Utilização do método alternativo in vitro em substituição ao método in vivo na detecção de pirogênio para produtos injetáveis

Pyrogens are substances capable of inducing mild reactions such as fever or severe systemic reactions that can lead to death. Injectable products need to be free of pyrogens when released by the quality control of the pharmaceutical industries, to meet good manufacturing practices. Currently there are 3 types of tests for pyrogen detection, the Monocyte Activation Test, the Bacterial Endotoxin Test and the Pyrogen Test in Rabbits, which is widely used in the release of injectable products. However, the pyrogen test in rabbits requires the use of many animals and cannot be used in certain substances such as anti-inflammatory drugs. The alternative method of bacterial endotoxin testing is not able to detect other pyrogens such as products of the metabolism of fungi, viruses and gram-positive bacteria. The Monocytes Activation Test is an alternative method that covers a wide range of pyrogens, can be used on a large scale for the release of injectable products and is more sensitive because it uses human blood as substrate. This study aimed to evaluate the applicability of the use of the monocytes activation test in place of the pyrogen test in rabbits used in biological quality control in the release of batches of injectable products produced by the Butantan Institute.

Pirogênios são substâncias capazes de induzir reações leves como febre ou reações sistêmicas severas que podem levar à morte. Os produtos injetáveis necessitam ser livres de pirogênios quando da sua liberação pelo controle de qualidade das indústrias farmacêuticas, para atender as Boas Práticas de Fabricação. Atualmente existem 3 tipos de testes para detecção de pirogênio, o teste de Ativação de Monócitos, o Teste de Endotoxina Bacteriana e o Teste de Pirogênio em Coelhos, sendo esse amplamente empregado na liberação dos produtos injetáveis. Porém, o teste de pirogênio em coelhos é um teste que demanda a utilização de muitos animais e não pode ser usado em determinadas substâncias como antinflamatórios. O método alternativo de teste de endotoxina bacteriana não é capaz de detectar outros pirogênios como os produtos do metabolismo de fungos, vírus e bactérias gram-positivas. Já o teste de Ativação de Monócitos é um método alternativo que abrange uma ampla gama de pirogênios, pode ser usado em grande escala para liberação dos produtos injetáveis e é mais sensível, pois utiliza como substrato sangue humano. Este trabalho teve como objetivo avaliar a aplicabilidade da utilização do teste de ativação de monócitos em substituição ao teste de pirogênio em coelhos empregado no Controle Qualidade Biológico na liberação dos lotes dos produtos injetáveis produzidos pelo Instituto Butantan.

Avaliação do Teste de Ativação de Monócitos (MAT) para a detecção de pirógenos em Vacina Zika Inativada experimental

Injectable products including vaccines must be safe and pyrogen free. Pyrogens are molecules that once recognized by immune system can result in inflammatory responses of IL-1β e IL-6 cytokines release, leading to fever. In order to reduce number of laboratory animals, this study aimed to evaluate Monocyte Activation Test (MAT) efficiency at pyrogen detection in Zika Vaccine. The test was performed with PyroDetect System Merck Millipore, according supplier instructions. Zika vaccine was tested pure and diluted at 1/10, 1/20 and 1/40. Pyrogen recovery was tested by using spiked and non-spiked samples. After incubation with human cryopreserved blood Cryoblood® 16-18h, 37°C and CO2 5%, the incubation mixture blood and samples was collected to quantify IL-1β levels by ELISA. The results indicate low cytokine levels at tested samples, including spiked samples. This suggests vaccine had some interferers that might hinder the monocytes response. Furthermore, standard curves resulted lower absorbance values than expected, which would lead to misestimated endotoxin concentration in the samples. To assess test accuracy the calculated endotoxin recovery must be between 80 and 120% of spiked endotoxin. The results demonstrated variable recovery to same endotoxin concentration. We concluded this test seemed instable and it did not comply with accuracy and reproducibility parameters, for Zika Vaccine in the tested condition.

