Orientador: Marco Aurélio Cremasco

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: O tacrolimo, conhecido por FK-506, é uma lactona macrolídea amplamente utilizada nos protocolos terapêuticos imunossupressores, principalmente em transplantes de rins, fígado, coração, pulmão e de medula óssea. O fármaco é um imunossupressor da classe dos inibidores de calcineurina utilizado...

Resumo: O tacrolimo, conhecido por FK-506, é uma lactona macrolídea amplamente utilizada nos protocolos terapêuticos imunossupressores, principalmente em transplantes de rins, fígado, coração, pulmão e de medula óssea. O fármaco é um imunossupressor da classe dos inibidores de calcineurina utilizado em terapias de imunossupressão como agente de primeira linha. No Brasil, onde se encontra o maior sistema público de transplantes de órgãos e tecidos do mundo, o tacrolimo integra a lista de medicamentos de alto custo do Sistema Único de Saúde (SUS) e é um dos principais responsáveis pelo alto valor da terapia. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um processo robusto e inédito para a purificação do tacrolimo proveniente de qualquer meio fermentativo que o produza. O processamento consiste, em linhas gerais, na pré-purificação do caldo fermentado, com a sequência de purificação com técnicas cromatográficas e cristalização do produto final. Para avaliar o processo, três diferentes caldos fermentados produzidos pela Streptomyces tsukubaensis foram preparados variando a fonte de carbono e nitrogênio para testar o processo de pré-purificação e purificação. Na pré-purificação, o caldo fermentado contendo o fármaco foi extraído com diferentes solventes, concentrado por evaporação e tratado com a resina DIAION® HP-20. Após o pré-tratamento constatou-se a redução de mais de 97% dos açúcares redutores e proteínas totais, e 99% do volume do caldo foi reduzido. Enquanto a redução da massa do tacrolimo foi de apenas 23%. Na etapa de purificação utilizou-se 2 sistemas cromatográficos, ambos com a fase móvel composta por acetonitrila e água. A primeira coluna empregou grupo amino (NH2) ligado à sílica e a segunda octadecilsilano (C18) para isolar o tacrolimo. As colunas cromatográficas foram operadas em série para purificar 82 mg de tacrolimo proveniente de 3L de caldo fermentado com 194 mg do fármaco. Por fim, a amostra purificada pelo sistema cromatográfico foi extraída com acetato de etila e o tacrolimo cristalizado por evaporação lenta. O produto final apresentou 80 mg e pureza de 98%. A impureza do cristal é constituída pelos epímeros diol (tautômeros I) e C-10 (tautômero II) do próprio tacrolimo

Abstract: Tacrolimus, known as FK-506, is a macrolide lactone widely used in immunosuppressive therapy, mainly in kidney, liver, heart, lung and bone marrow transplants. The drug is an immunosuppressant of the class of calcineurin inhibitors used in immunosuppressive therapies as a first-line agent....

Abstract: Tacrolimus, known as FK-506, is a macrolide lactone widely used in immunosuppressive therapy, mainly in kidney, liver, heart, lung and bone marrow transplants. The drug is an immunosuppressant of the class of calcineurin inhibitors used in immunosuppressive therapies as a first-line agent. Brazil has the biggest public system of organ and tissue transplants in the world. The Unified Health System of Brazil provides free tacrolimus for population, but the drug is one of the main responsible for the high cost of the therapy to the country. This work aims to a robust and unprecedented process for the purification of tacrolimus from any fermentation medium it produces. The processing consists generally of pre-purification of the fermented broth, the purification sequence with chromatographic techniques and crystallization of the final product. The total process isolated the tacrolimus from three fermented broth obtained from different carbon/nitrogen source using Streptomyces tsukubaensis. In the step of pré-purification, extraction by different solvents, concentration by evaporation and adsorption by the DIAION® HP-20 resin purified the fermented broth in pre-treatment. After pre-treatment, pre-purification reduced 97% of reducing sugars, 97% of total protein, and 99% of the broth volume. Only 23% of tacrolimus mass was lost. Two chromatographic systems carried out the purification step. Acetonitrile and water composed the mobile phase to both chromatographic systems. The first column employed silica-bound (NH2) group and the second octadecylsilane (C18) to isolate tacrolimus. The two chromatographic systems operated in series to purify 82 mg of tacrolimus from 3L of fermented broth with 194 mg of tacrolimus. Finally, ethyl acetate extracted the tacrolimus from the purified sample and slow evaporation crystallized the drug. The final product presented 80 mg and purity of 98%. The impurity of the crystal consists of the diol (tautomer I) and C-10 (tautomer II) epimers of tacrolimus itself

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