A tirzepatida é um novo agonista de receptor duplo direcionado ao GIP (peptídeo inibitório gástrico) e ao GLP-1 (peptídeo 1 semelhante ao glucagon), desenvolvido pela Eli Lilly e comercializado com sucesso para o tratamento direcionado de diabetes, esteatohepatite não alcoólica (NASH) e controle de peso crônico, com meia-vida de 116,7 horas. Após a sua aprovação para tratamento da diabetes em 2022, foi novamente aprovado para perda de peso nos Estados Unidos em novembro de 2023. Um ensaio clínico em grande escala relatou que os pacientes tratados com este medicamento alcançaram redução máxima de peso de até 21%. A molécula consiste em uma estrutura peptídica compreendendo 39 aminoácidos e uma cadeia lateral no resíduo Lys20. Destes 39 aminoácidos, 37 são de ocorrência natural (ou codificados), enquanto dois são de ocorrência não natural: os resíduos de ácido amino-isobutírico não codificantes nas posições 2 e 13.
Para alcançar atividade dupla, a Tirzepatida não apenas incorpora resíduos de aminoácidos derivados de GLP-1 e GIP, mas também utiliza vários resíduos de aminoácidos únicos. Sua estrutura peptídica é derivada principalmente de GLP-1, GIP, exenatida e semaglutida, com alguns resíduos sendo distintos.
Na pesquisa sobre o processo de síntese da Tirzepatida, vários métodos têm sido empregados para a produção de peptídeos sintéticos. A seleção de um método de síntese apropriado é normalmente baseada em características moleculares, tais como a presença de aminoácidos não codificantes, cadeias laterais não peptídicas e o número de aminoácidos envolvidos.
Biossíntese：As técnicas recombinantes habitualmente utilizadas para macromoléculas (tais como anticorpos monoclonais) também podem ser aplicadas a péptidos mais pequenos. Nesta abordagem, o DNA externo é introduzido em linhas celulares de Escherichia coli ou de mamíferos (ovário de hamster chinês, CHO), onde os peptídeos são sintetizados pelas células. Embora o cronograma de desenvolvimento seja normalmente mais longo do que o dos métodos de síntese convencionais, esta abordagem tem sido empregada com sucesso para peptídeos semissintéticos (por exemplo, semaglutida, insulina degludec e liraglutida). Duas desvantagens deste método são: (1) dificuldade na introdução de aminoácidos não codificados por sequências de DNA; e (2) a necessidade de modificações sintéticas pós-recombinantes para incorporar cadeias laterais não peptídicas.
ChemicoSsíntese：
A síntese de peptídeos em fase sólida (SPPS) provou ser eficaz para muitos peptídeos de tamanho médio (por exemplo,Lisinaptídeo eExenatida), incluindo aqueles sintetizados usando aminoácidos não codificantes. Infelizmente, para peptídeos maiores (tipicamente> 30 aminoácidos), o SPPS geralmente sofre com baixos rendimentos de processo e baixa pureza. Além disso, devido à necessidade de que numerosas operações unitárias consecutivas sejam realizadas sem erros (com uma taxa de falha estimada de 20% para peptídeos que excedam 30 aminoácidos), isso acarreta riscos de produção significativos.
Síntese de peptídeos em fase líquida (LPPS). Este método é semelhante ao SPPS, com a excepção de que os péptidos em crescimento não se ligam à resina e os seus terminais C são amidas não reactivas ou ésteres protegidos. É adequado para sintetizar peptídeos menores (≤10 aminoácidos), mas o rendimento e a pureza diminuem rapidamente à medida que o comprimento do peptídeo aumenta.
O método híbrido SPPS/LPPS. Esta abordagem utiliza SPPS para produzir fragmentos peptídicos curtos de alta pureza e intermediários de precipitação bem caracterizados, evitando assim muitos riscos de fabricação e problemas de pureza inerentes a construções mais longas de SPPS. Posteriormente, os fragmentos protegidos são acoplados em fase líquida.
O método híbrido SPPS/LPPS, que combina as vantagens de ambas as técnicas, representa uma excelente abordagem. Para implementar esta estratégia híbrida, primeiro devem ser selecionados fragmentos apropriados sintetizados via LPPS. As principais considerações na seleção de fragmentos incluem comprimento do peptídeo, número total de fragmentos, identidade de aminoácidos nos locais de clivagem e características da cadeia lateral. O tamanho e a quantidade dos fragmentos são críticos; embora fragmentos menores possam atingir alta pureza, eles necessitam de processos de fabricação mais complexos envolvendo etapas adicionais de LPPS. Por outro lado, menos fragmentos grandes impõem maiores desafios de produção e representam riscos mais elevados para alcançar uma pureza elevada. Após avaliar esses fatores, os pesquisadores da Eli Lilly selecionaram quatro fragmentos para síntese da tilitropina. Em relação aos locais de clivagem, uma consideração fundamental foi o diastereomerismo dos aminoácidos C-terminais em cada fragmento, uma vez que a estrutura amida facilita a diastereomerização doα-estereocentro mais facilmente em comparação com aminoácidos protegidos por Fmoc usados em construções SPPS. Após extensa avaliação de vários fragmentos, quatro fragmentos específicos foram finalmente escolhidos (Figuras 2–5). Todos os quatro fragmentos foram sintetizados via SPPS, apresentam fácil separabilidade como produtos sólidos e alcançam níveis de pureza excepcionalmente altos (97,5–99,5%).
A seguir, fragmento 2–5 são acoplados através de um processo LPPS de quatro etapas.
Passo 1: Conecte os dois primeiros fragmentos, 2 e 3, representando os aminoácidos 30–39 e 22–29, respectivamente. Preparar soluções separadas dos fragmentos 2 e 3 em dimetilsulfóxido (DMSO) e acetonitrila (ACN), bem como PyOxim e diisopropiletilamina pura em ACN, e fluí-los juntos antes de entrar no reator de fluxo tampão (PFR) 27 para mistura on-line para garantir uniformidade；
Etapa 2: Os aminoácidos obtidos 22–39 (Composto 6) foram então acoplados ao Fragmento 4 para produzir os aminoácidos 15–39 (Composto 7)；
Etapa 3: A sequência de aminoácidos obtida 15–39 (Composto 7) foi acoplado ao Fragmento 5 para produzir o tildropptídeo protegido por Boc；
Etapa 4: Remova a camada protetora para obter Tirzepatida.
A nanofiltração é uma tecnologia baseada em membrana que separa substâncias dissolvidas em soluções com base no peso molecular e na hidrofobicidade. A solução de reação bruta passa através da membrana, removendo impurezas de baixo peso molecular, como dibenzofureno (DBF), dietilamina (DEA) e subprodutos relacionados ao PyOxim (PyO), enquanto retém os peptídeos alvo. A seleção de tamanhos de poros apropriados é crítica, exigindo um equilíbrio entre baixo fluxo (para poros excessivamente pequenos) e perda de peptídeos (para poros excessivamente grandes). Esta tecnologia permite a produção em larga escala com procedimentos operacionais significativamente simplificados.
Como a Tirzepatida é sintetizada puramente quimicamente, existem vários fabricantes que produzem seu ingrediente farmacêutico ativo (API), resultando em intensa concorrência. Atualmente, a API do A tirzepatida é fabricada internamente pela Hequan Pharmaceutical e exportada para o exterior para preparação de formulações.
Referências：Organização Processo Res. Dev. 2021, 25, 1628−1636
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