In vitro-in vivo Pharmacokinetic correlation model for quality assurance of antiretroviral drugs.

INTRODUCTION: The in vitro-in vivo pharmacokinetic correlation models (IVIVC) are a fundamental part of the drug discovery and development process. The ability to accurately predict the in vivo pharmacokinetic profile of a drug based on in vitro observations can have several applications during a successful development process. OBJECTIVE: To develop a comprehensive model to predict the in vivo absorption of antiretroviral drugs based on permeability studies, in vitro and in vivo solubility and demonstrate its correlation with the pharmacokinetic profile in humans. METHODS: Analytical tools to test the biopharmaceutical properties of stavudine, lamivudine y zidovudine were developed. The kinetics of dissolution, permeability in caco-2 cells and pharmacokinetics of absorption in rabbits and healthy volunteers were evaluated. RESULTS: The cumulative areas under the curve (AUC) obtained in the permeability study with Caco-2 cells, the dissolution study and the pharmacokinetics in rabbits correlated with the cumulative AUC values in humans. These results demonstrated a direct relation between in vitro data and absorption, both in humans and in the in vivo model. CONCLUSIONS: The analytical methods and procedures applied to the development of an IVIVC model showed a strong correlation among themselves. These IVIVC models are proposed as alternative and cost/effective methods to evaluate the biopharmaceutical properties that determine the bioavailability of a drug and their application includes the development process, quality assurance, bioequivalence studies and pharmacosurveillance.

INTRODUCCIÓN: Los modelos de correlación In vitro-in vivo (IVIVC) son parte integral del proceso de investigación y desarrollo de fármacos. La capacidad de predecir con exactitud el perfil in vivo a partir de las observaciones in vitro tiene diversas aplicaciones durante el desarrollo exitoso de una formulación. OBJETIVO: Desarrollar un modelo integral para predecir la absorción in vivo de fármacos antirretrovirales con base en estudios de permeabilidad, solubilidad in vitro e in vivo y demostrar su correlación con la farmacocinética en humanos. MÉTODOS: Se desarrollaron y validaron las técnicas bioanalíticas para valorar las propiedades biofarmacéuticas de Estavudina, Lamivudina y Zidovudina. Se evaluó las cineticas de disolución, la permeabilidad en monocapas celulares Caco-2 y la farmacocinética de absorción in vivo en conejos y voluntarios sanos. RESULTADOS: Los valores de AUC acumulados en el sistema de células Caco-2, en la disolución y en el modelo animal, fueron correlacionados con los valores de AUC acumulados en el humano. Con lo anterior se demostró una relación directamente proporcional entre los resultados in vitro con respecto a los obtenidos en la fase de absorción tanto en el humano como en el modelo animal. CONCLUSIONES: Los métodos analíticos y procedimientos aplicados en la IVIVC demostraron las correspondencias directas entre sí, con altos niveles de correlación. Se proponen estos modelos IVIVC como métodos alternativos costo/efectivos para la valoración de las propiedades biofarmacéuticas que determinan la biodisponibilidad, en el desarrollo de productos, en el aseguramiento de la calidad y como pruebas de bioequivalencia en los programas de farmacovigilancia.

In vitro-in vivo Pharmacokinetic correlation model for quality assurance of antiretroviral drugs / Modelo de correlación farmacocinético in vitro-in vivo para el aseguramiento de la calidad de medicamentos antirretrovirales

Introduction: The in vitro-in vivo pharmacokinetic correlation models (IVIVC) are a fundamental part of the drug discovery and development process. The ability to accurately predict the in vivo pharmacokinetic profile of a drug based on in vitro observations can have several applications during a successful development process. Objective: To develop a comprehensive model to predict the in vivo absorption of antiretroviral drugs based on permeability studies, in vitro and in vivo solubility and demonstrate its correlation with the pharmacokinetic profile in humans. Methods: Analytical tools to test the biopharmaceutical properties of stavudine, lamivudine y zidovudine were developed. The kinetics of dissolution, permeability in caco-2 cells and pharmacokinetics of absorption in rabbits and healthy volunteers were evaluated. Results: The cumulative areas under the curve (AUC) obtained in the permeability study with Caco-2 cells, the dissolution study and the pharmacokinetics in rabbits correlated with the cumulative AUC values in humans. These results demonstrated a direct relation between in vitro data and absorption, both in humans and in the in vivo model. Conclusions: The analytical methods and procedures applied to the development of an IVIVC model showed a strong correlation among themselves. These IVIVC models are proposed as alternative and cost/ effective methods to evaluate the biopharmaceutical properties that determine the bioavailability of a drug and their application includes the development process, quality assurance, bioequivalence studies and pharmacosurveillance.

Introducción: Los modelos de correlación In vitro-in vivo (IVIVC) son parte integral del proceso de investigación y desarrollo de fármacos. La capacidad de predecir con exactitud el perfil in vivo a partir de las observaciones in vitro tiene diversas aplicaciones durante el desarrollo exitoso de una formulación. Objetivo: Desarrollar un modelo integral para predecir la absorción in vivo de fármacos antirretrovirales con base en estudios de permeabilidad, solubilidad in vitro e in vivo y demostrar su correlación con la farmacocinética en humanos. Métodos: Se desarrollaron y validaron las técnicas bioanalíticas para valorar las propiedades biofarmacéuticas de Estavudina, Lamivudina y Zidovudina. Se evaluó las cineticas de disolución, la permeabilidad en monocapas celulares Caco-2 y la farmacocinética de absorción in vivo en conejos y voluntarios sanos. Resultados: Los valores de AUC acumulados en el sistema de células Caco-2, en la disolución y en el modelo animal, fueron correlacionados con los valores de AUC acumulados en el humano. Con lo anterior se demostró una relación directamente proporcional entre los resultados in vitro con respecto a los obtenidos en la fase de absorción tanto en el humano como en el modelo animal. Conclusiones: Los métodos analíticos y procedimientos aplicados en la IVIVC demostraron las correspondencias directas entre sí, con altos niveles de correlación. Se proponen estos modelos IVIVC como métodos alternativos costo/efectivos para la valoración de las propiedades biofarmacéuticas que determinan la biodisponibilidad, en el desarrollo de productos, en el aseguramiento de la calidad y como pruebas de bioequivalencia en los programas de farmacovigilancia.

Biowaiver monographs for immediate-release solid oral dosage forms: stavudine.

Literature data relevant to the decision to allow a waiver of in vivo bioequivalence (BE) testing for the approval of immediate-release (IR) solid oral dosage forms containing stavudine (d4T) are reviewed. According to Biopharmaceutics Classification System (BCS), d4T can be assigned to BCS class I. No problems with BE of IR d4T formulations containing different excipients and produced by different manufacturing methods have been reported and, hence, the risk of bioinequivalence caused by these factors appears to be low. Furthermore, d4T has a wide therapeutic index. It is concluded that a biowaiver is appropriate for IR solid oral dosage forms containing d4T as the single active pharmaceutical ingredient (API) provided that (a) the test product contains only excipients present in the IR d4T drug products that have been approved in a number of countries for the same dosage form, and (b) both test product and its comparator are either "very rapidly dissolving" or "rapidly dissolving" with similarity of dissolution profiles demonstrated at pH 1.2, 4.5, and 6.8.