DESARROLLO DE METODOLOGÍAS

Guía para la elaboración y presentación de Proyectos de todas las categorías.
TÍTULO DEL PROGRAMA (solo para proyectos asociados):
TÍTULO DEL PROYECTO :DESARROLLO DE METODOLOGÍAS COMPUTACIONALES Y
EXPERIMENTALES PARA LA DEMOSTRACIÓN DE LA INTERCAMBIABILIDAD
TERAPÉUTICA DE PRODUCTOS FARMACÉUTICOS MULTIORIGEN DEL CUADRO
BÁSICO DE MEDICAMENTOS.
PRIORIDAD NACIONALMENTE ESTABLECIDA A LA QUE RESPONDE:Desarrollo de la
Industria de medicamentos genéricos.
ENTIDAD EJECUTORA PRINCIPAL:Centro de Bioactivos Químicos de la Universidad
Central de Las Villas
Director:Dra. C. Zenaida Rodríguez Negrin
Dirección: Carretera a Camajuaní, Km 5 ½, Santa Clara, Villa Clara
Teléfono: 53-42-281192 Fax: 53-42-281130
E-mail:[email protected]
Firma Director
ENTIDAD EJECUTORA PARTICIPANTE: (Incluir todas las entidades participantes, así
como las productoras de bienes y servicios)
1-Instituto de Farmacia y Alimentos, Universidad de la Habana
Dirección: Calle 222 #2317 e/ 23 y 31 La Coronela, La Lisa, La Habana. Cuba
Teléfono: (537) 202-0930
Fax: (537) 260-3894E-mail: [email protected]
Nombre y Firma Director: Dr. C. Oscar Ros López
2-Departamento de Farmacia, Facultad de Química-Farmacia, Universidad Central de las
Villas
Dirección: Carretera a Camajuaní, Km 5 ½, Santa Clara, Villa Clara
Teléfono: 53 42 281164
Fax: 53 42 281449
E-mail:
Nombre y Firma Director: Dra. C. NeibysCasdelo Gutiérrez
JEFE DEL PROYECTO: Dr. C. Miguel Ángel Cabrera Pérez
Entidad: Centro de BioactivosQuímicos de la UCLV
Teléfono:53-42-281192 Fax: 53-42-281130
Email: [email protected]
USUARIOS o CLIENTES: (Incluir tantos como sean necesarios)
CECMED (como entidad regulatoria del país)
Dirección: Calle 200,#1706e/ 17 y 19, Reparto - Siboney, Municipio - Playa, La Habana,
Cuba.
Teléfono: (537) 2718767
Fax: 2714023
E-mail: [email protected]
Nombre y Firma Director : Dr. C. Rafael Pérez Cristiá
Laboratorios farmacéuticos que elaboren formas farmacéuticas sólidas (Ej. Novatec,
MEDSOL, etc) y finalmente el Ministerio de Salud Pública de Cuba.
DURACIÓN: 4 años
Fecha de inicio: Enero 2014 Fecha terminación: Enero 2018
AVAL DEL ÓRGANO CIENTÍFICO o TÉCNICO DE LA ENTIDAD
Se Anexa
PROBLEMA A RESOLVER. ANTECEDENTES Y JUSTIFICACIÓN
La industriafarmacéutica de genéricos se ha expandidoglobalmente y muchos de
estosfármacos son producidoscadavezmáspara los mercadosnacionales e internacionales.
Se estimaque el 50% del volumen total de los medicamentos en el mundo son genéricos y
en el caso de los EEUU es el 70% de los medicamentosdispensados. Mientras en el 2011
creció un 11% lo queequivale a 130 mil millones USD, para el 2020 se estimaquealcance los
150 mil millones de USD.
Según la OMS, un fármacogenérico o multiorigenes un equivalentefarmacéutico o
alternativafarmacéuticaquepuede
o
no
serequivalenteterapéutico.
Los
productosmultiorigenque son equivalentesfarmacéuticos y bioequivalentes (por lo
tantoequivalentesterapéuticos) son consideradosintercambiables (OMS, 2006). El desarrollo
de genéricosintercambiablesestálimitadopor la determinación de la bioequivalencia (BE). La
BE puededeterminarsepor: a) estudiosfarmacocinéticoscomparativos en humanos, b)
estudiosfarmacodinámicoscomparativos en humanos, c) ensayosclínicoscomparativos y d)
ensayosin-vitrocomparativos (perfiles de disolución).
