GMP in der Praxis: Kleinste Probenmengen reichen schon

Seit einigen Jahren sind sogenannte Peptide als Wirkstoffe interessant, da sie synthetisch einfach herzustellen sind und vielfältige Prozesse im Körper beeinflussen. Peptide sind Ketten von bis zu 100 Aminosäuren, die über Peptidbindungen verbunden sind. Ihre biologischen Eigenschaften hängen von der Anzahl der Aminosäuren und von deren Position in der Kette ab. Es gibt beispielsweise Peptide, die eine krebshemmende, cholesterinsenkende oder entzündungshemmende Wirkung haben. Das macht sie für die Pharmaindustrie attraktiv und sie tauchen auch als Zusatzstoff in Kosmetika oder in Nahrungsergänzungsmitteln auf.

Peptide werden meist als gefriergetrocknetes Pulver ausgeliefert. 1 Milligramm dieses Pulvers enthält jedoch nur 60 bis 80 Prozent Peptidmaterial. Um das Peptidpulver in der richtigen Dosierung in ein Therapeutikum einzubringen, muss die Menge des Peptids im Pulver exakt bestimmt werden – also der Nettopeptidgehalt. Die Peptide sind allerdings sehr teuer, daher dürfen für die Bestimmung des Nettopeptidgehalts nur minimale Probenmengen verwendet werden, um Kosten zu sparen. Die Analyse sollte pro Messung möglichst wenig manuelle Arbeit erfordern, wenig Kosten verursachen und dennoch den GMP-Richtlinien entsprechen. Das bedeutet, dass der Peptidgehalt des Pulvers mit höchster Genauigkeit und Präzision gemessen werden muss. Das klingt nach einer großen Herausforderung für ein Analytik Labor, aber es genügen mittlerweile Probenmengen von weit unter 1 mg Peptidpulver, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Bei der Elementaranalyse wird der absolute Stickstoffgehalt des Peptidpulvers ermittelt. Aus diesem lässt sich der Nettopeptidgehalt leicht berechnen: Nettopeptidgehalt = absoluter Stickstoffgehalt des Pulvers ×100/(%N im Peptid). Hierbei ist „%N im Peptid“ eine bekannte Größe, die sich aus der chemischen Formel des Peptids ableitet. Wie die Probenvorbereitung und Analyse funktioniert, ist sehr anschaulich in einem Video der CUP Laboratorien Dr. Freitag GmbH zu sehen.

Abgesehen vom Einwiegen und Verpacken des Peptidpulvers in Zinnfolie läuft die Analyse vollautomatisch ab und dauert nur ca. fünf Minuten. Die Elementaranalyse ist mittlerweile zum Goldstandard für die Nettopeptidbestimmung geworden. Wie bei dieser Methode üblich, wird die Probe verbrannt und vollständig in Gas umgewandelt. Der Stickstoffanteil des Peptids wird anschließend mit einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor nachgewiesen und mit Hilfe einer speziellen Analysensoftware bestimmt.

Neben der Elementaranalyse unterstützt die TOC-Analyse Arzneimittelhersteller bei der GMP-konformen Produktion, etwa bei der Reinigungsvalidierung. Die Reinigungsvalidierung ist ein Verfahren, mit dem nachgewiesen wird, dass Reinigungsmethoden für Produktionsanlagen und für Medizinprodukte eine Produktkontamination verhindern. Oft kommen bei Herstellern Mehrzweckanlagen zum Einsatz, in denen sowohl Arzneimittel als auch Nicht-Arzneimittel hergestellt werden. Um unerwünschte Kreuzkontaminationen zu vermeiden, müssen diese Anlagen zuverlässig gereinigt werden. Wichtig dabei: Die Effektivität dieser Reinigung muss nachgewiesen werden. Hierzu eignet sich die Bestimmung des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC), da dieser als Summenparameter sämtliche organische Verunreinigung etwa von Wirkstoffen oder Reinigungsmitteln ermittelt.

In der Praxis wird sowohl TOC im Spülwasser der letzten Reinigungssequenz („final rinse“) als auch TOC in Abstrichproben („swab samples“) von besonders schwer zu reinigenden Stellen untersucht.

Zusammenfassend ist es wichtig bei den Anwendungen unter GMP-Bedingungen, dass wir uns auf die Sicherheit der eingesetzten pharmazeutischen Produkte voll und ganz verlassen werden können, um gesund zu bleiben oder gesund zu werden.