vedomostiregmedРегуляторные исследования и экспертиза лекарственных средствRegulatory Research and Medicine Evaluation3034-30623034-3453Federal State Budgetary Institution ‘Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products’ of the Ministry of Health of the Russian Federation (FSBI ‘SCEEMP’)10.30895/1991-2919-2025-15-6-672-681vedomostiregmed-820Research ArticleКОНТРОЛЬ КАЧЕСТВАQUALITY CONTROLОпределение бета-глюканов и пептидогликанов в лекарственных препаратахIdentifying beta-glucans and peptidoglycans in medicinal productshttps://orcid.org/0000-0003-0305-7769ШаповаловаО. В.ShapovalovaO. V.

Шаповалова Ольга Владимировна, канд. фарм. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Olga V. Shapovalova, Cand. Sci. (Pharm.)

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

shapovalova@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8615-952XНеугодоваН. П.NeugodovaN. P.

Неугодова Наталия Петровна, канд. биол. наук

Петровский б-р, д. 8, стр. 2, Москва, 127051

Natalia P. Neugodova, Cand. Sci. (Biol.)

8/2 Petrovsky Blvd, Moscow 127051

neugodova@expmed.ruФедеральное государственное бюджетное учреждение «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Министерства здравоохранения Российской ФедерацииРоссияScientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal ProductsRussian Federation202519122025156672681Copyright © Шаповалова О.В., Неугодова Н.П., 20252025Шаповалова О.В., Неугодова Н.П.Shapovalova O.V., Neugodova N.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vedomostincesmp.ru/jour/article/view/820ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. Бета-глюканы и пептидогликаны — компоненты клеточных стенок бактерий и грибов, которые могут являться источниками пирогенных загрязнений лекарственных препаратов парентерального применения. Присутствие подобных примесей может приводить к неблагоприятным иммунным реакциям, поэтому контролю присутствия бета-глюканов и пептидогликанов в лекарственных средствах уделяют определенное внимание. Унифицированный подход к обнаружению бета-глюканов и (или) пептидогликанов в фармацевтической отрасли отсутствует; практическое применение имеют несколько методов качественного и количественного определения этих примесей.

ЦЕЛЬ

ЦЕЛЬ. Оценка практической значимости существующих методов обнаружения бета-глюканов и (или) пептидогликанов в лекарственных препаратах.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Исследована возможность применения методов определения бета-глюканов и пептидогликанов с использованием реактива на основе лизата амебоцитов и реактива из плазмы личинок шелкопряда. Содержание бета-глюканов определяли в лекарственном препарате «Бупивакаин», в котором бета-глюканы были обнаружены ранее случайным образом. В испытаниях препарата использовали три типа реактивов на основе лизата амебоцитов разного состава, реагирующих: на бактериальные эндотоксины и бета-глюканы (лизат с факторами С и G); только на бактериальные эндотоксины (лизат с фактором С); только на бета-глюканы (лизат с фактором G). Наличие пептидогликанов оценивали в лекарственном препарате «Икодекстрин» с помощью реактива из плазмы личинок шелкопряда. Качественный анализ выполняли путем визуальной оценки окраски испытуемых растворов после нагревания их в суховоздушном термоблоке. Количественное определение проводили кинетическим фотоколориметрическим методом, обработку первичных данных выполняли с использованием программной среды R.

РЕЗУЛЬТАТЫ

РЕЗУЛЬТАТЫ. В результате испытаний с реактивами лизата амебоцитов (факторы С и G) и (фактор С) определено присутствие бета-глюканов в препарате «Бупивакаин»; количественное содержание бета-глюканов (более 2000 пг/мл) определено хромогенным кинетическим методом с помощью лизата амебоцитов (фактор G). В препарате «Икодекстрин» превышения нормативного содержания пептидогликанов (не более 200 пг/мл) не зафиксировано.

