Trends in Pharmaceutical Product Development 2000-2010

Merkittävä osa alkuperäislääkevalmistajien tutkimus- ja tuotekehityskuluista näyttää olevan suunnattu olemassa olevien lääkkeiden kehittämiseen. Tämä voi oletettavasti johtaa kiinnostaviin formulaatiokehitysstrategioihin. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, voidaanko farmaseuttisen tuotekehityksen trendejä havaita myönnettyjen myyntilupien perusteella. Tutkimuksen mielenkiinnon kohteena olivat myös suurimpien lääkeyritysten käyttämät elinkaaren hallinnan keinot, joilla suojataan myyvimpiä tuotteita geneeriseltä kilpailulta ja varmistetaan markkinaosuus. Tutkimuksen painopiste oli kiinteissä oraalisissa lääkevalmisteissa. Laadullisten ja määrällisten menetelmien yhdistelmää käytettiin laajan näkökulman saamiseksi tutkittavaan aiheeseen. Suomalaisten myyntilupaviranomaisten haastatteluja käytettiin keräämään taustatietoa tutkimuksen määrällistä osaa varten. Määrällinen osa koostui myyntilupatietokannoista, jotka käsittivät kaikkien menettelyjen kautta Suomessa myönnetyt myyntiluvat, keskitetyn menettelyn kautta EU:ssa myönnetyt myyntiluvat ja maailman kymmenen suurinta lääkeyritystä USA:ssa. Tutkimustulosten perusteella rinnakkaislääkkeiden määrässä tapahtui merkittävä nousu Suomessa kaikkien menettelyjen kautta myönnetyissä myyntiluvissa ja EU:ssa keskitetyn menettelyn kautta myönnetyissä myyntiluvissa vuosina 2000-2010. Tämä muutos saattaa ainakin osaksi johtua lainsäädännöllisistä muutoksista, joilla luotiin kannustimia rinnakkaislääkkeiden käyttöön ja valmistukseen, kuten lääkevaihto ja viitehintajärjestelmä. USA:n tiedot osoittivat suurten lääkevalmistajien kiinnostuksen elinkaaren hallintaan: suurin osa maailman kymmenelle suurimmalle lääkeyritykselle myönnetyistä myyntiluvista vuosina 2005-2010 oli tähän tarkoitukseen. Elinkaaren hallinnan suhde uusiin lääkeaineisiin oli lähes 4:1. Kiinteä oraalinen lääkemuoto on kiistatta kaikista suosituin tapa annostella lääke, minkä vahvistivat sekä arvioijien haastattelut että myyntilupatiedot. Kiinteiden oraalisten rooli oli entistäkin korostuneempi rinnakkaislääkkeiden kohdalla. Kun innovatiivisuutta mitattiin epätyypillisten annosmuotojen määrällä, USA:n tiedot kiinteistä oraalisista lääkemuodoista osoittivat vahvaa innovatiivisuutta Suomen ja EU:n tietoihin verrattuna. Tämä saattaa heijastaa suurten lääkeyritysten innovatiivista tuotevalikoimaa. Epätyypillisten kiinteiden oraalisten annosmuotojen osuus oli huomattavasti pienempi rinnakkaislääkkeissä kuin alkuperäislääkkeissä kaikilla alueilla. Elinkaaren hallinnassa käytetyimmät strategiat olivat uusi formulaatio, uusi vahvuus ja uusi yhdistelmä olemassa olevasta valmisteesta. Kiinteiden oraalisten lääkemuotojen osalta kaksi kolmasosaa uusista elinkaaren hallinnan formulaatioista oli säädellysti vapauttavia valmisteita. Elinkaaren hallinta on olennainen osa suurten lääkeyritysten liiketoimintastrategiaa, ja sen tärkeyttä havainnollistettiin Coreg-tablettien tapausesimerkillä.

