antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2025-70-7-8-68-73KQFYOCantibiotics-1272Research ArticleСТАНДАРТИЗАЦИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВDRUG STANDARDIZATION AND QUALITY CONTROLИдентификация капреомицинов IА и IB и количественная оценка отношения их содержания в лекарственных препаратах капреомицина методами ЯМР спектроскопииСapreomycin IA and IB Identification and Their Content Ratio Quantification in Capreomycin Pharmaceutical Preparations Using NMR Spectroscopic Methodshttps://orcid.org/0000-0002-9133-0835КузьминаН. Е.Kuz’minaN. E.

Кузьмина Наталия Евгеньевна — д. х. н., начальник лаборатории спектральных методов анализа испытательного центра экспертизы качества лекарственных средств, Author ID: 140709 Researcher ID: E-3051-2018.

Москва

Nataliya E. Kuz’mina — D. Sc. in Chemistry; Head of Spectral Analysis Laboratory of Testing Centre for Medicinal Products Quality Control. Author ID: 140709. Researcher ID: E-3051-2018.

Moscow

https://orcid.org/0000-0003-1310-4477МоисеевС. В.MoiseevS. V.

Моисеев Сергей Владимирович — к. х. н., доцент, главный эксперт лаборатории спектральных методов анализа испытательного центра экспертизы качества лекарственных средств Author ID:698422.

Москва

Sergey V. Moiseev — Ph. D. in Chemistry, Associate Professor, Chief Expert of Spectral Analysis Laboratory of Testing Centre for Medicinal Products Quality Control, Author ID:698422.

Moscow

MoiseevSV@expmed.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3068-0396ЯкуповИ. Ю.YakupovI. Yu.

Якупов Илья Юрьевич — эксперт 1-й категории лаборатории антибиотиков испытательного центра экспертизы качества лекарственных средств. Author ID: 1255636.

Москва

Ilya Yu. Yakupov — first-grade expert of Antibiotics Laboratory of Testing Centre for Medicinal Products Quality Control.

Author ID: 1255636

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-9103-9239КулешоваС. И.KuleshovaS. I.

Кулешова Светлана Ивановна — к. б. н., начальник лаборатории антибиотиков испытательного центра экспертизы качества лекарственных средств, Author ID: 360358.

Москва

Svetlana I. Kuleshova — Ph. D. in Biology, Head of Antibiotics Laboratory of Testing Centre for Medicinal Products Quality Control. Author ID: 360358.

Moscow

ФГБУ «Научный центр экспертизы средств медицинского применения» Минздрава РоссииРоссияScientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal ProductsRussian Federation202525072025707-86873Copyright © Кузьмина Н.Е., Моисеев С.В., Якупов И.Ю., Кулешова С.И., 20252025Кузьмина Н.Е., Моисеев С.В., Якупов И.Ю., Кулешова С.И.Kuz’mina N.E., Moiseev S.V., Yakupov I.Y., Kuleshova S.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1272Актуальность

Актуальность. Капреомицин является многокомпонентным антибиотиком природного происхождения и представляет собой смесь 4 родственных соединений (капреомицинов IA, IB, IIA и IIB). Контроль качества лекарственных препаратов капреомицина по действующему веществу проводят по показателю «капреомицин I», не учитывая индивидуальные вклады капреомицинов IA и IB. При таком подходе не наблюдается корреляция между суммарным содержанием компонентов капреомицина IA и IB, установленным хроматографическими методами, и активностью вещества, определённой микробиологическими методами. ВОЗ рекомендовала изучить целесообразность введения в спецификации на препараты капреомицина соотношения между капреомицином IA и IB.

Цель исследования — разработка методики количественной оценки отношения содержания капреомицинов IA и IB в лекарственном препарате «Капреомицина сульфат» методом спектроскопии ЯМР. Объекты исследования. Стандартные образцы капреомицина сульфата, лекарственные препараты «Капреомицин, порошок для приготовления растворов для внутривенного и внутримышечного введения» различных производителей.

Материал и методы

Материал и методы. Cпектроскопия ЯМР, ВЭЖХ.

Результаты

Результаты. Проведена структурная интерпретация спектров 1Н и 13С капреомицина сульфата в растворе D₂O. В спектрах 13С выявлены характеристические сигналы капреомицинов IA и IB, не перекрывающиеся с сигналами минорных компонентов капреомицина и родственных примесей. На основе нормализованных интегральных интенсивностей рассчитано отношение мольных долей капреомицинов IA и IB (IA/IB). Результаты измерения величины IA/IB методом 13С ЯМР и ВЭЖХ практически совпадают в том случае, когда условия хроматографирования позволяют разделить на хроматограмме сигналы основных и примесных компонентов капреомицина.

