Nitrosamine: Weiterentwicklung der analytischen Methoden

Berlin -

Nitrosamine in Arzneimitteln beschäftigen die Pharmaindustrie seit 2018. Damals wurde NDMA (N­Nitrosodimethylamin) erstmalig in Valsartan detektiert. Es folgten weitere Wirkstoffe, die Verbindungen der bedenklichen Stoffgruppe enthielten. Rückrufe bei Ranitidin, Metformin und Vareniclin (Champix, Pfizer) wurden veranlasst. In Europa wurden die Vorgaben zur NDMA-Kontrolle verschärft. Die Europäische Arzneimittelagentur (EMA) setzt sich dafür ein, dass die Analysemethoden weiterentwickelt werden.

2018 sorgte NDMA für Schlagzeilen, nachdem die potenziell gesundheitsschädliche Verbindung im Antihypertensivum Valsartan entdeckt wurde. Nur ein Jahr später kam es zu einer erneuten Rückrufwelle – diesmal beim H2-Rezeptor-Agonisten Ranitidin und beim Antidiabetikum Metformin. Die EMA erarbeitete daraufhin Leitlinien zur Vermeidung von Nitrosaminen – auch in anderen Arzneimittelklassen. Als Goldstandard der derzeitigen Nitrosamin-Analytik gilt die Massenspektrometrie.

Die Massenspektromie ermöglicht – wenn sie mit einer Gas- oder Flüssigkeitschromatographie gekoppelt ist – den Nachweis bestimmter chemischer Verbindungen. Die chromatographiegekoppelte Massenspektrometrie ist besonders für den Bereich der Spezifität und Sensitivität geeignet. Durch den Nachweis charakteristischer Produkt-Ionen der Verbindung kann diese eindeutig identifiziert werden.

Neue Arzneibuch-Monografie

Das European Directorate for the Quality of Medicines & Healthcare (EDQM) und die Official Medicines Control Laboratories (OMCL) haben gemeinsam allgemeingültige analytische Referenzmethoden zum Nitrosamin-Nachweis erarbeitet. Eine entsprechende Monografie – mit dem Schwerpunkt NDMA sowie NDEA (N-Nitrosodiethylamin) wurde in das Europäische Arzneibuch aufgenommen. Da die beiden Substanzen analytischen Besonderheiten unterliegen müssen bei der Analyse einige Punkte beachtet werden.

NDMA ist flüchtig – Verlust des Analyten

Der Nachweis der Substanz gestaltet sich nicht ganz einfach, sodass neue Arbeitsvorschriften entwickelt werden mussten. Denn einige andere Verbindungen können die Ergebnisse verfälschen.

Voraufreinigungen bringen bei NDMA und NDEA aufgrund des geringen Molekulargewichtes und der Polarität nur wenig Erfolg. Festphasenextraktionen isolieren die Verbindungen nur bedingt. Da NDMA sehr flüchtig ist, kann eine Aufkonzentrierung durch Evaporation (Eindampfung, beispielsweise durch Rotationsverdampfer) nicht erfolgen. Es droht der Verlust des Analyten.

Die chromatographische Auftrennung per HPLC bedarf einer sorgfältigen Auswahl einer geeigneten Trennsäule und des Säulenmaterials, informiert das Paul-Ehrlich-Institut (PEI) im aktuellen Bulletin zur Arzneimittelsicherheit. Das PEI erläutert, dass die Gaschromatographie die um ein Vielfaches einfachere anwendbare Analysemethode ist. „Derzeit sehen die meisten analytischen Methoden zum Nachweis von NDMA und / oder NDEA eine reine Verdünnung des Arzneistoffes oder der Arzneistoffzubereitung in Methanol mit anschließender LC- oder GC-MS-Analytik vor“, so das PEI.

Pyrrolidon stört NDMA-Nachweis

Pyrrolidone sind Ketone des Pyrols. In Arzneimitteln findet sich diese Verbindung vor allem als Rückstand aus PVP (Polyvinylpyrrolidon). Es handelt sich um lichtempfindliche, hygroskopische Substanzen mit NDMA-ähnlichen physikochemische Eigenschaften. Chromatographisch lassen sich beide Verbindungen nur schwer voneinander trennen. Es kann vorkommen, dass NDMA durch die Anwesenheit von Pyrrolidon aufgrund starker Suppression gar nicht detektiert werden kann. Auch das Lösungsmittel N,N-Dimethylformamid (DMF) könne den Nachweis erschweren, informiert das PEI. Hier kann es zu falsch-positiven NDMA-Funden kommen.

Aktuell werden zahlreiche Arzneistoffe auf das Vorhandensein von Nitrosaminen geprüft. Ziel sei es laut PEI Kontaminationsquellen ausfindig zu machen und Prozesse zu optimieren, sodass es zukünftig nicht mehr zu nachträglichen Nitrosamin-Funden in bereits freigegebenen Chargen kommt. „Dennoch sind weiterhin regelmäßige analytische In-Prozess-Kontrollen erforderlich, um die Abwesenheit oder die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte einzelner Nitrosamine zu gewährleisten.“

Um allgemein alkylierende Verbindungen aus Arzneistoffen aufdecken zu können, wird am Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM) aktuell an einem passendem Analyseverfahren geforscht. Im Fokus der Forschungsarbeiten stehen Moleküle mit enzymatischer Giftung in der Leber. Nitrosamine werden im menschlichen Körper erst in der Leber durch eine Hydroxylierung giftig. Bei der enzymatischen Aktivierung entstehen reaktive Carbenium-Ionen – diese stellen das eigentlich toxikologische Agens dar.

Da nicht ausgeschlossen werden kann, dass weitere – bislang unbekannte – Nitrosaminverbindungen auftreten, spricht sich das PEI für den Ausbau und die Intensivierung der Arzneistoff- und Arzneimittelanalytik aus.