En 1995, con la publicación de los fundamentospara la clasificaciónbiofarmacéutica de
fármacosrealizadapor el doctor Gordon Amidon y cols., se sientanlas bases de lo que hoy se
conocecomo
el
BCS
(Biopharmaceutic
Classification
System),
acogido
y
adaptadoinicialmentepor la FDA y difundidoactualmente en todo el mundo, y queaparece en
el anexo 7 del informe 40 de la OMS. El BCS es un marcocientíficoparaclasificar un
fármacoconsiderandosusolubilidadacuosa (relativa a la dosis) y supermeabilidad intestinal.
La combinación de estaspropiedades con la disolución del medicamento, considera los
tresfactoresmásimportantesquemodulan la velocidad y cantidadabsorbida de un
IngredienteFarmacéuticoActivo (IFA), a partir de formasfarmacéuticassólidas de
administración oral.
Unavezclasificado el fármaco, esposibleestablecersi los ensayos de disolucióninvitropuedensersustitutos de laspruebas de bioequivalenciain-vivo, quees lo que se
conocecomoBioexención. La obligación del estudioin-vivo no ha sido un
requisitoestablecido en todos los países y porello el enfoqueque se utiliza en algunospaíses
no es el de exonerar, sino el de utilizardiferentesvíasparademostrar la
equivalenciaterapéutica.
Con
el
objetivo
de
brindarsuficienteinformación
a
lasagenciasregulatoriasnacionalessobre IFAs administradosoralmente, la OMS ha creado un
listado de medicamentosesenciales, el cualtoma en consideración el uso local del IFA y les
brinda a lasagenciasinformaciónsobre la necesidad de hacerestudios de bioequivalencia o si
se puedenlograrbioexenciones.
Porotrolado la industriafarmacéuticacubanatienedentro de sumisiónla producción de
medicamentospara el mejoramiento de la salud del pueblo y la generación de
bienesexportables. Uno de susprincipalesprogramases el desarrollo de genéricos y
productosfarmacéuticos de avanzada. De los 881 medicamentosqueconforman el
CuadroBásico de Medicamentos (CBM), 582 son de producciónnacional y sólo 200 son
sólidosorales de liberacióninmediata, estando 126 de ellos sin clasificarpor la OMS.
La Unidad de Modelación y ExperimentaciónBiofarmacéutica del Centro de
BioactivosQuímicos de la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas
tieneunaampliaexperiencia en el desarrollo de modeloscomputacionales y en la
corroboración experimental de variaspropiedadesbiofarmacéuticas. La existencia de: a)modeloscomputacionales de permeabilidad en Caco-2 y de solubilidad /dosis; b)- un Sistema
de
ClasificaciónBiofarmacéutica
Provisional
(in
silico);
y
c)lasherramientasexperimentalespara la corroboración de solubilidades y permeabilidades,
nos ha motivado a extender estosresultadosasícomoaplicar la metodología de trabajo a la
clasificación de fármacos del CBM que son administrados en formasorales de
liberacióninmediata y a los cuales se les podríademostrarsuintercambiabilidad.
OBJETIVO GENERAL
El objetivogeneral de estapropuestaes: Contribuir al desarrollo de genéricos y
productosfarmacéuticos de avanzada, quepermitan un incremento de la salud de la
población
y
a
suvezgenerenbienesexportables,
estableciendounaclasificaciónbiofarmacéutica, a través de la combinación de métodosin
silico, in vitro e in situ, para IFAs del CBM que no estánclasificadosdentro del Sistema de
ClasificaciónBiofarmacéuticapor
la
OMS
y
demostrando
la
intercambiabilidadterapéuticamedianteensayoscomparativos de disoluciónin vitro.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Proponer una clasificación biofarmacéutica provisional de los IFAs seleccionados del
Cuadro Básico de Medicamentos, mediante la aplicación de modelos
computacionales y valores experimentales de permeabilidad y solubilidad.
2. Demostrar experimentalmente, a través de ensayos de permeabilidad in vitro e in situ
y de solubilidad, la clasificación en el Sistema de Clasificación Biofarmacéutica (BCS)
de los IFAs seleccionados.
3. Demostrar la intercambiabilidad terapéutica, de los IFAs clasificados dentro del BCS,
mediante ensayos comparativos de disolución in vitro, según el criterio de la OMS
(Grupo I, II y III del BCS).
4. Proponer al CECMED la factibilidad de una normativa para bioexenciones de estudios
de bioequivalenciain vivo, basado en el BCS.