Заключение

Заключение. Разработанная методика может быть использована при установлении корреляции между содержанием капреомицинов IA и IB и активностью капреомицина, определённой микробиологическими методами.

Background

Background. Capreomycin is a multicomponent natural antibiotic and is a mixture of 4 related compounds (capreomycins IA, IB, IIA, and IIB). Quality control of capreomycin medicinal preparations by active substance is carried out according to the «capreomycin I» indicator, not taking into account the individual contributions of capreomycins IA and IB. With this approach, no correlation is observed between the total content of capreomycin IA and IB components determined by chromatographic methods and capreomycin activity determined by microbiological methods. WHO recommended studying the feasibility of introducing the ratio between capreomycin IA and IB in the specifications for capreomycin preparations.

The aim of the study was to develop a technique for quantitative estimation of the capreomycin IA and IB content ratio in the drug preparation Capreomycin sulphate using NMR spectroscopy.

Objects of the study

Objects of the study. Capreomycin sulphate standard samples, pharmaceutical preparations Capreomycin, powder for preparation of solutions for intravenous and intramuscular administration from various manufacturers. Material and methods: NMR spectroscopy, HPLC.

Results

Results. Structural interpretation of 1H and 13C spectra of capreomycin sulfate in D₂O solution was performed. 13C spectra revealed characteristic signals of capreomycin IA and IB, which did not overlap with the signals of minor capreomycin components and related impurities. On the basis of normalized integral intensities, the ratio of mole fractions of capreomycin IA and IB (IA/IB) was calculated. The results of IA/IB measurement using 13C NMR and HPLC practically coincide when the chromatographic conditions allow separating the signals of the major and impurity components of capreomycin on the chromatogram.