Koneellisen annosjakelupalvelun aloittaminen - lääkehoidon tarkistus ja sen vaikutus potilaan lääkehoitoon

Farmaseuttisilla palveluilla tarkoitetaan apteekkien palveluita, joissa hyödynnetään apteekin farmaseuttisen henkilökunnan tietoja ja taitoja. Farmaseuttiset palvelut voidaan jakaa farmaseuttisiin perus- ja erityispalveluihin. Farmaseuttiset peruspalvelut kattavat apteekkien lakisääteiset tehtävät, kun taas farmaseuttisilla erityispalveluilla pyritään ottamaan aktiivisempi rooli asiakkaan terveyden edistämisessä. Koneellinen annosjakelupalvelu on farmaseuttinen erityispalvelu. Koneellisessa annosjakelupalvelussa lääkkeet jaetaan kerta-annospusseihin annostusajankohdan mukaan. Kun uusi asiakas aloittaa koneellinen annosjakelupalvelun, tarkistetaan asiakkaan lääkitys yhteensopimattomien ja turhien lääkkeiden osalta. Palvelun aloitushetkellä huomioidaan myös lääkevalmisteiden sopivuus koneelliseen annosjakeluun sekä tarkistetaan valmisteiden annosteluajankohdat. Koneellisessa annosjakelupalvelussa asiakkaan lääkehoidosta muodostetaan lääkityskortti, josta kokonaislääkehoito on helppo tarkistaa. Erikoistyön tavoitteena oli selvittää millainen lääkehoidon arviointi tai tarkistus koneellisen annosjakelupalvelun aloittamisen yhteydessä tehdään ja miten palvelun aloittavien asiakkaiden kokonaislääkehoitotieto saadaan selvitettyä. Lisäksi selvitettiin millaisia muutoksia lääkehoitoihin tehdään palvelun aloittamisen yhteydessä, mitkä ovat muutosten syyt sekä millainen on asiakkaan kokonaislääkehoito. Kyselylomake lähetettiin kaikkiin apteekkeihin, jotka tilasivat koneellista annosjakelua sopimusvalmistuksena Espoonlahden apteekilta syyskuussa 2010. Tutkimus suoritettiin semistrukturoidulla kirjallisella kyselyllä, joka sisälsi sekä avoimia kysymyksiä että monivalintakysymyksiä. Kyselyyn saatiin 147 vastausta ja vastausprosentiksi muodostui 45. Vastauksia kyselyyn saatiin koko Mannersuomen alueelta ja kaikkien kokoluokkien apteekeilta. Koneellisen annosjakelupalvelun aloittavat henkilöt ovat pääasiassa iäkkäitä, jotka ovat kotihoidon piirissä, asuvat hoitokodissa tai palveluasumisen yksikössä. Asiakkaiden lääkitystietojen keräämisessä hyödynnetään lääkityskorttia, mutta lääkityskortin tietoja päivitetään myös muista lähteistä. Asiakkaiden lääkityksille tehdään useimmiten lääkehoidon tarkistus moniammatillisena yhteistyönä. Lääkehoidolle tehdyt muutokset johtuvat pääasiassa lääkevaihdosta, annosjakelukoneen lääkevalikoimasta tai puolittamisen välttämisestä. Lääkehoidoissa on vain vähän yhteisvaikutuksia, jotka johtavat lääkevalmisteen käytön lopettamiseen. Lääkehoidon tarkistuksella ei ollut suurta vaikutusta asiakkaiden käyttämien lääkevalmisteiden määrään. Palvelun aloittamisen jälkeen asiakkaalla on käytössään keskimäärin 11 lääkevalmistetta, joista seitsemää jaellaan koneellisesti. Lääkeaineryhmistä eniten käytettyjä ovat hermostoon vaikuttavat sekä sydän- ja verisuonisairauksien lääkkeet, joita kumpaakin on käytössä keskimäärin kolme jokaisella uudella koneellisen annosjakelupalvelun asiakkaalla sekä palvelun aloittamista ennen että sen jälkeen.

