Die Prodrug-Technologie wird seit mehr als 100 Jahren erfolgreich zur Entwicklung von Therapeutika und zur Behandlung von Patienten eingesetzt. Viele der bekanntesten und am weitesten verbreiteten Arzneimittel der Welt sind in der Tat Prodrugs – wobei Aspirin das Aushängeschild der Branche ist.
Ungefähr 7% aller weltweit zugelassenen Medikamente sind Prodrugs. Prodrugs haben ein elegantes Konzept und sind inaktive, bioreversible Derivate von Wirkstoffmolekülen, die eine enzymatische oder chemische Transformation durchlaufen müssen, um das Ausgangsarzneimittel freizusetzen, das dann seine gewünschte pharmakologische Wirkung im Körper hervorrufen kann.
Das therapeutische Grundprinzip eines Prodrugs besteht darin, die physikochemischen, biopharmazeutischen oder pharmakokinetischen Eigenschaften eines pharmazeutischen Wirkstoffs (EPW) zu verbessern.
Schlüsseleigenschaften, die Prodrugs zu modifizieren versuchen, fallen im Allgemeinen in eine oder mehrere der AVMA-Kategorien (Absorption, Verteilung, Metabolismus und Ausscheidung) mit dem Endziel, eine neue chemische Einheit (NCE) zu schaffen, die die Leistung, den Nutzen und die Effizienz optimiert potenzielles Lebenszyklusmanagement des Ausgangsarzneimittels.
Der Prodrug-Ansatz zielt darauf ab, verbesserte Versionen bereits bekannter pharmakologischer Wirkstoffe zu erstellen und diese Verbesserungen zu nutzen, um die Marktfähigkeit des Arzneimittels zu erhöhen.
Einige dieser Möglichkeiten, wie ein Ausgangsarzneimittel verbessert werden kann, sind:
- Erhöhung der Löslichkeit,
- Verbesserung der Lipophilie,
- Verbesserung der Bioverfügbarkeit,
- Verlängerung der Halbwertszeit,
- Vermittlung eines Profils mit verlängerter Freisetzung und gezielter Abgabe von Gewebe / Organen.
Einfach ausgedrückt: Prodrugs wirken, indem sie gute Medikamente verbessern.
Die Entwicklung von Prodrugs erfordert ein umfassendes Verständnis der physiochemischen und biologischen Eigenschaften des Wirkstoffs, um die gewünschten Verbesserungen zu erzielen, während die allgemeine Sicherheit und Wirksamkeit des Ausgangsarzneimittels erhalten bleibt. Darüber hinaus erfordert die Prodrug-Wissenschaft eine gründliche Kenntnis der chemischen Beziehung zwischen dem Ausgangsarzneimittel und dem Liganden (oder der Promoität) sowie der enzymatischen und / oder chemischen Reaktionen, die bei der Verabreichung im Körper auftreten.
Bei der Entwicklung eines Prodrugs müssen einige entscheidende Faktoren sorgfältig berücksichtigt werden. Diese beinhalten:
- Auswahl der Elternmedikamente.
- Liganden- oder Promoitätsidentifikation.
- Eltern-gegen-Prodrug-Dynamik.
- Degradierung.
Basierend auf diesen Faktoren hat sich die Prodrug-Entwicklung bei mehreren funktionellen Gruppen als wirksam erwiesen, einschließlich Carbonsäure, Hydroxyl, Amin, Phosphat / Phosphonat und Carbonyl.
Prodrugs, die durch chemische Modifikation dieser Gruppen hergestellt werden, umfassen Ester, Carbonate, Carbamate, Amide, Phosphate und Oxime. Von diesen sind Ester die häufigsten Prodrugs, wobei ungefähr 49% aller auf dem Markt befindlichen Prodrugs durch enzymatische Hydrolyse aktiviert werden.
Vertreter dafür ist vielleicht eines der bekanntesten Prodrugs auf dem heutigen Markt, Vyvanse® (Lisdexamfetamin-Dimesylat).
Andere bemerkenswerte Prodrug-Produkte umfassen:
- Tenofovir (antiviral zur Behandlung von HIV-1 und Hepatitis B),
- Valaciclovir (antiviral zur Behandlung von Herpes zoster, Herpes genitalis und Herpes labialis),
- Valganciclovir (antiviral zur Behandlung der Cytomegalovirus-Retinitis und Prävention der Cytomegalovirus-Krankheit bei Empfängern von D + / R- Transplantaten),
- Latanoprost (prostanoidselektiver FP-Rezeptoragonist zur Senkung des Augeninnendrucks),
- Levodopa (Vorläufer von Dopamin zur Behandlung der Parkinson-Krankheit).
Es gibt viel zu schätzen über das oft unterschätzte Prodrug. Aufgrund seiner Eleganz in Bezug auf Chemie, Entwicklung und Marktfähigkeit sind Prodrugs eine sehr überzeugende pharmazeutische Option, insbesondere für Unternehmen, die schnell von einem bestimmten Bedarf an Patientenbehandlung oder einer Möglichkeit zum Management des Lebenszyklus profitieren möchten.
Obwohl ein erhebliches Fachwissen erforderlich ist, um Prodrug-Kandidaten erfolgreich zu identifizieren und zu entwickeln, kann das Risiko-Ertrags-Profil insgesamt sehr attraktiv sein. Aus diesem Grund erregen Prodrugs weiterhin die Aufmerksamkeit von Unternehmen aus dem gesamten pharmazeutischen Spektrum.