capreomycin IAcapreomycin IBNMR spectroscopyHPLCbiological activityРабота выполнена в рамках государственного задания ФГБУ «НЦЭСМП» Минздрава России № 056-00026-24-01 на проведение прикладных научных исследований (номер государственного учёта НИР 124022200076-2)ReferencesLaughlin Z. T., Conn G. L. Tuberactinomycin antibiotics: Biosynthesis, anti-mycobacterial action, and mechanisms of resistance. Front Microbiol. 2022; 13: 961921. doi: 10.3389/fmicb.2022.961921.Laughlin Z. T., Conn G. L. Tuberactinomycin antibiotics: Biosynthesis, anti-mycobacterial action, and mechanisms of resistance. Front Microbiol. 2022; 13: 961921. doi: 10.3389/fmicb.2022.961921.Wang M., Gould S. J. Biosynthesis of capreomycin. 2. Incorporation of L-serine, L-alanine, and L-2,3-diaminopropionic acid. J Org Chem. 1993; 58 (19): 5176–5180.Wang M., Gould S. J. Biosynthesis of capreomycin. 2. Incorporation of L-serine, L-alanine, and L-2,3-diaminopropionic acid. J Org Chem. 1993; 58 (19): 5176–5180.Lin Y., Li Y., Zhu N., Han Y., Jiang W., Wang Y., Si S., Jiang J. The antituberculosis antibiotic capreomycin inhibits protein synthesis by disrupting interaction between ribosomal proteins L12 and L10. Antimicrob Agents Chemother. 2014; 58 (4): 2038–2044. doi: 10.1128/aac.02394-13.Lin Y., Li Y., Zhu N., Han Y., Jiang W., Wang Y., Si S., Jiang J. The antituberculosis antibiotic capreomycin inhibits protein synthesis by disrupting interaction between ribosomal proteins L12 and L10. Antimicrob Agents Chemother. 2014; 58 (4): 2038–2044. doi: 10.1128/aac.02394-13.Herr Jr E. B., Redstone M. O. Chemical and physical characterization of capreomycin. Ann N Y Acad Sci. 1966; 135 (2): 940–6.Herr Jr E. B., Redstone M. O. Chemical and physical characterization of capreomycin. Ann N Y Acad Sci. 1966; 135 (2): 940–6.Monograph Capreomycin sulfate. United States Pharmacopeia. USP43-NF38. Rockville, MD; 2023.Monograph Capreomycin sulfate. United States Pharmacopeia. USP43-NF38. Rockville, MD; 2023.Monograph Capreomycin sulfate. Indian Pharmacopoeia. IX ed. 2022; II: 1726.Monograph Capreomycin sulfate. Indian Pharmacopoeia. IX ed. 2022; II: 1726.Monograph Capreomycin sulfate. Pharmacopoeia of the peoples republic of China. 2020; II: 287–288.Monograph Capreomycin sulfate. Pharmacopoeia of the peoples republic of China. 2020; II: 287–288.Bycroft B. W., Cameron D., Croft L. R., Hassanali-Walji A., Johnson A. W., Webb T. Total structure of capreomycin IB, a tuberculostatic peptide antibiotic. Nature. 1971; 231 (5301): 301–302.Bycroft B. W., Cameron D., Croft L. R., Hassanali-Walji A., Johnson A. W., Webb T. Total structure of capreomycin IB, a tuberculostatic peptide antibiotic. Nature. 1971; 231 (5301): 301–302.Lightbown J. W., De Rossi P., Isaacson P. International standards and international reference preparations. Bull World Heath Organ. 1972; 47 (3): 343–356.Lightbown J. W., De Rossi P., Isaacson P. International standards and international reference preparations. Bull World Heath Organ. 1972; 47 (3): 343–356.Nomoto S., Teshima T., Wakamiya T., Shiba T. The revised structure of capreomycin. J Antibiot. 1977; 30 (11): 955–959. doi: 10.7164/antibiotics.30.955.Nomoto S., Teshima T., Wakamiya T., Shiba T. The revised structure of capreomycin. J Antibiot. 1977; 30 (11): 955–959. doi: 10.7164/antibiotics.30.955.Lea M. L. A physiological study of streptomyces capreolus and factors governing growth and capreomycin biosynthesis [dissertation]. Liverpool John Moores University; 2007. doi: researchonline.ljmu.ac.uk/view/theses/rg=5Fpha.html.Lea M. L. A physiological study of streptomyces capreolus and factors governing growth and capreomycin biosynthesis [dissertation]. Liverpool John Moores University; 2007. doi: researchonline.ljmu.ac.uk/view/theses/rg=5Fpha.html.Fifty-first report of the WHO Expert Committee on specifications for pharmaceutical preparations. Geneva: World Health Organization; 2017 (WHO technical report series; No. 1003).Fifty-first report of the WHO Expert Committee on specifications for pharmaceutical preparations. Geneva: World Health Organization; 2017 (WHO technical report series; No. 1003).WHO Expert Committee on Biological Standardization, sixty-seventh report. Geneva: World Health Organization; 2017 (WHO technical report series; No. 1004).WHO Expert Committee on Biological Standardization, sixty-seventh report. Geneva: World Health Organization; 2017 (WHO technical report series; No. 1004).Якупов И. Ю., Кулешова С. И., Симонова Е. П., Демидов А. С. Применение ион-парной хроматографии для определения компонентов и родственных примесей капреомицина сульфата. Ведомости Научного центра экспертизы средств медицинского применения. Регуляторные исследования и экспертиза лекарственных средств. 2023; 13 (2–1): 271–282. doi: https://doi.org/10.30895/1991-2919-2023-451.Yakupov I. Yu., Kuleshova S. I., Simonova E. P., Demidov A. S. Ionpair chromatography for the determination of capreomycin sulfate components and related substances. Bulletin of the Scientific Centre for Expert Evaluation of Medicinal Products. Regulatory Research and Medicine Evaluation. 2023; 13 (2–1): 271–282. doi: https://doi.org/10.30895/1991-2919-2023-451. (in Russian)Liua G., Luan B., Liang G Xing L., Huang L., Wangc C. et al. Isolation and identification of four major impurities in capreomycin sulfate. J Chromatogr. A. 2018; 1571: 155–164. doi: 10.1016/j.chroma.2018.08.015.Liua G., Luan B., Liang G Xing L., Huang L., Wangc C. et al. Isolation and identification of four major impurities in capreomycin sulfate. J Chromatogr. A. 2018; 1571: 155–164. doi: 10.1016/j.chroma.2018.08.015.Malz F., Jancke H. Validation of quantitative NMR. J Pharm Biomed Anal. 2005; 38 (5): 813–823. doi: 10.1016/j.jpba.2005.01.043.Malz F., Jancke H. Validation of quantitative NMR. J Pharm Biomed Anal. 2005; 38 (5): 813–823. doi: 10.1016/j.jpba.2005.01.043.General monograph.1.2.1.1.1.007 Nuclear magnetic resonance spectroscopy. State Pharmacopoeia of the Russian Federation X. V. ed. https://pharmacopoeia.regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-15/1/1-2/1-2-1/1-2-1-1-metody-spektralnogo-analiza/spektroskopiya-yadernogo-magnitnogo-rezonansa/ (in Russian)General monograph.1.2.1.1.1.007 Nuclear magnetic resonance spectroscopy. State Pharmacopoeia of the Russian Federation X. V. ed. https://pharmacopoeia.regmed.ru/pharmacopoeia/izdanie-15/1/1-2/1-2-1/1-2-1-1-metody-spektralnogo-analiza/spektroskopiya-yadernogo-magnitnogo-rezonansa/ (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.