As vacinas, bem como todas as formulações injetáveis para uso humano, devem ser seguras e livres de pirogênio. Os pirógenos podem ser descritos como substâncias que, quando reconhecidas pelo sistema imune inato, desencadeiam respostas inflamatórias que resultam na liberação de citocinas, como IL-1β e IL-6, e podem ocasionar diversos sintomas, entre eles a febre. Com o intuito de substituir o uso de coelhos, esse estudo buscou verificar a eficiência do Teste de Ativação de Monócitos (MAT) para sua validação analítica na detecção de pirógenos, lipopolissacarídeos (LPS) e ácido lipoteicóico (LTA), no concentrado da Vacina Zika Inativada através da quantificação do mediador inflamatório IL-1β. Para isso, foi utilizado o PyroDetect System Merck Millipore, seguindo as orientações do fabricante. O concentrado da vacina Zika foi testado puro e em diluições de 1/10, 1/20 e 1/40, com e sem a contaminação por LPS ou LTA. As amostras foram incubadas com sangue humano criopreservado Cryoblood® – Kit PyroDetect por 16-18h a 37oC e, em seguida, foi realizado um ensaio de ELISA para quantificar os níveis de IL-1β liberados no sobrenadante. Os resultados dos testes indicaram baixos níveis de detecção de IL-1β nas diluições testadas, inclusive nas amostras que foram contaminadas por endotoxina. Esses resultados sugerem que a vacina Zika possa ter algum componente que cause interferência no teste. Além disso, verificou-se menor liberação de IL-1β nos ensaios do que o esperado, o que poderia levar a resultados superestimados da concentração de endotoxina nas amostras. Para determinar a exatidão do teste, foram calculadas as taxas de recuperação de endotoxina para cada ensaio, e estas deveriam estar em uma faixa entre 80 e 120% para a validação. No entanto, os resultados demonstraram taxas de recuperação fora da faixa esperada. Sendo assim, concluímos que os parâmetros de exatidão, precisão e reprodutibilidade não foram atingidos para a Vacina Zika nas condições testadas.

Métodos alternativos para a detecção de pirogênios em produtos e ambientes sujeitos a Vigilância Sanitária: avanços e perspectivas no Brasil a partir do reconhecimento internacional do Teste de Ativação de Monócitos / Alternative methods for the detection of pyrogens in products and environment subject to public health surveillance: advances and perspectives in Brazil based on the international recognition of the Monocyte Activation Test

Introduction: The detection of pyrogens is essential for the quality control of injectable products. The Rabbit Pyrogen Test remains widely used, despite the existence of alternative methods such as the Monocyte Activation Test (MAT). Objective: To review the use of alternative methods for pyrogen testing, pointing out advances and perspectives from the recognition of MAT by the European pharmacopoeia and its acceptance for regulatory purposes in Brazil. Method: A search was performed on the PubMed and BVS databases, with further classification, categorization by topic and critical analysis of the results. Results: Twenty-four papers were identified, addressing topics such as applications of MAT, its validation and comparisons with in vivo tests. MAT presented better results when compared to other tests, both in the evaluation of biological products and in the detection of non-endotoxin pyrogens. Limitations to diffusion include difficulties in obtaining whole human blood as a source of monocytes, for which several alternatives have been proposed. Conclusions: MAT is a promising method, with application in safety evaluation of new technologies. Its application in Brazil depends on a national implementation policy, which might include greater integration between BraCVAM, Concea and RENAMA in search for its recognition for regulatory purposes.

Introdução: A detecção de pirogênios é imprescindível no controle da qualidade de produtos injetáveis. O Teste de Pirogênio em coelhos ainda tem larga aplicação, apesar da existência de métodos alternativos como o Teste de Ativação de Monócitos (MAT). Objetivo: Revisar o uso dos métodos alternativos no teste de pirogênio, apontando avanços e perspectivas a partir do reconhecimento do MAT pela Farmacopeia Europeia e sua aceitação para fins regulatórios no Brasil. Método: Uma busca foi realizada nas bases PubMed e BVS, com posterior classificação, categorização por assuntos e análise crítica dos resultados. Resultados: Foram identificados 24 trabalhos, abordando temas como as aplicações do MAT, sua validação e comparação com testes in vivo. O MAT apresentou melhores resultados quando comparado a outros testes, tanto na avaliação de produtos biológicos como na detecção de pirogênios não-endotoxinas. Limitações para sua difusão incluem a dificuldade de obtenção de sangue total humano como fonte de monócitos, para o qual diversas alternativas têm sido propostas. Conclusões: O MAT se mostra um método promissor, com aplicação na avaliação da segurança de novas tecnologias. Sua aplicação no Brasil depende de uma política nacional de implantação, que inclua maior Integração entre BraCVAM, Concea e RENAMA na busca por seu reconhecimento para fins regulatórios.