Contaminação por peptidoglicano na fabricação farmacêutica

Peptidoglicano, também conhecido como mureína, é um heteropolímero.  É constituído por um esqueleto de carboidratos de N-acetilglucosamina e ácido N-acetilmurâmico alternados; além disso, o ácido N-acetilmurâmico está reticulado com peptídeos. O peptidoglicano é um componente importante da parede celular da maioria das bactérias. No entanto, seu conteúdo é maior nas paredes bacterianas gram-positivas do que nas gram-negativas, pois representa 40% do peso total das paredes bacterianas gram-positivas, mas apenas 1%–10% do peso total das paredes bacterianas gram-negativas.

Papéis fisiológicos e patogenéticos do peptidoglicano

O peptidoglicano desempenha um papel fundamental na manutenção da integridade celular das bactérias sem afetar negativamente seu crescimento e divisão. Contudo, também é um pirogênio, o que significa que pode causar febre se entrar em contato com a corrente sanguínea. Os efeitos pirogênicos do peptidoglicano podem ser atribuídos às suas ações pró-inflamatórias e imunomoduladoras e à sua capacidade de provocar respostas imunes. Em termos de seus efeitos pirogênicos, o peptidoglicano se assemelha à endotoxina; no entanto, o efeito pirogênico do peptidoglicano é  menos potente do que o da endotoxina em várias ordens de magnitude.

Riscos da contaminação por peptidoglicano na fabricação farmacêutica

A contaminação de produtos farmacêuticos administrados parenteralmente com pirogênios, incluindo peptidoglicano, pode ter graves consequências para a saúde. Embora técnicas assépticas sejam empregadas na fabricação farmacêutica, existem várias fontes possíveis de contaminação. Elas incluem o ar, água ou drenagem; o equipamento de fabricação; recipientes de produtos; e operações de pessoal.¹

Notavelmente, muitos procedimentos de esterilização podem não ser suficientes para eliminar completamente os pirogênios. Considerando o peptidoglicano em particular, ele pode ser preservado como um componente celular, mesmo após a esterilização por calor. Além disso, se houver lise celular bacteriana, os polímeros de peptidoglicano podem passar por um filtro de grau de esterilização.²

Peritonite asséptica causada por contaminação por peptidoglicano de dialisato contendo icodextrina

Um dos exemplos mais proeminentes dos riscos associados à contaminação de produtos farmacêuticos por peptidoglicano foi um aumento de quase 10vezes nos casos de peritonite asséptica relatados em 2002. Isso levou a um recall voluntário de várias centenas de lotes de produção/ de solução de diálise contendo icodextrina, com vários milhares de unidades em cada lote. Uma investigação subsequente concluiu que a contaminação por peptidoglicano da solução de diálise foi a causa do aumento do risco de peritonite asséptica.³

Decidindo quando testar a contaminação por peptidoglicano

Uma vez que o peptidoglicano exibe efeitos pirogênicos em concentrações relativamente altas, correspondendo a uma alta carga biológica pré-esterilização, foi sugerido que tal contaminação seria detectada pelos programas de controle de carga biológica GMP das organizações individuais.⁴ Portanto, a decisão de realizar o teste específico para peptidoglicano é geralmente tomada após uma avaliação de risco realizado por cada organização. No entanto, o teste de endotoxina é realizado rotineiramente para todos os produtos farmacêuticos parenterais. Portanto, se forem feitas modificações nos testes de pirogênio, deve-se sempre garantir que não apenas o peptidoglicano, mas também a endotoxina, sejam avaliados.

Fontes de literatura

1. Vannefors C. Detection and removal of endotoxin in nanomaterial preparations. Umea University. 2022.
2. Sandle T, Robert L. Evaluating Pyrogen Contamination Risk and the Need for the MAT in Pharmaceutical Processing. Rapid Microbiology. 10 May, 2021.
3. Martis L, Patel M, Giertych J, Mongoven J, Taminne M, Perrier MA, Mendoza O, Goud N, Costigan A, Denjoy N, Verger C, Owen WF Jr. Aseptic peritonitis due to peptidoglycan contamination of pharmacopoeia standard dialysis solution. Lancet. 2005;365(9459):588–594.
4. Akers JA, Duguld J, Gross D, Hussong D, McCullough K, Mello R, Tidswell E, Tirumalai R. Functional Challenges for Alternative Bacterial Endotoxins Tests. Part 4: Beyond Recombinant Reagents Introduction. American Pharmaceutical Review. January 21, 2022.