ENSAYO DE SOLUBILIDAD REQUERIDO PARA BIOEXENCIONES POR SCB

Adriana Segall (Comité de Expertos de Química Analítica – SAFYBI)
Norma Sperandeo (Comité de Expertos de Química Analítica – SAFYBI)
Mariana Osorio (Comité de Expertos de Química Analítica – SAFYBI)
Silvia Giarcovich (Comité de Expertos de Bioequivalencia, Farmacovigilancia E Investigación Clínica – SAFYBI)

Objetivo
Revisar bibliografía internacional que detalle la metodología del Ensayo de Solubilidad requerido para documentar la Solubilidad de un IFA en un producto candidato a solicitar Bioexención (Bx) del Estudio de Bioequivalencia (in vivo) para el caso de Bx por Sistema de Clasificación Biofarmacéutica (SCB) dado que sólo se admiten Bx según SCB para los IFAs de alta solubilidad: Clases I y III.

Introducción
Recientemente, OMS en los Reportes 54, 55 y 56 de 2020, 2021 y 2022 respectivamente, de las Especificaciones para Preparaciones Farmacéuticas, asevera que las clasificaciones de drogas según BCS publicadas en 2006 se están revisando dado que los datos de solubilidad eran tomados generalmente de bibliografía (1) y hoy se han modificado en base a nuevos datos experimentales. Debido a esto y a que el dato de alta solubilidad en medio acuoso es un requisito para que un IFA sea elegible para una Bx del estudio de bioequivalencia por SCB, OMS pone especial atención en el método de determinación de solubilidad de IFAs y en generar listas actualizadas de categorización de IFAs según el SCB. 

Localmente, en el Anexo I de la Disposición 5068/2019, ítem 3. METODOLOGÍA PARA CLASIFICAR LOS IFA EN BASE A SU SOLUBILIDAD, PERMEABILIDAD Y DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS CINÉTICAS DE DISOLUCIÓN DE LOS PRODUCTOS MULTIFUENTE. 3.1 BIOEXENCIONES BASADAS EN EL SCB. 3.1.1 CLASIFICACIÓN: 3.1.1.1 CLASIFICACIÓN EN BASE A LA SOLUBILIDAD DE LOS IFAs se requiere caso a caso la determinación de la Solubilidad del IFA por parte del Patrocinante y se resume la metodología del Ensayo de Solubilidad. 

Por lo tanto, se presenta un resumen de lo establecido en la Disposición ANMAT 5068/2019 y una somera revisión de la bibliografía internacional publicada para el Ensayo de Solubilidad, dado que es crítico porque su resultado será esencial a fin de categorizar a los IFAs como de Alta o Baja Solubilidad y consecuentemente como Clases I, II, III o IV del SCB siendo que sólo se admiten Bx según SCB para los IFAs de alta solubilidad: Clases I y III.

Ensayo de Solubilidad en el Estudio de Bioexención (para categorizar un IFA según el SCB): Disposición ANMAT 5068/2019
La Disposición 5068/19 de ANMAT sobre Bioexenciones basada en el Sistema de Clasificación Biofarmacéutica o SCB (exención de los estudios de Biodisponibilidad y Bioequivalencia in vivo) permite conocer los requisitos para realizar la Solicitud de Bioexención y la Presentación de resultados de una forma farmacéutica sólida oral de liberación inmediata cuyo IFA pertenezca a la Clase I o Clase III del SCB, es decir que puedan demostrar su alta solubilidad. Otro caso en que se puede solicitar la Bioexención es cuando se trata de una formulación proporcionalmente similar a otro producto cuya equivalencia ya haya sido demostrada.

En el Anexo I de la mencionada Disposición (Guía para la solicitud de Bioexenciones de IFA con requerimiento de Bioequivalencia), se enumeran los lineamientos establecidos por ANMAT para realizar este Estudio de Bioexención completo. Los ensayos que solicita para el mencionado estudio son los siguientes:

• Solubilidad
• Permeabilidad
• Cinética de disolución de la forma farmacéutica sólida oral de liberación inmediata.

El ensayo de Solubilidad permite demostrar si el IFA es altamente soluble. Un IFA es altamente soluble cuando la dosis del activo más elevada (mayor concentración posológica) del producto farmacéutico es soluble en un volumen de 250 ml o menos en un medio acuoso dentro del intervalo de pH entre 1,2 y 6,8 y a 37°C ±1. Es decir, en por lo menos, las soluciones reguladoras (buffers) de pH 1,2; 4,5 y 6,8.