Functional expression and subcellular localization of the Cl- cotransporters KCC2 and NKCC1 in rodent hippocampal and neocortical neurons

The work presented here has focused on the role of cation-chloride cotransporters (CCCs) in (1) the regulation of intracellular chloride concentration within postsynaptic neurons and (2) on the consequent effects on the actions of the neurotransmitter gamma-aminobutyric acid (GABA) mediated by GABAA receptors (GABAARs) during development and in pathophysiological conditions such as epilepsy. In addition, (3) we found that a member of the CCC family, the K-Cl cotransporter isoform 2 (KCC2), has a structural role in the development of dendritic spines during the differentiation of pyramidal neurons. Despite the large number of publications dedicated to regulation of intracellular Cl-, our understanding of the underlying mechanisms is not complete. Experiments on GABA actions under resting steady-state have shown that the effect of GABA shifts from depolarizing to hyperpolarizing during maturation of cortical neurons. However, it remains unclear, whether conclusions from these steady-state measurements can be extrapolated to the highly dynamic situation within an intact and active neuronal network. Indeed, GABAergic signaling in active neuronal networks results in a continuous Cl- load, which must be constantly removed by efficient Cl- extrusion mechanisms. Therefore, it seems plausible to suggest that key parameters are the efficacy and subcellular distribution of Cl- transporters rather than the polarity of steady-state GABA actions. A further related question is: what are the mechanisms of Cl- regulation and homeostasis during pathophysiological conditions such as epilepsy in adults and neonates? Here I present results that were obtained by means of a newly developed method of measurements of the efficacy of a K-Cl cotransport. In Study I, the developmental profile of KCC2 functionality during development was analyzed both in dissociated neuronal cultures and in acute hippocampal slices. A novel method of photolysis of caged GABA in combination with Cl- loading to the somata was used in this study to assess the extrusion efficacy of KCC2. We demonstrated that these two preparations exhibit a different temporal profile of functional KCC2 upregulation. In Study II, we reported an observation of highly distorted dendritic spines in neurons cultured from KCC2-/- embryos. During their development in the culture dish, KCC2-lacking neurons failed to develop mature, mushroom-shaped dendritic spines but instead maintained an immature phenotype of long, branching and extremely motile protrusions. It was shown that the role of KCC2 in spine maturation is not based on its transport activity, but is mediated by interactions with cytoskeletal proteins. Another important player in Cl- regulation, NKCC1 and its role in the induction and maintenance of native Cl- gradients between the axon initial segment (AIS) and soma was the subject of Study III. There we demonstrated that this transporter mediates accumulation of Cl- in the axon initial segment of neocortical and hippocampal principal neurons. The results suggest that the reversal potential of the GABAA response triggered by distinct populations of interneurons show large subcellular variations. Finally, a novel mechanism of fast post-translational upregulation of the membrane-inserted, functionally active KCC2 pool during in-vivo neonatal seizures and epileptiform-like activity in vitro was identified and characterized in Study IV. The seizure-induced KCC2 upregulation may act as an intrinsic antiepileptogenic mechanism.

Lyophilized disaccharides – the effect of water during storage

Nearly one fourth of new medicinal molecules are biopharmaceutical (protein, antibody or nucleic acid derivative) based. However, the administration of these compounds is not always that straightforward due to the fragile nature of aforementioned domains in GI-tract. In addition, these molecules often exhibit poor bioavailability when administered orally. As a result, parenteral administration is commonly preferred. In addition, shelf-life of these molecules in aqueous environments is poor, unless stored in low temperatures. Another approach is to bring these molecules to anhydrous form via lyophilization resulting in enhanced stability during storage. Proteins cannot most commonly be freeze dried by themselves so some kind of excipients are nearly always necessary. Disaccharides are commonly utilized excipients in freeze-dried formulations since they provide a rigid glassy matrix to maintain the native conformation of the protein domain. They also act as "sink"-agents, which basically mean that they can absorb some moisture from the environment and still help to protect the API itself to retain its activity and therefore offer a way to robust formulation. The aim of the present study was to investigate how four amorphous disaccharides (cellobiose, melibiose, sucrose and trehalose) behave when they are brought to different relative humidity levels. At first, solutions of each disaccharide were prepared, filled into scintillation vials and freeze dried. Initial information on how the moisture induced transformations take place, the lyophilized amorphous disaccharide cakes were placed in vacuum desiccators containing different relative humidity levels for defined period, after which selected analyzing methods were utilized to further examine the occurred transformations. Affinity to crystallization, water sorption of the disaccharides, the effect of moisture on glass transition and crystallization temperature were studied. In addition FT-IR microscopy was utilized to map the moisture distribution on a piece of lyophilized cake. Observations made during the experiments backed up the data mentioned in a previous study: melibiose and trehalose were shown to be superior over sucrose and cellobiose what comes to the ability to withstand elevated humidity and temperature, and to avoid crystallization with pharmaceutically relevant moisture contents. The difference was made evident with every utilized analyzing method. In addition, melibiose showed interesting anomalies during DVS runs, which were absent with other amorphous disaccharides. Particularly fascinating was the observation made with polarized light microscope, which revealed a possible small-scale crystallization that cannot be observed with XRPD. As a result, a suggestion can safely be made that a robust formulation is most likely obtained by utilizing either melibiose or trehalose as a stabilizing agent for biopharmaceutical freeze-dried formulations. On the other hand, more experiments should be conducted to obtain more accurate information on why these disaccharides have better tolerance for elevating humidities than others.

