Produits pharmaceutiques et biopharmaceutiques, Modélisation, Stabilité, Spectrométrie de masse, Électrophorèse capillaire, Chromatographie d'exclusion stérique

L'étude de la stabilité et la caractérisation des produits de dégradation (PDD) constitue un élément déterminant dans le processus d'autorisation de mise sur le marché de molécules pharmaceutiques. Ils nécessitent ainsi le développement de méthodes analytiques adaptées en fonction des propriétés physico-chimiques de la molécule. Les études effectuées au cours de ces travaux de thèse ont pour objectif le développement d'une méthodologie intégrée permettant l'évaluation et la modélisation de la stabilité à long terme de différents produits pharmaceutiques, y compris des produits biopharmaceutiques. Pour ces derniers, leur complexité de structure limite la mise en oeuvre de ces approches prédictives. La méthodologie mise en oeuvre lors de ces travaux se base sur 1) le choix et le développement de méthodes analytiques indicatrices de stabilité pertinentes et adaptées aux produits étudiés, 2) la modélisation de leur stabilité via l'approche dite accelerated stability assessment program (ASAP), 3) la corrélation entre les données modélisées par ASAP et expérimentales issues de l'analyse des échantillons de stabilité. Dans un premier cas, cette approche a été appliquée à l'acide ascorbique. Une méthode par électrophorèse capillaire de zone (CZE-UV) a été développée permettant la séparation et la quantification absolue simultanée de l'acide ascorbique et ses principaux PDD en moins de 10 min. De plus, cette méthode CZE-UV a permis l'identification d'un PDD majoritaire, non observé en RP-HPLC, dont la caractérisation structurale a été effectuée par spectrométrie de masse, le tri-hydroxy-keto-valeraldehyde. La modélisation ASAP a montré une parfaite adéquation entre la stabilité prédite et les données expérimentales sur trois ans. Un hexapeptide cyclique a constitué un second cas d'étude. La méthode UPLC-MS/MS mise en oeuvre a permis l'analyse et l'identification des deux PDD majoritaires. L'évolution de leurs teneurs a été modélisée via l'approche ASAP et le modèle généré a montré une bonne adéquation entre les données expérimentales et prédites dans différentes conditions de conservation. Ces travaux de thèse ont également étudié la stabilité de l'anticorps monoclonal infliximab, par l'intermédiaire du produit de référence et deux biosimilaires approuvés pour usage thérapeutique. Une approche analytique multi-techniques a été appliquée afin de caractériser les PDD relatifs aux différents niveaux de structure de la protéine. Une méthode par UPLC-MS/MS, a été développée afin d'identifier et de déterminer le degré de déamidation et d'oxydation de plusieurs résidus d'intérêts. En parallèle, l'agrégation et la fragmentation de l'infliximab ont été évaluées de manière concomitante par SEC-UV-MALS/RI, A4F-UV-MALS/RI et DLS. Les trois types d'infliximab ont montré des niveaux relativement comparables de modifications dans les conditions initiales et lors des dégradations forcées. En simulant des conditions d'utilisation hospitalière, l'impact de la lumière, de la température et du type de poches de perfusion sur la stabilité de l'infliximab ont été évalués sur une période de 3 mois. Une modélisation ASAP avec une bonne corrélation entre données prédites et expérimentales a pu être obtenue pour les PDD issus de déamidation et de fragments de chaîne lourde/chaîne légère libres. Les résultats obtenus ont permis de démontrer la possibilité d'appliquer la modélisation ASAP pour les anticorps monoclonaux, en considérant les différentes formes de dégradation de manière indépendante. Ces travaux de thèse soulignent l'intérêt de la méthodologie appliquée pour une modélisation fine de la stabilité de différents produits pharmaceutiques, et notamment la possibilité d'appliquer cette approche à la modélisation de la stabilité de molécules complexes telles que les anticorps monoclonaux.