A continuación, se adjuntan algunas recomendaciones para realizar el Ensayo de Solubilidad de los IFAs dentro del marco de la normativa:

• Ejemplo de la mayor dosis posológica: Si un IFA se encuentra como comprimido en dosis de 75, 150 y 300 mg, se considerarán los 300 mg de IFA para calcular la Solubilidad en el volumen de cada medio (1,2; 4,5 y 6,8) a 37°C±1 y durante 24 horas.
• Es importante determinar la solubilidad en equilibrio a lo largo del tiempo de 24 hs mencionado en la Disposición. 
• Como medios acuosos dentro del rango de pH 1,2 a 6,8 se utilizan las soluciones reguladoras estándar descritas en la Farmacopea Argentina 7° Edición o en la USP (capítulo Reactivos, Indicadores y Soluciones) en los tres pH fisiológicos: 1,2; 4,5 y 6,8. Estos buffers se corresponden con los medios de disolución que luego se ensayarán en el estudio de Cinética de disolución (pH 1,2; 4,5 y 6,8). 
• Realizar un mínimo de tres repeticiones de solubilidad en cada condición de pH, con un CV% menor al 5% en cada condición.
• Según la Disposición, “utilizar el método tradicional de agitación en matraz u otros métodos con justificación que avalen la capacidad de los mismos para medir la solubilidad en equilibrio del IFA en estudio”. Como guía para cumplimentar este ensayo, se puede seguir lo propuesto por la USP en su capítulo <1236> el Método de saturación por agitación del matraz para determinar la solubilidad en equilibrio, o técnica alternativa justificada. 
• Recordar verificar el pH de las soluciones antes y después del agregado del IFA a la solución reguladora.
• El método para la cuantificación de la concentración del IFA en solución, en el Ensayo de solubilidad, debe diferenciar el IFA de sus compuestos de degradación si los hubiere (debido a la duración del estudio) y debe estar adecuadamente validado.
• Con los resultados de solubilidad en cada pH se realiza la representación gráfica de los resultados de solubilidad (en mg/ml) vs pH.
• Finalmente, y de acuerdo a los resultados obtenidos, se verificará si el IFA puede ser clasificado como Altamente soluble (si la mayor dosis cumple con ser soluble en un volumen ≤ 250 ml de medio acuoso en el rango de pH 1,2-6,8).

Ensayo de Solubilidad para categorizar un IFA según el SCB: Bibliografía internacional

• USP – Capítulo general <1236>:
  Lista y describe varios métodos para las mediciones de solubilidad entre los cuales se encuentra el Método para determinar la solubilidad en equilibrio como el Método de saturación Shake-Flask que es el método de elección para determinar solubilidad a los efectos de categorizar a un IFA como de Alta o Baja solubilidad según el SCB.
  En este capítulo, la USP también aconseja realizar las mediciones de Solubilidad a distintos intervalos de tiempo para confirmar que el equilibrio ha sido alcanzado (complementando lo solicitado por la Disposición 5068/19 sobre determinar la solubilidad a lo largo de 24 hs)
• FDA ICH 2021 – M9 Biopharmaceutics Classification System-Based Biowaivers Guidance for Industry, A-II
  Recomienda la técnica Shake-Flask para determinar la solubilidad de un IFA o bien otra técnica alternativa si se justifica.
• OMS – 2017 Reporte 51, Anexo 6, Apéndice 2: Equilibrium solubility experiments for the purpose of classification of active pharmaceutical ingredients according to the biopharmaceutics classification system
  Se detalla cómo proceder para realizar este Ensayo y en 2019 OMS publicó el Reporte 53 que en su Anexo 4 presenta el Protocol to conduct equilibrium solubility experiments for the purpose of Biopharmaceutics Classification System-based classification of active pharmaceutical ingredients for biowaiver dado que un requisito para el Ensayo es redactar un Protocolo. 

