Ghent University Academic Bibliography

Advanced

Functional quality analytics of peptide drugs: the obestatin case

Valentijn Vergote UGent (2010)
abstract
Het peptide-onderzoek heeft tijdens de laatste eeuw een lange weg afgelegd. Sinds het begin van het nieuwe millennium kent de zoektocht naar nieuwe bioactieve peptiden en hun verdere ontwikkeling tot geneesmiddelen een versnelde groei. Dit proefschrift is bedoeld als ondersteuning van deze onderzoeken waarbij een passende oplossing wordt geboden voor een aantal veel voorkomende problemen met betrekking tot de functionele kwaliteit van peptiden. In een eerste hoofdstuk werd de noodzaak van een grondige kwaliteitscontrole van synthetische peptiden aangetoond. Na analyse van een twaalftal commercieel beschikbare obestatine peptiden, bleek immers dat twee derden van de producten ongeschikt was voor in vitro en in vivo experimenten. Op basis van deze analyseresultaten bestaat er ernstige twijfel over de initiële bevindingen met betrekking tot de werking van obestatine zoals deze werden bekomen door de ontdekker van dit peptide. Een volgende hoofdstuk geeft een uitgebreide analytische karakterisatie van gejodeerde peptiden, die werden bekomen door toepassing van verschillende joderings-technieken op een aantal model peptiden (inclusief obestatine). Complexe mengsels kunnen hierbij worden bekomen die afhankelijk van de omstandigheden een verschil in functionaliteit kunnen hebben ten opzichte van de oorspronkelijke molecule. In een derde hoofdstuk wordt het belangrijke peptide-inherente probleem van metabole stabiliteit behandeld. Hiervoor werd een in vitro test ontwikkeld die zowel kinetiek, metabolietenprofilering als een screening van de doeltreffendheid van protease-inhibitoren toelaat. Deze test werd succesvol toegepast op obestatine, alsook op kationische antimicrobiële tripeptiden. De invloed van verschillende factoren op de uitkomst van functionele testen met peptiden werd onderzocht in een vierde hoofdstuk. Met name de receptor ligand bindingstest werd bestudeerd als twee verschillende stappen: (1) incubatie en (2) filtratie. Tevens werden biochemische verschillen aangetoond tussen obestatine en de verschillende afgeleide gejodeerde derivaten. Een laatste hoofdstuk is een kritische bespreking van de kwaliteitsspecificaties zoals deze momenteel worden toegepast voor peptide-geneesmiddelen. Zowel tussen de verschillende farmacopees onderling als binnen eenzelfde farmacopee werden betekenisvolle verschillen aangetroffen. Tevens werd opgemerkt dat sommige testen niet (meer) relevant zijn met het oog op het garanderen van productveiligheid en -doeltreffendheid, daar waar de noodzaak van sommige bijkomende kwaliteitsattributen werd aangetoond.
Peptide research has come a long way in the last century. Since the turn of the millennium, the discovery of new bioactive peptides and their further development towards drugs rapidly grew into being one of the most promising fields in the drug research arena. This thesis is intended to explore and tackle a selection of functional quality issues of these peptide drugs, hampering high-throughput functional screening and further development toward viable drug candidates. In a first chapter, the necessity of a thorough quality control on synthetic peptides was demonstrated: after analysis of thirteen commercially available obestatin synthetic peptides, the quality of two-thirds of these products was considered to be insufficient for in vitro and in vivo experiments. These findings undoubtedly explain at least partly the divergent conclusions reported in literature about the observed activity of obestatin. A second chapter describes a detailed analytical characterisation of iodinated peptides resulting from application of different iodination techniques on a number of model peptides (including obestatin). Complex mixtures were obtained, which (depending upon the reaction conditions) can demonstrate differences in functionality with reference to the original molecule. In a third chapter, the important peptide-inherent problem of metabolic stability is investigated. For this purpose, an in vitro methodology was developed which allows for kinetics, profiling of metabolites and screening of protease inhibitor efficacy. This test was successfully applied onto obestatin as well as cationic antimicrobial tripeptides. The influence of several factors onto the outcome of functional testing involving peptides was investigated in a fourth chapter. The receptor ligand binding assay was studied using experimental designs in two steps: (1) incubation and (2) filtration. Additionally, biochemical differences were demonstrated between obestatin and its different iodinated derivatives. In a last chapter, currently applied quality specifications of peptide drugs are reviewed. In spite of the excellent work by ICH, pharmacopoeial peptide monographs are barely harmonized yet. Additionally, the quality specifications described therein are not always consistent within a single pharmacopoeia. The relevance of some (outdated) tests as part of the quality assurance to ensure product safety and efficacy is questionable. Also, the necessity of supplementary tests was demonstrated.
