การพัฒนาผลิตภัณฑ์ยาใหม่โดยการปรับปรุงตัวยาสำคัญเดิมและการใช้กลยุทธ์เชิงนวัตกรรม Development of New Drug Products by Repurposing of Non-New Chemical Entities and Using Innovative Strategies
Abstract
บทคัดย่อ การพัฒนาเภสัชภัณฑ์ประสบความท้าทายและปัญหาต่าง ๆ มากมาย เช่น ตัวยาสำคัญมีค่าการละลายต่ำ การปลดปล่อยน้อย การดูดซึมต่ำ ชีวประสิทธิผลต่ำ และความไม่คงตัวของตัวยา ทำให้การออกสู่ตลาดของผลิตภัณฑ์ยาใหม่ช้าลง การพัฒนาผลิตภัณฑ์ยาใหม่สามารถเร่งรัดได้และคุณภาพของเภสัชภัณฑ์ยังได้รับการประกันโดยการใช้วิธีการพัฒนาทางเภสัชกรรมที่เรียกว่า Enhanced Approach หรือการออกแบบด้านคุณภาพ การปรับปรุงตัวยาสำคัญเดิม เช่น การทำเป็นรูปแบบใหม่ของเภสัชภัณฑ์ ระบบการให้ยาแบบใหม่ ข้อบ่งใช้หรือวัตถุประสงค์ใหม่จากตัวยาสำคัญเดิมที่ได้รับการอนุมัติอยู่ก่อนแล้ว และการใช้กลยุทธ์เชิงนวัตกรรมที่มีนาโนเทคโนโลยีเป็นฐาน เช่น สูตรตำรับที่ประกอบด้วยผลึกนาโนหรือลิโพโซม สามารถใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ยาใหม่ได้ตามการขอขึ้นทะเบียนตำรับยาใหม่ประเภท 505(b)(2) ขององค์การอาหารและยาของประเทศสหรัฐอเมริกาหรือประเภท Hybrid ขององค์การยาแห่งสหภาพยุโรป ซึ่งจะใช้ระยะเวลาในการวิจัย พัฒนา และอนุมัติสั้นกว่า สามารถลดความเสี่ยงจากการล้มเหลวของการพัฒนาเภสัชภัณฑ์ และใช้ค่าใช้จ่ายน้อยกว่า กลยุทธ์ที่ใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ยาใหม่จะต้องดำเนินการตามข้อกำหนดทางกฎหมายเพื่อให้มั่นใจว่าเภสัชภัณฑ์มีความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และคุณภาพ คำสำคัญ: การปรับปรุงตัวยาสำคัญเดิม; การพัฒนายาใหม่; การพัฒนาทางเภสัชกรรม; การขอขึ้นทะเบียนตำรับยาใหม่ประเภท 505(b)(2) Abstract Development of pharmaceutical products has been encountering several challenges and issues such as poor solubility, inadequate release, low absorption, low bioavailability, and instability of the drugs, and thus their go-to-market launches have been delayed. A new drug product development can be expedited, and its quality can be assured by utilizing the enhanced or quality by design approach. Drug repurposing (such as new dosage form, delivery system, or indication) from already approved non-new chemical entities and nanotechnology-based innovative strategies (such as nanocrystal or liposome formulations) can also be used to develop new pharmaceutical products through the US FDA 505(b)(2) new drug application pathway or the EMA Hybrid application process which take a shorter timeline, decrease failure risks, and cost less. All strategies employed in new drug product development should fulfill the regulatory requirements to ensure its safety, efficacy, and quality. Keywords: drug repurposing; new drug development, pharmaceutical development; US FDA 505(b)(2) New Drug ApplicationDownloads
References
Beg S. Design of experiments for pharmaceutical product development: Volume I : Basics and fundamental principles. Design of experiments for pharmaceutical product development. Singapore. Springer, 2021: pp.1-96.
Vallianatou T, Giaginis C, Tsantili-Kakoulidou A. The impact of physicochemical and molecular properties in drug design: navigation in the "drug-like" chemical space. Adv Exp Med Biol 2015;822:187-94.
Barich DH, Zell MT, Munson EJ. Physicochemical [roperties, formulation, and drug delivery. In: Wang B, Hu L, Siahaan TJ (eds.). Drug delivery: principles and applications, Second Edition. New Jersey. John Wiley & Sons, 2016: pp. 35-48.
Yash KRFM, Heidi MF, Daniel S, et al. Flexibility in drug product development: A perspective. Mol Pharm 2021;18(7):2455-2469.
Ferner ER, Aronson JK. Chloroquine and hydroxycholoquine in COVID-19. BMJ 2020;369:m1432.