ВЫВОДЫ

ВЫВОДЫ. Методы определения бета-глюканов и (или) пептидогликанов с использованием лизата амебоцитов и реактива из плазмы личинок шелкопряда могут быть применены для выявления данных примесей в лекарственных препаратах. При определении метода исследования следует учитывать состав лекарственного препарата и цель определения примесей.

INTRODUCTION

INTRODUCTION. Beta-glucans and peptidoglycans are cell wall components of bacteria and fungi that are potential sources of pyrogenic contamination of parenteral medicines. Such impurities can cause adverse immune reactions. Therefore, recently, certain attention has been paid to identification of beta-glucans and peptidoglycans in medicines. Despite the lack of a harmonised detection method for beta-glucans and/or peptidoglycans, pharmaceutical industry uses several methods for identification and quantitation of these impurities.

AIM

AIM. This study aimed to assess applicability of the existing detection methods for beta-glucans and / or peptidglycans in the medicinal products.

MATERIALS AND METHODS

MATERIALS AND METHODS. Applicability of detection was examined for beta-glucans and peptidoglycans using amoebocyte lysate and silkworm larvae plasma as reagents. Beta-glucans were detected in Bupivacaine, the product that was previously found to have random glucan impurities. In the drug tests, three types of amoebocyte lysate reagents of different compositions were used reacting to 1) bacterial endotoxins and beta-glucans (lysate with factors C and G); 2) only bacterial endotoxins (lysate with factor C); 3) only beta-glucans (lysate with factor G). Peptidoglycans in Icodextrin were assessed using a reagent from the silkworm larvae plasma. For qualitative analysis, colour of the test solutions was visually assessed after heating them in a dry-air block heater. Kinetic photocolorimetric method was used for quantitation; the primary data were processed using R software.

RESULTS

RESULTS. As a result of two tests with amoebocyte lysate reagents (factors C and G) and (factor C), beta-glucans were detected in Bupivacaine. Chromogenic kinetic method using amoebocyte lysate (factor G) quantified the impurity, which exceeded 2,000 pg/mL. For Icodextrin, peptidoglycan reference content (not more than 200 pg/mL) was not exceeded.

CONCLUSIONS

CONCLUSIONS. Identification methods for beta-glucans and/or peptidoglycans using amoebocyte lysate and silkworm plasma are applicable for identifying these impurities in the medicinal products. While choosing a study method, product composition and analytical purpose are to be considered.

