Opracowanie metodyki badań analitycznych, przeznaczonych do kontroli procesu syntezy oraz kontroli jakości substancji czynnej, będącej związkiem organicznym, niezawierającym silnych chromoforów

Niezbędnym etapem rozwoju nowego leku jest opracowanie metod analitycznych do oceny procesu syntezy oraz kontroli jego jakości. Parametrami, charakteryzującymi substancję aktywną są: identyfikacja, zawartość oraz czystość, które najczęściej uzyskuje się dzięki wykorzystaniu technik chromatograficznych. Najbardziej rozpowszechnionym detektorem w przemyśle farmaceutycznym jest detektor UV. Niestety w przypadku substancji czynnych, pozbawionych chromoforów, konieczne jest zastosowanie takich metod analitycznych, które pozwalają na uzyskanie niskich granic wykrywalności wszystkich zanieczyszczeń obecnych w badanym materiale. Celem moich badań było opracowanie metod analitycznych do kontroli procesu syntezy OATD-02 oraz do oceny jego czystości po wytworzeniu. Głównym problemem w analizie tego związku był brak odpowiednio silnych chromoforów w strukturze. Cząsteczka OATD-02 została opracowana w firmie Molecure (dawniej OncoArendi) jako związek nowej klasy aktywnych inhibitorów arignazy. W badaniach przedklinicznych w modelach zwierzęcych różnych typów raka związek ten przywracał aktywność komórek przeciwnowotworowych. Metoda analityczna do monitorowania przebiegu kilkuetapowej reakcji syntezy OATD-02 pozwoliła na charakterystykę powstających produktów pośrednich oraz identyfikację produktów ubocznych. W pracy z powodzeniem udało mi się rozdzielić i oznaczyć wszystkie związki, występujące w procesie syntezy OATD-02. W drugiej części rozprawy doktorskiej scharakteryzowałam właściwości fizykochemiczne opisywanej substancji oraz przedstawiłam rozwój metod analitycznych do oceny czystości i zawartości OATD-02. Dzięki wykorzystaniu reakcji derywatyzacji pomiędzy kwasem boronowym z cząsteczki OATD-02 a alizaryną, możliwe było zastosowanie chromatografii cieczowej z detektorem fluorescencyjnym. Podczas optymalizacji metody zbadałam wpływ pH fazy ruchomej na retencję OATD-02 oraz zanieczyszczeń na różnych fazach stacjonarnych. W toku prac badawczych zidentyfikowałam nowe zanieczyszczenie, pozbawione boru w cząsteczce. Dla związku OAT-2479, będącego jednocześnie metabolitem OATD-02, przeprowadziłam badania z wykorzystaniem chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas oraz zaproponowałam stworzenie dodatkowej metody do jego detekcji. Zaproponowane metody analityczne zostały zwalidowane i skutecznie przetransferowane do miejsca wytwarzania substancji w standardzie GMP. Wykonane badania pozwoliły na stworzenie charakterystyki chemicznej przeciwnowotworowego inhibitora arginazy.

The analytical methods for in-process control and quality control of the manufactured active substance are the necessary steps in the development process of a new drug. The parameters which characterize the drug substance are identification, assay and purity, which can be very often obtained by chromatographic techniques. The most common detector in the pharmaceutical industry is the UV detector. Unfortunately, when we have active substances without strong chromophores, it is necessary to use analytical methods which allow us to obtain low detection limits for all impurities in the testing material. The main problem in the analysis of the compound OATD-02 is the lack of sufficiently strong chromophores in its structure. The OATD-02 molecule was developed in Molecure (formerly OncoArendi), as a compound of a new class of active arginase inhibitors. In preclinical studies in animal models of various types of cancer, the compound restored anti-tumour cell activity. As a clinical candidate, OATD-02 has great therapeutic potential for cancer treatment, especially in combination with other classical immunotherapies. The purpose of the study was to develop analytical methods for monitoring the OATD-02 synthesis process and for controlling its purity after manufacture. The analytical method for monitoring the several-steps of the OATD-02 synthesis process allowed us to characterize the intermediates, identify the by-products, as well as to check the conversion rate of the reaction. In this work, I successfully separated and determined all compounds in the synthesis process of OATD-02. In the second part of my dissertation, I characterized the physicochemical properties of OATD-02 and developed analytical methods for controlling the purity and assay of OATD-02. I used the derivatization reaction between boronic acid from the OATD-02 molecule with alizarin to create HPLC with FLD system. While optimizing the method, I checked the effect of pH of the mobile phase on the retention of OATD-02 and its impurities using different stationary phases. During this study, I identified a new impurity without boronic acid in the structure. I performed HPLC MS studies and proposed an additional method for detection of compound OAT-2479, which is a metabolite of OATD-02. The proposed analytical methods were validated and successfully transferred to the GMP site of the substance. The performed studies allowed us to create the chemical characterization of the anticancer arginase inhibitor.