Gottlieb RL, Vaca CE, Paredes R, et al. Early remdesivir to prevent progression to severe COVID-19 in outpatients. N Engl J Med 2022;386 305-315.
Abdulrab S, Al-Maweri S, Halboub E. Ursodeoxycholic acid as a candidate therapeutic to alleviate and/or prevent COVID-19-associated cytokine storm. Med Hypotheses 2020;143:109897. (doi: 10.1016/ j.mehy.2020.109897)
Barenholz Y. Doxil®--the first FDA-approved nano-drug: lessons learned. J Control Release 2012;160(2):117-134.
Bulbake U, Doppalapudi S, Kommineni N, Khan W. Liposomal Formulations in Clinical Use: An Updated Review. Pharmaceutics 2017; 9(2):12. (doi: 10.3390/pharmaceutics9020012)
Abdellatif AAH, Alsowinea AF. Approved and marketed nanoparticles for disease targeting and applications in COVID-19. Nanotechnol Rev 2021; 10(1):1941-1977.
Patra JK, Das G, Fraceto LF, et al. Nano based drug delivery systems: recent developments and future prospects. J Nanobiotechnol 2018; 16(1):71.
Bobo D, Robinson KJ, Islam J, Thurecht KJ, Corrie SR. Nanoparticle-based medicines: A review of FDA-approved materials and clinical trials to date. Pharm Res 2016;33(10):2373-2387.
He J, Zhang Z, Zheng X, et al. Design and evaluation of dissolving microneedles for enhanced dermal delivery of propranolol hydrochloride. Pharmaceutics 2021;13(4):579. (doi: 10.3390/pharmaceutics13040579)
Boc S, Momin MAM, Farkas DR, Longest W, Hindle M. Development and characterization of excipient enhanced growth (EEG) surfactant powder formulations for treating neonatal respiratory distress syndrome. AAPS Pharm Sci Tech 2021;22(4):136.
Varela-Fernández R, García-Otero X, Díaz-Tomé V, et al. Lactoferrin-loaded nanostructured lipid carriers (NLCs) as a new formulation for optimized ocular drug delivery. Eur J Pharm Biopharm 2022;172:144-156.
Verbaanderd C, Rooman I, Huys I. Exploring new uses for existing drugs: innovative mechanisms to fund independent clinical research. Trials 2021;22:322.
Tucker G, DeSilva B, Dressman J, et al. Current challenges and potential opportunities for the pharmaceutical sciences to make global impact: An FIP perspective. J Pharm Sci 2016;105(9):2489-2497.
Dahlin E, Nelson GM, Haynes M, Sargeant F. Success rates for product development strategies in new drug development. J Clin Pharm Ther 2016;41:198-202.
EMA. ICH guideline Q8(R2) on pharmaceutical development step 5. EMA, 2017.
Mohan TSSJ, Varma DP, Bhavyasri K, Prasad K, Mukkanti K, Jogia HA. Development and validation of piribedil in tablet dosage form by HPLC: A QbD and OFAT approach. Asian J Chem 2017;29:1113-1118.
López RR, Ocampo I, Sánchez LM, et al. Surface response based modeling of liposome characteristics in a periodic disturbance mixer. Micromachines 2020;11(3):235. (doi: https://doi.org/10.3390/ mi11030235)
Politis SN, Colombo P, Colombo G, Rekkas DM. Design of experiments (DoE) in pharmaceutical development. Drug Dev Ind Pharm 2017;43(6): 889-901.
Pramod K, Tahir MA, Charoo NA, Ansari SH, Ali J. Pharmaceutical product development: A quality by design approach. Int J Pharm Investig 2016;6(3):129-138.
Rahman Z, Charoo NA, Akhter S, Beg S, Reddy IK, Khan MA. Regulatory consideration in nanotechnology based drug products. In: Grumezescu AM (ed.). Nanoscale fabrication, optimization, scale-up and biological aspects of pharmaceutical nanotechnology. New York. Elsevier, 2017: pp.1-696.
Mizushima T. Drug discovery and development focusing on existing medicines: drug re-profiling strategy. J Biochem. 2011;149(5):499-505.
Mühlebach S. Regulatory challenges of nanomedicines and their follow-on versions: A generic or similar approach? Adv Drug Del Rev 2018;131: 122-131.