METODOLOGÍA A UTILIZAR PARA ENFRENTAR EL PROBLEMA(que garantiza la
calidad en la ejecución y los resultados)
Para la realización de los estudios in silico:
Se realizarán estudios cuantitativos y cualitativos de relación estructura-actividad para la
predicción de la permeabilidad intestinal (en células Caco-2, MDCK, sacos intestinales) y la
solubilidad utilizando diferentes métodos de clasificación y regresión. Los modelos obtenidos
serán validados estadísticamente y a través de una serie de compuestos externos (grupo de
fármacos del Cuadro Básico de Medicamentos no clasificados dentro del BCS) para
demostrar la robustez y capacidad predictiva de los mismos. La secuencia de trabajo para el
desarrollo de los modelos computacionales es la siguiente: 1-Conformación de las bases de
datos de compuestos con valores de permeabilidad reportados en células Caco-2, MDCK y
sacos intestinales; y valores de solubilidad; 2-Cálculo de descriptores moleculares utilizando
los programas DRAGÓN 6-0 y TOPS-MODE; 3-Desarrollo de los modelos con los
programas STATISTICA y MobyDigs; 4-Validación de los modelos obtenidos con los
compuestos anteriormente citados. Los modelos obtenidos formarán parte del software que
se propone para clasificar los compuestos en base al Sistema de Clasificación
Biofarmacéutica.
Para la realización de Estudios in vitro en tejidos de animales.
Una de las técnicas "ш vitro''' que se utilizará para la evaluación de la absorción intestinal de
las drogas será el saco intestinal invertido. Los sacos intestinales extraído de ratones macho
adultos son inmediatamente lavadas con una solución de TC C 199-10oC y colocado en
medio de cultivo de tejidos (TC 199) a 10 C oxigenada (02: C02 - 95:5). El intestino se
invierte con la ayuda de un tubo flexible con el extremo protegida con una tela de seda fina.
Un extremo se cierra con hilo de sutura y el segmento intestinal está lleno de TC 199. El otro
extremo del segmento de intestino también se cierra de modo que la longitud final del
segmento de intestino es de 6 cm. Las formulaciones se añaden al medio de incubación a
370C y mantenida bajo agitación suave. Después de 60 minutos de incubación la droga
permeada se filtra y se evalúa cuantitativamente. El experimento utiliza un número muy
reducido de animales, porque lo saco intestinal puede ser utilizado muchas veces y con
diferentes sustancias.
Para la determinación de perfiles de disolución:
Se realiza un estudio cinético de disolución en aparatos USP № l o 2 a l 0 0 o 5 0 rpm en un
volumen de 900 mL a 37 ± 0,5° C y en cada uno de los siguientes medios: pH 1,2 (0,1 N de
HCl o fluido gástrico simulado USP sin enzimas), tampón de pH 4,5 y tampón de pH 6,8 o
fluido intestinal simulado USP sin enzimas, a tiempos previamente establecidos. El perfil de
disolución se realiza en doce unidades posológicas de un mismo lote de fabricación de cada
producto farmacéutico en estudio y de referencia. Las concentraciones de fármaco disuelto a
los distintos tiempos de muestreo se cuantifícarán por HPLC o por espectrofotometría. La
comparación de perfiles de disolución se realiza mediante el factor de similitud f2. Se evalúa,
además, la cinética del proceso de disolución y se determina la constante de velocidad de
disolución.
Para la determinación de la permeabilidad in situ:
Para el desarrollo de los estudio de absorción in situ en rata se utilizará el método de
Doluisiomodificado, utilizando el intestino completo.La técnica consistirá básicamente en
anestesiar al animal y aislar el tramo intestinal de interés. Seconectarán al intestino delgado
de la rata dos jeringas que permitirán la introducción de la solución decompuesto y la toma
de muestras a tiempos prefijados. El conducto biliar se ligará para evitar la presencia de
sales biliares en el intestino así como la circulación enterohepática del compuesto. Las
muestras de perfusato se colectarán después de 5 minutos a intervalos de 5 hasta 30
minutos. Todas las muestras se analizarán inmediatamente. La reabsorción de agua se
caracterizará igualmente para obtener con precisión las constantes de velocidad de
absorción. Dicha constante se obtendrá por regresión no lineal de las concentraciones
remanentes a los tiempos de ensayo a una ecuación monoexponencial característica de un
proceso de primer orden. Las constantes obtenidas a diferentes concentraciones iniciales se
compararán para detectar la existencia de procesos no lineales en la absorción y proceder a
continuación al tratamiento matemático-estadístico adecuado para caracterizar los
parámetros del transportador y deslindar el componente pasivo. Los valores de
permeabilidad intestinal se calcularán por la relación entre la constante de absorción y el
coeficiente de permeabilidad aparente.
