Comprender la diferencia entre las pruebas de esterilidad, carga biológica, pirógenos y endotoxinas bacterianas
Para garantizar la seguridad de los pacientes, los medicamentos parenterales y los dispositivos médicos deben estar libres de contaminación tanto por microorganismos vivos como por pirógenos, incluidas las endotoxinas. Por consiguiente, sus procesos de fabricación deben cumplir con estrictos requisitos normativos y de control de calidad. Las pruebas de carga biológica, pirógenos y endotoxinas son herramientas importantes para el desarrollo y la fabricación de medicamentos parenterales y dispositivos médicos estériles y libres de pirógenos. Sin embargo, existen claras diferencias entre los conceptos de esterilidad, carga biológica y pruebas de pirógenos y endotoxinas.
La esterilidad hace referencia a un estado en el que todos los microorganismos vivos, incluyendo bacterias, virus y hongos, han sido eliminados o inactivados de un producto o entorno. Los medicamentos parenterales y los dispositivos médicos deben ser estériles (libres de cualquier microorganismo vivo). Para lograr este objetivo, pueden someterse a un proceso de esterilización (eliminación de microorganismos), que puede incluir esterilización en autoclave, esterilización por calor seco, filtración, irradiación gamma o esterilización con óxido de etileno. Al esterilizar productos sensibles al calor, se deben tomar precauciones para evitar daños inducidos por el calor durante la esterilización. En esos casos, se puede recurrir a la filtración y a un entorno de sala limpia (sala blanca o ambiente controlado). Las salas limpias están diseñadas para minimizar el riesgo de contaminación y mantener una temperatura, unos niveles de partículas y una humedad controlados.
La prueba de incubación de 14 días se considera el método de referencia para las pruebas de esterilidad. Sin embargo, tiene limitaciones, como su prolongado tiempo de espera y los posibles falsos positivos para productos celulares. Los métodos alternativos para las pruebas de esterilidad pueden ayudar a resolver estos problemas. En particular, una alternativa de esterilidad de un día sería ideal para muchos productos que actualmente se distribuyen «con riesgo».
En cambio, el concepto de carga biológica indica el número de microorganismos viables presentes en un producto o entorno no estéril antes de la esterilización. La evaluación de la carga biológica de un producto permite a los científicos valorar la eficacia de una esterilización posterior. La esterilización garantiza la eliminación de los microorganismos viables de un producto o entorno. Sin embargo, la esterilización puede no ser suficiente para eliminar los pirógenos, incluidas las endotoxinas, que son muy resistentes al calor.
Los pirógenos son moléculas que, si entran en contacto con el torrente sanguíneo de una persona, pueden causar fiebre, inflamación e incluso shock séptico. Las endotoxinas bacterianas, que son lipopolisacáridos que se encuentran en la membrana externa de las bacterias gramnegativas, son pirógenos especialmente potentes. Son liberadas principalmente por las bacterias gramnegativas durante la lisis celular y pueden provocar reacciones adversas graves si pasan al torrente sanguíneo. Sin embargo, también existen pirógenos no endotóxicos, como los peptidoglicanos y el ácido lipoteicoico de las bacterias gram-positivas y los glucanos y mananos de los hongos.
Debido a la alta resistencia al calor de los pirógenos, su eliminación puede resultar muy difícil. El proceso de eliminación de pirógenos se conoce como despirogenización y puede incluir procedimientos como la esterilización por calor seco, la filtración o la inactivación química. En el caso de los productos líquidos que no se pueden despirogenizar fácilmente, es imprescindible fabricarlos en un entorno libre de pirógenos.
Los métodos de prueba para la identificación de la contaminación por pirógenos, incluida la contaminación por endotoxinas bacterianas, deben cumplir con las normas estrictas de las agencias reguladoras.
Algunos métodos de ensayo detectan tanto endotoxinas como pirógenos no endotóxicos. Históricamente, el ensayo de pirógenos en conejos fue el primero en introducirse para la detección de pirógenos, pero presenta deficiencias, entre ellas su variabilidad, su sensibilidad limitada y problemas relacionados con el bienestar animal. Esto llevó al desarrollo del ensayo de activación de monocitos (MAT). El MAT se ha implementado ampliamente para la detección tanto de endotoxinas como de pirógenos no endotóxicos debido a su práctico formato in vitro y su alta sensibilidad y especificidad. FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation ha desarrollado un reactivo para la prueba de peptidoglicano, que puede utilizarse como una solución para algunas necesidades de pruebas de pirógenos, así como LumiMAT™, que es un MAT rápido y sencillo.
Las pruebas específicas para detectar endotoxinas bacterianas, como el ensayo con lisado de amebocitos de Limulus (LAL), han sido la alternativa histórica a las pruebas de pirógenos, ya que las endotoxinas son los pirógenos más potentes y los más resistentes a la inactivación. Para las pruebas de endotoxinas bacterianas, el ensayo LAL se ha establecido como el método de referencia debido a su alta precisión, sensibilidad y especificidad. Se puede realizar como un ensayo semicuantitativo de coagulación de gel y como un ensayo cuantitativo turbidimétrico o colorimétrico. Además, dado que el ensayo LAL tradicional utiliza lisado derivado de los amebocitos del cangrejo herradura Limulus, se han establecido alternativas sintéticas para las pruebas de endotoxinas. FUJIFILM Wako ha desarrollado una línea de reactivos LAL sensibles y específicos y una alternativa sintética rCR, que ahora es un método farmacopéico en los Estados Unidos.
Los medicamentos parenterales y los dispositivos médicos deben ser estériles y libres de pirógenos. El uso adecuado de pruebas de carga biológica, pirógenos y endotoxinas desempeña un papel importante para lograr este objetivo.