Gigliobianco MR, Casadidio C, Censi R, Di Martino P. Nanocrystals of poorly soluble drugs: Drug bioavailability and physicochemical stability. Pharmaceutics 2018;10(3):134. (doi: 10.3390/pharmaceutics10030134)
Siew A. Stretching product value through reformulation strategies. 2015. (Accessed on May 26, 2024, at https://www.pharmtech.com/view/ stretching-product-value-through-reformulation-strategies-0)
Dunne S, Shannon B, Dunne C, Cullen W. A review of the differences and similarities between generic drugs and their originator counterparts, including economic benefits associated with usage of generic medicines, using Ireland as a case study. BMC Pharmacol Toxicol 2013;14(1):1. (doi: 10.1186/2050-6511-14-1)
Al-Jazairi AS, Bhareth S, Eqtefan IS, Al-Suwayeh SA. Brand and generic medications: are they interchangeable? Ann Saudi Med 2008;28(1):33-41.
Pielenhofer J, Meiser SL, Gogoll K, et al. Quality by design (QbD) approach for a nanoparticulate imiquimod formulation as an investigational medicinal product. Pharmaceutics 2023;15(2):514. (doi: 10.3390/pharmaceutics15020514)
Struzek A-M, Scherließ R. Quality by design as a tool in the optimisation of nanoparticle preparation—A case study of PLGA nanoparticles. Pharmaceutics 2023;15(2):617. (doi: 10.3390/pharmaceutics15020617)
Cunha S, Costa CP, Moreira JN, Sousa Lobo JM, Silva AC. Using the quality by design (QbD) approach to optimize formulations of lipid nanoparticles and nanoemulsions: A review. Nanomedicine 2020;28: 102206. (doi: 10.1016/j.nano.2020.102206)
Li X, Rousseau JF, Ding Y, Song M, Lu W. Understanding drug repurposing from the perspective of biomedical entities and their evolution: Bibliographic research using aspirin. JMIR Med Inform 2020; 8(6):e16739. (doi: 10.2196/16739)
Kloner RA, Brown M, Prisant LM, Collins M. Effect of sildenafil in patients with erectile dysfunction taking antihypertensive therapy. Am J Hypertens 2001;14(1):70-73.
Albuquerque DC, Miziara LJ, Saraiva JF, Rodrigues US, Ribeiro AB, Wajngarten M. Efficacy, safety and tolerability of sildenafil in Brazilian hypertensive patients on multiple antihypertensive drugs. Int Braz J Urol 2005;31(4):342-355.
Sirijatuphat R, Manosuthi W, Niyomnaitham S, et al. Early treatment of Favipiravir in COVID-19 patients without pneumonia: a multicentre, open-labelled, randomized control study. Emerg Microbes Infect 2022;11(1):2197-2206.
Batool S, Vuthaluru K, Hassan A, et al. Efficacy and safety of favipiravir in treating COVID-19 patients: A meta-analysis of randomized control trials. Cureus 2023;15(1):e33676. (doi: 10.7759/cureus.33676)
Ye ZR, Yan CQ, Liao N, Wen SH. The effectiveness and safety of exenatide versus metformin in patients with polycystic ovary syndrome: A meta-analysis of randomized controlled trials. Reprod Sci 2023; 30(8):2349-2361.
Velazquez EM, Mendoza S, Hamer T, Sosa F, Glueck CJ. Metformin therapy in polycystic ovary syndrome reduces hyperinsulinemia, insulin resistance, hyperandrogenemia, and systolic blood pressure, while facilitating normal menses and pregnancy. Metabolism 1994;43(5):647-654.
Danesi R, Falcone A, Conte PF, Del Tacca M. Pharmacokinetic optimisation of the treatment of cancer with high dose zidovudine. Clin Pharmacokinet 1998;34(2):173-80.
Fenton DA, Wilkinson JD. Topical minoxidil in the treatment of alopecia areata. Br Med J (Clin Res Ed) 1983;287(6398):1015-1017.
Sporn MB, Dowsett SA, Mershon J, Bryant HU. Role of raloxifene in breast cancer prevention in postmenopausal women: Clinical evidence and potential mechanisms of action. Clin Ther 2004;26(6):830-840.
Firdous A, Khaleq MA, Ahmed S. A review on Optizorb technology. Int J Pharm Res Scholars 2016;5(4):113-127.
Zhang T, Li X, Xu J, Shao J, Ding M, Shi S. Preparation, characterization, and evaluation of breviscapine nanosuspension and its freeze-dried powder. Pharmaceutics 2022;14(5):923. (doi: 10.3390/ pharmaceutics14050923)
Li J, Fu Q, Liu X, Li M, Wang Y. Formulation of nimodipine nanocrystals for oral administration. Arch Pharm Res 2016;39(2):202-212.