пирогенные примесибактериальные эндотоксиныпептидогликаныбета-глюканыэндотоксин специфичный буферлизат амебоцитовфактор Сфактор Gплазма личинок шелкопрядаpyrogenic impuritiesbacterial endotoxinspeptidoglycansbeta-glucansendotoxin-specific bufferamebocyte lysatefactor Cfactor Gsilkworm larvae plasmaРабота выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России № 056-00001-25-00 на проведение прикладных научных исследований (номер государственного учета НИР 124022300127-0).This study was conducted by the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products as part of the applied research funded under State Assignment No. 056-00001-25-00 (R&D Registry No. 124022300127-0).ReferencesŁawniczek-Wałczyk A, Górny RL. Endotoxins and β-glucans as markers of microbiological contamination — characteristics, detection, and environmental exposure. Ann Agric Environ Med. 2010;17(2):193–208. PMID: 21186760.Ławniczek-Wałczyk A, Górny RL. Endotoxins and β-glucans as markers of microbiological contamination – characteristics, detection, and environmental exposure. Ann Agric Environ Med. 2010;17(2):193–208. PMID: 21186760.Barton C, Vigor K, Scott R, et al. Beta-glucan contamination of pharmaceutical products: How much should we accept? Cancer Immunol Immunother. 2016;65(11):1289–301. https://doi.org/10.1007/s00262-016-1875-9Barton C, Vigor K, Scott R, Jones P, Lentfer H, Bax HJ, Josephs DH, Karagiannis SN, Spicer JF. Beta-glucan contamination of pharmaceutical products: How much should we accept? Cancer Immunol Immunother. 2016;65(11):1289-301. https://doi.org/10.1007/s00262-016-1875-9Johnson DW, Krediet RT. New peritoneal dialysis solutions and solutions on the horizon. In: Khanna R, Krediet RT, eds. Nolph and Gokal’s Textbook of peritoneal dialysis. Springer, Cham; 2023. P. 393–415. https://doi.org/10.1007/978-3-030-62087-5_11Johnson DW, Krediet RT. New peritoneal dialysis solutions and solutions on the horizon. In: Khanna R, Krediet RT, eds. Nolph and Gokal’s Textbook of peritoneal dialysis. Springer, Cham; 2023. P. 393–415. https://doi.org/10.1007/978-3-030-62087-5_11Martis L, Patel M, Giertych JA, et al. Methods and compositions for detection of microbial contaminants in peritoneal dialysis solution. Patent of the USA No. US7618392B2; 2004.Martis L, Patel M, Giertych JA, et al. Methods and compositions for detection of microbial contaminants in peritoneal dialysis solution. Patent of the USA No. US7618392B2; 2004.Martis L, Patel M, Giertych J, et al. Aseptic peritonitis due to peptidoglycan contamination of pharmacopoeia standard dialysis solution. Lancet. 2005;365(9459):588–94. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(05)17908-2Martis L, Patel M, Giertych J, et al. Aseptic peritonitis due to peptidoglycan contamination of pharmacopoeia standard dialysis solution. Lancet. 2005;365(9459):588–94. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(05)17908-2Neun BW, Cedrone E, Potter TM, et al. Detection of beta-glucan contamination in nanotechnology-based formulations. Molecules. 2020;25(15):3367. https://doi.org/10.3390/molecules25153367Neun BW, Cedrone E, Potter TM, et al. Detection of beta-glucan contamination in nanotechnology-based formulations. Molecules. 2020;25(15):3367. https://doi.org/10.3390/molecules25153367Шаповалова ОВ, Неугодова НП, Сапожникова ГА и др. Определение бактериальных эндотоксинов в лекарственных средствах: Мешающие факторы и их устранение. Фармация. 2017;(6):9–14. EDN: ZGZTFTShapovalova OV, Neugodova NP, Sapozhnikova GA, et al. Detection of bacterial endotoxins in drugs: disturbing factors and their elimination. Pharmacy. 2017;(6):9–14 (In Russ.). EDN: ZGZTFTSong J, Kim S, Park J, et al. Comparison of two β-D-glucan assays for detecting invasive fungal diseases in immunocompromised patients. Diagn Microbiol Infect Dis. 2021;101(1):115415. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2021.115415Song J, Kim S, Park J, et al. Comparison of two β-D-glucan assays for detecting invasive fungal diseases in immunocompromised patients. Diagn Microbiol Infect Dis. 2021;101(1):115415. https://doi.org/10.1016/j.diagmicrobio.2021.115415Kumar M, Mugunthan M. β-d-Glucan and Aspergillus Galactomannan assays in the diagnosis of invasive fungal infections. Med J Armed Forces India. 2019;75(4):357–60. https://doi.org/10.1016/j.mjafi.2017.10.005Kumar M, Mugunthan M. β-d-Glucan and Aspergillus Galactomannan assays in the diagnosis of invasive fungal infections. Med J Armed Forces India. 2019;75(4):357–60. https://doi.org/10.1016/j.mjafi.2017.10.005Burgmaier L, Illes B, Leiss M, et al. Effects of different container types on (1→3)-β-D-glucan recovery. Molecules. 2023;28(19):6931. https://doi.org/10.3390/molecules28196931Burgmaier L, Illes B, Leiss M, et al. Effects of different container types on (1→3)-β-D-glucan recovery. Molecules. 2023;28(19):6931. https://doi.org/10.3390/molecules28196931

The authors declare that there are no conflicts of interest present.