El documento referido de OMS 2017 cita al White Paper publicado por Avdeef y col en 2016 (2). Este trabajo revisa detalladamente las diferentes metodologías para determinar Solubilidad y los factores que afectan la calidad de las mediciones realizadas; además, ilustra su exposición con casos de estudio en los que se detallan los múltiples factores que influyen en las mediciones de solubilidad como ser agregación del IFA en solución (micelas, complejos), el empleo de espectrometría de masa para evaluar agregaciones en soluciones saturadas, caracterización del estado sólido (sales, polimorfos, co-cristales), tipo de solubilidad (en agua, en buffer, intrínseca), temperatura, fuerza iónica, medición del pH, particularidades con los buffers, conocimiento crítico del pKa, tiempo al equilibrio, forma de separación del sólido de la solución saturada, manejo de la solución y posible adsorción a superficies no tratadas y tabulación y reporte de datos.

Debido a esto, OMS comunica que las clasificaciones de drogas según SCB de 2006 se están revisando dado que como se dijo los datos de solubilidad eran tomados generalmente de bibliografía y hoy se han modificado en base a nuevos datos experimentales. Por ejemplo, en los Reportes 54, 55 y 56 de 2020, 2021 y 2022 respectivamente, informan que la clasificación de Amoxicilina es II/IV; mientras que, en 2006 había sido categorizada como III, siendo éste uno de los casos de cambio de clase con respecto a la clasificación publicada en 2006.

Adicionalmente, se citan dos trabajos que fueron publicados por Plöger y col en 2018 (3) y por Shoghi y col en 2013 (4). Plöger y col en 2018 describen un método shake-flask miniaturizado que es rápido y menos costoso para establecer una clasificación confiable de IFAs en el contexto de Bx basadas en el SCB. De los 16 IFAs estudiados, 3 resultaron Clase I, 1 Clase III y 4 Clase IV; mientras que, de los 8 restantes, 5 fueron clasificados Clases I/III y 3 Clases II/IV dado que la permeabilidad no pudo ser bien definida a partir de la literatura. Además, informan que esta propuesta de “mínima solubilidad” puede dramáticamente disminuir la cantidad de IFA requerido para obtener la clasificación de solubilidad en el caso de drogas altamente solubles y, al mismo tiempo, evitar inconvenientes con el mantenimiento del pH establecido cuando se estudian ácidos y bases débiles. Por su lado, Shoghi y col en 2013 realizaron una revisión crítica acerca de la influencia del electrolito usado como agente buffer en el método shake-flask sobre los valores de solubilidad obtenidos, señalando que algunos desvíos de los puntos experimentales pueden ser atribuidos a una interacción específica entre el electrolito buffer y el IFA,  debido al carácter hidrotrófico de los ácidos cítrico y láctico, como a la formación de nuevas especies por agregados o precipitaciones de una sal a partir de especies catiónicas del IFA analizado.

Conclusión:
El Ensayo de Solubilidad de IFAs es crítico porque su resultado será esencial a fin de categorizarlos como de Alta o Baja Solubilidad y consecuentemente como Clases I, II, III o IV del SCB siendo que sólo se admiten Bx según SCB para los IFAs de alta solubilidad: Clases I y III. La bibliografía presentada en relación al Método de determinación de Solubilidad de IFAs muestra que es un ensayo sensible a múltiples factores que pueden influir a los efectos de obtener resultados confiables.

Referencias:

(1) The present list replaces the existing literature-based compilation published in 2006 that is reported in the Proposal to waive in vivo bioequivalence requirements for WHO Model List of Essential Medicines immediate-release, solid oral dosage forms (2) based on data extracted from the public domain (that is, solubility data published by different authors using inconsistent experimental conditions).

(2) Alex Avdeef, Elisabet Fuguet, Antonio Llinàs, Clara Ràfols, Elisabeth Bosch, Gergely Völgyi, Tatjana Verbić, Elena Boldyreva, Krisztina Takács-Novák. White paper Equilibrium solubility measurement of ionizable drugs – consensus recommendations for improving data quality. ADMET & DMPK 4(2) (2016) 117-178.

(3)  Gerlinde F. Plöger, Martin A. Hofsäss, Jennifer B. Dressman. Solubility Determination of Active Pharmaceutical Ingredients Which Have Been Recently Added to the List of Essential Medicines in the Context of the Biopharmaceutics Classification Systeme Biowaiver. Journal of Pharmaceutical Sciences 107 (2018) 1478-1488.

(4)  Elham Shoghi, Elisabet Fuguet, Elisabeth Bosch, Clara Ràfols. Solubility–pH profiles of some acidic, basic and amphoteric drugs. European Journal of Pharmaceutical Sciences 48 (2013) 291–300.