Gambhire MN, Ambade KW, Kurmi SD, Kadam VJ, Jadhav KR. Development and in vitro evaluation of an oral floating matrix tablet formulation of diltiazem hydrochloride. AAPS Pharm Sci Tech 2007;8(3): E73. (doi: 10.1208/pt0803073)
Varasteghan H, Shokri J, Asnaashari S, Javadzadeh Y. Formulation and evaluation of novel bilayer floating and sustained release drug delivery system of diltiazem HCl. Int J Drug Dev Res 2019;11(1):1-3.
Poliwoda S, Noor N, Jenkins JS, et al. Buprenorphine and its formulations: a comprehensive review. Health Psychol Res 2022;10(3): 37517. (doi: 10.52965/001c.37517)
Shulman M, Wai JM, Nunes EV. Buprenorphine treatment for opioid use disorder: An overview. CNS Drugs 2019;33(6):567-580.
Soluri A, Hui A, Jones L. Delivery of ketotifen fumarate by commercial contact lens materials. Optom Vis Sci 2012;89(8):1140-1149.
Pall B, Mahadevan S, Alli A, Yi F, Gomes P. Ex vivo analysis of ketotifen content in an antihistamine-eluting contact lens worn up to 5 hours. Ther Deliv 2023;14(7):407-417.
Ono J, Toshida H. Use of ketotifen fumarate-eluting daily disposable soft contact lens in management of ocular allergy: Literature review and report of two cases. Cureus 2022;14(7):e27093. (doi: 10.7759/cureus. 27093)
Shin SH, Lee HS, Kim YS, et al. Clinical usefulness of hydromorphone-OROS in improving sleep disturbances in Korean cancer patients: A multicenter, prospective, open-label study. Cancer Res Treat 2014; 46(4):331-338.
Wallace M, Rauck RL, Moulin D, Thipphawong J, Khanna S, Tudor IC. Once-daily OROS hydromorphone for the management of chronic nonmalignant pain: a dose-conversion and titration study. Int J Clin Pract 2007;61(10):1671-1676.
Tung YC, Hsu TJ, Lin CP, et al. Efficacy and safety outcomes of one generic nifedipine versus ADALAT long-acting nifedipine for hypertension management. J Clin Hypertens 2020;22(12):2296-2305.
Ueng KC, Ningling S, El Maksod A, Hung KY, Yuehui Y. Efficacy and tolerability of long-acting nifedipine GITS/OROS monotherapy or combination therapy in hypertensive patients: results of a 12-week international, prospective, multicentre, observational study. Clin Drug Investig 2011;31(9):631-642.
Feero WG. Introducing “Genomics and Precision Health”. JAMA 2017;317(18):1842-1843.
Dugger S, Platt A, Goldstein D. Drug development in the era of precision medicine. Nat Rev Drug Discov 2018;17:183-196.
Fornaguera C, García-Celma MJ. Personalized nanomedicine: A revolution at the nanoscale. J Pers Med 2017;7(4):12. (doi: 10.3390/ jpm7040012)
Chen G, Xua Y, Kwoka PCL, Kang L. Pharmaceutical applications of 3D printing. Addit Manuf 2020:101209. (doi: https://doi.org/10.1016/ j.addma.2020.101209)
Reddy CV, Veeranna B, Venkatesh MP, Kumar P. First FDA approved 3D printed drug paved new path for increased precision in patient care. Appl Clin Res Clin Trials Reg Affairs 2020;7:93-103(11). (doi: 10.2174/ 2213476X07666191226145027)
Altascientist. Hybrid medicines and 505(B)(2) NDA approval pathways. AltaScientist Sci J 2022;6:1-8.
Zhang P, Patel P, Winston NR. Federal medication development regulation. 2022. (Accessed on May 26, 2023, at https://www.ncbi.nlm. nih.gov/books/NBK574558/)
Hernandez JJ, Pryszlak M, Smith L, et al. Giving drugs a second chance: Overcoming regulatory and financial hurdles in repurposing approved drugs as cancer therapeutics. Front Oncol 2017;7:273. (doi: 10.3389/ fonc.2017.00273)
Downloads
Published
Issue
Section
License
ลิขสิทธิ์ (Copyright)
ต้นฉบับที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนี้ถือเป็นสิทธิ์ของไทยเภสัชศาสตร์และวิทยาการสุขภาพ การนำข้อความใด ๆ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งหรือทั้งหมดของต้นฉบับไปตีพิมพ์ใหม่จะต้องได้รับอนุญาตจากเจ้าของต้นฉบับและวารสารก่อน
ความรับผิดชอบ (Responsibility)
ผลการวิจัยและความคิดเห็นที่ปรากฏในบทความเป็นความรับผิดชอบของผู้นิพนธ์ ทั้งนี้ไม่รวมความผิดพลาดอันเกิดจากเทคนิคการพิมพ์