Desorptioilmanpainefotoionisaatio- ja desorptiosähkösumutusionisaatio-massaspektrometria lipidien analytiikassa

Lipidit ovat rasvaliukoisia kudoksesta peräisin olevia yhdisteitä, joilla on monia eri fysiologisia tehtäviä. Lipidien analyysimenetelmien kehittämien on tärkeää, sillä niiden esiintymistä elimistössä voidaan käyttää biomarkkerina sairauksien diagnostiikassa ja apuna sairauksien kehittymismekanismien tutkimisessa. Lipideihin kuuluu polaarisuudeltaan ja rakenteeltaan hyvin erilaisia yhdisteitä. Niiden massaspektrometria-analytiikassa on aikaisemmin käytetty useita erilaisia ionisaatiomenetelmiä, jotka vaativat näytteen esikäsittelyn ennen analyysia. Desorptiosähkösumutusionisaatio-massaspektrometria (DESI-MS) ja desorptio-ilmanpainefotoionisaatio-massaspektrometria (DAPPI-MS) ovat uusia ionisaatio-menetelmiä, jotka mahdollistavat yhdisteiden analysoinnin suoraan eri matriiseista, kuten kudosnäytteistä, usein ilman esikäsittelyä. DESI-MS soveltuu parhaiten suhteellisen polaaristen yhdisteiden analytiikkaan, kun taas DAPPI:lla voidaan ionisoida myös poolittomia yhdisteitä. DESI-MS:lla on jo aikaisemmin analysoitu erilaisia lipidejä, kun taas DAPPI-MS:lla on aikaisemmin analysoitu vain steroideja. DAPPI- ja DESI-MS:lla tutkittiin erilaisten lipidien (fosfolipidit, triglyseridit, rasvahapot, rasvaliukoiset vitamiinit ja steroidit) ionisoitumista. Molemmilla menetelmillä optimoitiin standardiyhdisteille mittausolosuhteet. Lipidejä analysoitiin myös suoraan farmaseuttisista valmisteista. DAPPI:n ja DESI:n soveltuvuudessa erilaisten lipidien ionisoimiseen oli jonkin verran eroja. DAPPI toimi hyvin varsinkin poolittomampien lipidien, eli triglyseridien, steroidien, vitamiinien ja rasvahappojen ionisaatiossa, mutta huonosti hieman polaarisempien ja herkästi hajoavien fosfolipidien ionisaatiossa. Fosfolipidit fragmentoituivat DAPPI-ionisaatiossa, eikä moolimassatiedon sisältävää ionia saatu näkyviin. DESI puolestaan toimii hyvin fosfolipidien ionisoimisessa ja melko hyvin myös muiden tutkittavien lipidien ionisoimisessa, lukuunottamatta kaikkein poolittomimpia lipidejä. Uutta tietoa tutkimuksessa saatiin varsinkin DAPPI:n soveltuvuudesta erilaisten lipidien analytiikkaan. Tulosten perusteella voidaan sanoa, että DAPPI toimii yhtä hyvin tai jopa DESI:a paremmin useiden eri lipidien analytiikkassa. Menetelmää tulisi kuitenkin kehittää edelleen, jotta fosfolipidien, jotka ovat elimistön tärkeä lipidiryhmä, analysointi onnistuisi DAPPI:lla. Työssä ei analysoitu lipidejä suoraan kudosnäytteestä, joten DAPPI:n soveltuvuudesta lipidien analysointiin suoraan kudosnäytteistä ei voida tehdä johtopäätöksiä tämän työn perusteella.