Para la determinación de la permeabilidad in vivo:
Para la determinación de la biodisponibilidad oral absoluta in vivo se utilizará una técnica de
canulación permanente de la vena yugular de la rata. Los animales serán sometidos al
procedimiento quirúrgico con 24 horas de antelación a fin de garantizar su total
recuperación. El día del ensayo los animales serán aleatoriamente divididos en dos grupos.
Uno recibirá una dosis oral del compuesto y el segundo recibirá la dosis intravenosa a través
de la cánula. En ambos grupos se procederá a la toma de muestras plasmáticas a través de
la cánula implantada en la vena yugular. Esta técnica permitirá la administración y toma de
muestras mientras el animal permanece consciente y con libertad de movimientos en su
jaula. Una vez obtenidas las áreas bajo la curva de niveles plasmáticos se calculará la
biodisponibilidad oral mediante el método de los trapecios.
RESULTADOS Y PLANIFICACIÓN DE LAS ACTIVIDADES PRINCIPALES
ResultadosPlanific
ados
EntidadResp
onsable
Constar con un
CBQ
sistema de
experimentación
biofarmacéutico
optimizado y
validado, basado en
la combinación y
complementación de
métodos "in silico",
"in vitro", "in situ"
e "in vivo", capaz
CBQ
de clasificar los IFAs
dentro del BCS.
ActividadesPrincip
ales
Inicio
Término
Indicadoresver
ificable
Desarrollar modelos
“in silico”para la
predicción de la
permeabilidad y
solubilidad
utilizando diferentes
descriptores
moleculares y
técnicas de
modelación.
Desarrollar modelos
"in vitro" en sacos
intestinales y
cámaras de Franz;
así como modelos
"in situ" e "in
vivo"para la
determinación de la
permeabilidad.
Enero
2014
Diciembre
2014
Julio
2014
Julio 2017
Un software
para la
predicción del
comportamiento
de fármacos
según el
Sistema de
Clasificación
Biofarmacéutica
, basado en
modelos "in
silico" de
predicción de
solubilidad y
permeabilidad,
previamente
validados
CBQ
Divulgar las
tecnologías y
conocimientos
generados con vista
a incrementar
lavisibilidad
académica y
científica, así como
la inserción de
nuevas
metodologías
biofarmacéuticas en
nuestro Sistema de
Salud
Desarrollar estudios
de solubilidad y
velocidad de
disolución a los
compuestos
pertenecientes a los
grupos del BCS.
CBQ
Agosto
2017
Publicación de
artículos en revistas
científicas de alto
impacto
Presentación en
Congresos (10
trabajos), de
preferencia
internacionales, de
los resultados
delproyecto
CBQ
CBQ
Desarrollar un
sistema de cursos
didácticos on-line
para los
profesionales
vinculados a la
investigación
biofarmacéutica
RECURSOS HUMANOS PRINCIPALES
NOMBRE
Y Marcar si GradoCie
APELLIDOS
es Jefe de ntífico
Resultado
Miguel Ángel
Cabrera Pérez
MirnaFernándezC
ervera
GeomarAcuña
Cabrera
Novie
mbre
2014
X
Un incremento
de un 30% en el
número de
bioexenciones
de estudios de
bioequivalencia
in vivo, por
estudios in vitro,
para
compuestos del
grupo I del
Sistema de
Clasificación
Biofarmacéutica
Publicar 5
artículoscientífic
os.
Presentar 10
trabajos en
Congresos.
Impartir 1
cursoanualsobr
eactualizaciónbi
ofarmacéutica.
Julio
2014 /
2015 /
2016 /
2017
Julio 2014
/ 2015 /
2016/
Defender 2
2017
tesisdoctorales
Entidad
% de
participación
Doctor
Categoría
científica,
docente o
tecnológica
Prof. Titular
CBQ
20%
Doctora
Prof. Titular
IFAL
10%
Master
Prof. Asistente
IFAL
20%
Mario
SueiroOyarzún
Leisy Nieto Reyes
Tania
BetancurtPurón
YaidelQuiñones
Robelio Ramos
Master
Prof. Auxiliar
UCLV
15%
Doctora
Master
Prof. Titular
Especialista C
UCLV
CBQ
10%
10%
Master
--
Especialista C
CBQ
10%
Técnico
en CBQ
5%
producción
Experiencia del Jefe del proyecto relacionada con el objetivo principal del proyecto
(No más de 200 palabras)
Ha
dirigido varios
proyectos
internacionales
relacionados
con
temas
biofarmacéuticos:
1-Modelos “In Silico” para la predicción de la biodisponibilidad oral de fármacos: Validación
Experimental (2007-2009, AECID, 34000 euros)
2-Fortalecimiento de la capacidad académica e investigativa en las ciencias
biofarmacéuticas para profesionales vinculados al desarrollo de medicamentos (2008-2010,
AECID, 23000 euros).