Please use this url to cite or link to this publication:
author
promoter
UGent and UGent
organization
year
type
dissertation (monograph)
subject
pages
212 pages
publisher
Ghent University. Faculty of Pharmaceutical Sciences
place of publication
Ghent, Belgium
defense location
Gent : Farmaceutisch Instituut (auditorium I)
defense date
2010-02-08 18:00
ISBN
9789490695088
language
English
UGent publication?
yes
classification
D1
additional info
dissertation in parts contains copyrighted material
copyright statement
I have transferred the copyright for this publication to the publisher
id
859063
handle
http://hdl.handle.net/1854/LU-859063
date created
2010-02-11 16:22:40
date last changed
2010-02-25 12:14:09
@phdthesis{859063,
  abstract     = {Het peptide-onderzoek heeft tijdens de laatste eeuw een lange weg afgelegd. Sinds het begin van het nieuwe millennium kent de zoektocht naar nieuwe bioactieve peptiden en hun verdere ontwikkeling tot geneesmiddelen een versnelde groei. Dit proefschrift is bedoeld als ondersteuning van deze onderzoeken waarbij een passende oplossing wordt geboden voor een aantal  veel voorkomende problemen met betrekking tot de functionele kwaliteit van peptiden.
In een eerste hoofdstuk werd de noodzaak van een grondige kwaliteitscontrole van synthetische peptiden aangetoond. Na analyse van een twaalftal commercieel beschikbare obestatine peptiden, bleek immers dat twee derden van de producten ongeschikt was voor in vitro en in vivo experimenten. Op basis van deze analyseresultaten bestaat er ernstige twijfel over de initi{\"e}le bevindingen met betrekking tot de werking van obestatine zoals deze werden bekomen door de ontdekker van dit peptide.
Een volgende hoofdstuk geeft een uitgebreide analytische karakterisatie van gejodeerde peptiden, die werden bekomen door toepassing van verschillende joderings-technieken op een aantal model peptiden (inclusief obestatine). Complexe mengsels kunnen hierbij worden bekomen die afhankelijk van de omstandigheden een verschil in functionaliteit kunnen hebben ten opzichte van de oorspronkelijke molecule.
In een derde hoofdstuk wordt het belangrijke peptide-inherente probleem van metabole stabiliteit behandeld. Hiervoor werd een in vitro test ontwikkeld die zowel kinetiek, metabolietenprofilering als een screening van de doeltreffendheid van protease-inhibitoren toelaat. Deze test werd succesvol toegepast op obestatine, alsook op kationische antimicrobi{\"e}le tripeptiden.
De invloed van verschillende factoren op de uitkomst van functionele testen met peptiden werd onderzocht in een vierde hoofdstuk. Met name de receptor ligand bindingstest werd bestudeerd als twee verschillende stappen: (1) incubatie en (2) filtratie. Tevens werden biochemische verschillen aangetoond tussen obestatine en de verschillende afgeleide gejodeerde derivaten.
Een laatste hoofdstuk is een kritische bespreking van de kwaliteitsspecificaties zoals deze momenteel worden toegepast voor peptide-geneesmiddelen. Zowel tussen de verschillende farmacopees onderling als binnen eenzelfde farmacopee werden betekenisvolle verschillen aangetroffen. Tevens werd opgemerkt dat sommige testen niet (meer) relevant zijn met het oog op het garanderen van productveiligheid en -doeltreffendheid, daar waar de noodzaak van sommige bijkomende kwaliteitsattributen werd aangetoond.},
  author       = {Vergote, Valentijn},
  isbn         = {9789490695088},
  language     = {eng},
  pages        = {212},
  publisher    = {Ghent University. Faculty of Pharmaceutical Sciences},
  school       = {Ghent University},
  title        = {Functional quality analytics of peptide drugs: the obestatin case},
  year         = {2010},
}

Chicago
Vergote, Valentijn. 2010. “Functional Quality Analytics of Peptide Drugs: The Obestatin Case”. Ghent, Belgium: Ghent University. Faculty of Pharmaceutical Sciences.
APA
Vergote, V. (2010). Functional quality analytics of peptide drugs: the obestatin case. Ghent University. Faculty of Pharmaceutical Sciences, Ghent, Belgium.
Vancouver
1.
Vergote V. Functional quality analytics of peptide drugs: the obestatin case. [Ghent, Belgium]: Ghent University. Faculty of Pharmaceutical Sciences; 2010.
MLA
Vergote, Valentijn. “Functional Quality Analytics of Peptide Drugs: The Obestatin Case.” 2010 : n. pag. Print.