciales OMS Marival Bermejo 24 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS US-GB-ES-JP Drugs Top 200 Drug Products 2003 Based on Sales 102-113 Oral IR 55-59% are High Solubility Drugs Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 25 ; An tihy p erte nsiv e Ant i vir A nt i bac al teri A nt Ant al i de p i hyp r es s er lip an t Anx op r otei i oly ne m tic , Ant ic ips y cho tic Ant i di a be ti Ant c i con v u l sant Ant i hi s tam i ni c Ana I mm l ges uno ic s up p r e Ant s s an i ost t e opo Ant r i inf otic lam m at ory C on tr ac epti ve A nt i mig rai n C NS e stim ulan Ant t i ne o pl as ti c Ant i fun gal A nt i ul c er at A nt ive i thr om b oti c Ant i ast h ma Ant i par tic ki ns onia n Vita min Oth er s Ant i ang i nal Percentage of IR oral drugs 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina 20 15 Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Clasificación BCS- Esenciales OMS Therapeutic Class Distribution US GB ES JP 10 5 0 Marival Bermejo 26 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Solubility Distribution Percentage of IR oral drugs 45 US 40 GB 35 ES 30 JP 25 20 15 10 5 0 ry e v le b lu so fr ly e e le b lu so le b lu so a sp gl n ri o ys le b lu tly h g sli le b lu so ry e v sli ly t gh le b lu so ct a pr Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. ll y a ic so n i e* l b lu t no l ai v a le b a Marival Bermejo 27 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Maximum/Lowest Dose 240 Maximum dose strength Lowest dose strength Average dose strength (mg) 200 188.1 173.5 171.1 160 120 80 76.7 76.8 80.4 65.2 49.5 40 0 US GB ES Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. JP Marival Bermejo 28 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Distribution of Drugs Based on Maximum Dose US 40 GB Number of IR drugs 35 ES JP 30 25 20 15 10 5 0 ≤1 1–3 3–10 10–30 30–100 Maximum dose strength (mg) Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. 100–300 300–1000 Marival Bermejo 29 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Dose Number Classification: High Solubility Do using maximum dose strength 100 Do using lowest dose strength Percentage of drugs with Dose number ≤ 1 90 80 70 60 68.6 66.4 54.9 55.9 69.9 67.0 61.9 58.5 60.2 54.9 50 40 30 20 10 0 US GB ES JP (150 mL) Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. JP (250 mL) Marival Bermejo 30 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS JP Drugs Dosis máxima en JP (en promedio) mitad de la usada en US. Volumen de agua en los estudios BE 100-200 ml. (Vref = 150 ml.) Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 31 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Peff (Human) vs. CLogP 12.0 : Correctly classified : False negative : False positive 10.0 Peff ×10 4 (cm/s) 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 CLogP Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 32 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS CLogP Falsos Positivos Losartan: Lipophyllic, Just barely low human permbeability Furosemide: pKa~4, ionized at pH 6.5, pH dependant permeability? Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 33 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Peff (Human) vs. LogP 12.0 : Correctly classified : False negative 10.0 Peff × 10 4 (cm/s) 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 -3.0 -2.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 Log P Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 34 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS CLogP Exceptions: Losartan and Furosemide Drug Possible reason for misclassification CLogP-based False negative antipyrine cephalexin D-glucose enalapril levodopa L-leucine phenylalanine valacyclovir no evidence of carrier-mediated transport substrate for peptide transporters 22 substrate for glucose transporters 23 substrate for peptide transporters 24 substrate for amino acid transporters 25 substrate for amino acid transporters 25 substrate for amino acid transporters 25 substrate for peptide transporters 26 False positive furosemide losartan secretion in rat jejunum and caco-2 cells 27 secretion by p-glycoprotein 28 Log P-based False negative antipyrine cephalexin D-glucose levodopa L-leucine phenylalanine piroxicam valacyclovir Área Farmacia y no evidence of carrier-mediated transport substrate for peptide transporters 22 substrate for glucose transporters 23 substrate for amino acid transporters 25 substrate for amino acid transporters 25 substrate for amino acid transporters 25 no evidence of carrier-mediated transport 26 substrate for peptide transporters Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 35 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS CLogP y LogP No Falsos Positivos con LogP Falsos negativos: sustratos transportadores. Permeabilidad humana superior a la estimada en base a su lipofilia. Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 36 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS High Permeability Drugs CLogP-based 100 Log P-based Percentage of high-permeabilty IR Oral drugs 90 80 70 60 69.0 63.7 62.8 56.6 59.8 63.2 59.4 58.4 50 40 30 20 10 0 US GB ES Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. JP Marival Bermejo 37 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Provisional BCS Classification (CLogP) 40 US Percentage of IR Oral drugs 35 GB ES 30 JP (150 mL) JP (250 mL) 25 20 15 10 5 0 Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Unclassified Marival Bermejo 38 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Provisional BCS Classification (LogP) 40 US GB Percentage of IR Oral drugs 35 ES JP (150 mL) 30 JP (250 mL) 25 20 15 10 5 0 Class 1 Class 2 Class 3 Class 4 Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Unclassified Marival Bermejo 39 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Fármacos US-GB-ES-JP Top 200 medicamentos (ventas) >50 % (102-113/200) Oral 55-59% Alta solubilidad 62-70 % Alta Permeabilidad (CLogP) 56-60% Alta Permeabilidad (LogP) >55% son Clase I + Clase III Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 40 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS BCS and Dissolution: A Comprehensive Proposal In Vivo Dissolution Controls BE All BCS Classes Dissolution specification depends on Class Media change required in some cases Reflect the In Vivo rate controlling process Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 41 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Aplicaciones BCS : Conclusiones Aplicable a más de la mitad de productos orales IR Extensible al 80-90% Class II Disolución puede asegurar BE Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 42 1er Curso Metodologías Biofarmacéuticas. 2011 Córdoba, Argentina Clasificación BCS- Esenciales OMS Aplicaciones BCS : Conclusiones Nueva perspectiva de BE Reduce estudios In Vivo innecesarios Asegura la calidad de los productos orales Basado en principios cientificos y extensible. BE con Disolución aplicable al 60-90% de medicamentos. Área Farmacia y Tecnología Farmacéutica. Marival Bermejo 43