3-Montaje de un laboratorio de Química Computacional, con fines académicos y científicos,
para el diseño racional de fármacos en enfermedades de alto impacto social (2010-2013,
AECID, 254800 euros)
4- Red para el desarrollo de metodologías biofarmacéuticas racionales que incrementen la
competencia y el impacto social de las Industrias Farmacéuticas Locales (Red-Biofarma-UE,
1, 017 384 euros).
Ha publicadomás de 60 artículoscientíficos en revistas de la Web of Sciences,
destacando los siguientes:
1- Provisional Classification and In SilicoStudy of Biopharmaceutical System based on
Caco-2 cell Permeability and Dose number. Molecular Pharmaceutics,DOI:
10.1021/mp4000585,2013.
2- The Use of Rule-based and QSPR approaches in ADME Profiling: A case study on
Caco-2 Permeability. Molecular Informatics,32: 459, 2013
3- QSPR in oral bioavailability: specificity or integrality?Mini-Rev Med Chem 12(6):534502012.
4- Computational and Pharmacoinformatic Approaches to Oral Bioavailability Prediction
(chapter 33). Oral Bioavailability: Basic Principles, Advanced Concepts, and
Applications, 538 páginas, ISBN: 978-0-470-26099-9, 2011
5- In-silico prediction of Caco-2 cell permeability by a classification QSAR
approach.Molecular Informatics, 30(4): 376-385, 2011
Ha graduado 5 doctores en la temática. Ha participado en más de 50 eventos
internacionales en Cuba y en el extranjero. Es miembro de la sociedad cubana de Ciencias
Farmacéuticas. Es miembro del Consejo Científico del CBQ, del Consejo Científico de la
UCLV y miembro del Consejo Técnico Asesor del Ministro de Educación Superior. Es árbitro
de numerosas revistas internacionales.
RECURSOS MATERIALES E INFRAESTRUCTURA DISPONIBLE POR LAS ENTIDADES
PARA EJECUTAR EL PROYECTO
El CBQ cuenta con una Unidad de Modelación y Experimentación Biofarmacéutica donde
está el equipamiento básico para el desarrollo del proyecto propuesto.Todos los estudios
serán realizados en esta unidad y el presupuesto en CUC está solicitado para la compra de
reactivos, material desechable de laboratorio y fungibles.
PRESUPUESTO GLOBAL DEL PROYECTO: 203400,9 MT (de ellos 28000 CUC)
PRESUPUESTO GLOBAL DEL PROYECTO
Concepto
Salario(1)
Otrasretribucione
s (2)
Salario
complementario
(9,09 % del salario
total anual) (3)
Subtotal (4)
Seg. Social (hasta
14% del total de
los salarios) (5)
20% de impuestos
por la utilización
de la fuerza de
trabajo(6)
Recursosmaterial
es (7)
Subcontratacione
s (8)
Otrosrecursos (9)
Subtotal (10)
Total
Gastos
Corrientes
Directos (11)
Gastos de Capital
(12)
GastosIndirectos
(13)
Total Gastos (14)
KnowHow (hasta
el 10% del total de
gastos) (15)
Ganancia (hasta
PresupuestoGlobal delProyecto
Año 2014
Año2015
Año 2016
MT
CUC MT
CUC MT
CUC
Año 2017
MT
CUC
Total
MT
6675,7
1617
6675,7
1617
6675,7
1617
6675,7
1617
26719
6468
754,2
754,2
754,2
754,2
3016,8
9046,9
1357,2
9046,9
1357,2
9046,9
1357,2
9046,9
1357,2
36187,8
5428,8
1810,2
1810,2
1810,2
1810,2
7240,8
7000
2000
12000
17167,4
26214,3
7000
2000
7000
7000
12000
17167,4
26214,3
7000
2000
7000
7000
12000
17167,4
26214,3
7000
2000
7000
7000
12000
17167,4
26214,3
CUC
28000
8000
7000
7000
48000
68669,6
104857,2
8865,9
8865,9
8865,9
8865,9
35463,8
35080,2
3508,02
35080,2
3508,02
35080,2
3508,02
35080,2
3508,02
140320,8
14032,1
5262
5262
5262
5262
21048
28000
28000
el 15% del total
de gastos) (15)
Total General del 43850.2
Proyecto
43850.2
43850.2
43850.2
175400.9 28000
*Aunque en el proyecto participan otras entidades, los trabajos desarrollados por los especialistas pertenecientes al
IFAL y la UCLV serán desarrollados en el CBQ.