Peptide richtig lagern: Temperatur, Licht, Haltbarkeit

Die Fachliteratur unterscheidet zwei Arten von Instabilität. Chemischer Abbau verändert das Molekül selbst: Deamidierung (vor allem an Asparagin), Oxidation (vor allem an Methionin, Cystein und Tryptophan) und die Spaltung von Peptidbindungen durch Wasser (Hydrolyse). Physikalischer Abbau lässt die Kette unverändert, verändert aber ihre Form oder ihren Zusammenhalt: Moleküle verklumpen (Aggregation), lagern sich an Oberflächen an oder fallen aus.

Fast alle diese Reaktionen laufen schneller ab, wenn es wärmer ist, wenn Wasser vorhanden ist und wenn Licht oder Sauerstoff dazukommen. Daraus ergeben sich die Lagerregeln fast von selbst: kühl, trocken, dunkel, möglichst wenig Luft.

Ein Lyophilisat ist gefriergetrocknet: Dem Produkt wurde das Wasser im gefrorenen Zustand unter Vakuum entzogen. Die Gefriertrocknung ist in der Pharmazie gerade deshalb üblich, weil viele Peptide und Proteine ohne Wasser deutlich langsamer abbauen. Im trockenen, glasartigen Zustand sind die Moleküle kaum beweglich, die meisten Abbaureaktionen kommen fast zum Stillstand.

Sobald das Peptid gelöst ist, ändert sich das grundlegend. In Lösung laufen Deamidierung, Hydrolyse und Aggregation wieder an. Deshalb haben zugelassene Präparate nach dem Auflösen oder Anbrechen eine eigene, viel kürzere Frist als vorher. Ein Beispiel aus einer US-Fachinformation für ein zugelassenes lyophilisiertes Peptid: Nach dem Auflösen ist die Lösung 7 Tage verwendbar, Einfrieren ist ausdrücklich untersagt. Diese Zahl gilt nur für genau diese Formulierung mit ihren Hilfsstoffen. Auf andere Produkte übertragen kannst du sie nicht.

Die internationale Stabilitätsrichtlinie ICH Q1A(R2) legt fest, unter welchen Bedingungen Hersteller testen müssen. Für Produkte, die im Kühlschrank gelagert werden, ist das 5 °C ± 3 °C, also 2 bis 8 °C. Für Wirkstoffe, die im Gefrierschrank gelagert werden, sind es −20 °C ± 5 °C. „Raumtemperatur“ wird je nach Klimazone mit 25 °C oder 30 °C geprüft. Diese Werte sind Prüfbedingungen und keine Empfehlung für ein bestimmtes Produkt. Sie zeigen aber, in welchen Bereichen die Pharmaindustrie überhaupt denkt.

Die Fachinformationen zugelassener Peptid-Arzneimittel zeigen, wie unterschiedlich die Vorgaben ausfallen. Semaglutid-Fertigpens (Ozempic) sind vor dem ersten Gebrauch kühl zu lagern. Nach dem Anbrechen dürfen sie je nach Pen 6 oder 8 Wochen unter 30 °C oder im Kühlschrank liegen. Für Insulin aspart (NovoRapid) gilt nach dem Anbrechen: höchstens 4 Wochen unter 30 °C. Beide Fachinformationen schreiben ausdrücklich vor: nicht einfrieren.

Wichtig ist der Umkehrschluss: Diese Fristen gelten, weil der Hersteller sie für genau diese Lösung, diesen Puffer und diesen Behälter nachgewiesen hat. Ein loses Lyophilisat ohne Zulassung hat nichts davon geerbt.

Kälte ist nicht automatisch besser. Beim Einfrieren einer Lösung bildet sich Eis, und die gelösten Stoffe, also auch Peptid und Puffersalze, werden in der verbleibenden Flüssigkeit konzentriert (Kryokonzentration). Kristallisieren Puffersalze aus, kann der pH-Wert der Restflüssigkeit um mehrere Einheiten springen. In Natriumphosphat-Puffer fiel der pH-Wert beim Einfrieren in Messungen von 7,4 auf etwa 4,2. An den Grenzflächen zwischen Eis und Wasser können Proteine und Peptide sich entfalten und verklumpen.

Jeder weitere Zyklus aus Einfrieren und Auftauen wiederholt diesen Stress. Das erklärt, warum zugelassene Peptid-Lösungen wie die oben genannten ausdrücklich nicht eingefroren werden dürfen. Beim trockenen Lyophilisat ist die Lage anders, weil kein flüssiges Wasser da ist, das gefrieren könnte. Hier ist eher Feuchtigkeit das Problem (siehe unten).

Licht: Für die Prüfung der Lichtstabilität gibt es eine eigene Richtlinie, ICH Q1B. Aminosäuren wie Tryptophan und Tyrosin können unter Licht oxidieren. Deshalb verlangen die Fachinformationen von Semaglutid und Insulin aspart, das Präparat im Umkarton oder mit aufgesetzter Kappe aufzubewahren, um es vor Licht zu schützen.

Feuchtigkeit: Restwasser in einem Lyophilisat wirkt wie ein Weichmacher. Es senkt die Glasübergangstemperatur, also die Temperatur, ab der das trockene Glas beweglich wird und Abbau wieder schneller läuft. In einer Studie an einem gefriergetrockneten Antikörper sank diese Temperatur von etwa 80 °C bei 1 % Restfeuchte auf etwa 25 °C bei 8 %. Lagen die Proben oberhalb dieser Temperatur, verklumpten die feuchteren schneller als die trockenen. Praktisch heißt das: Ein Lyophilisat sollte dicht verschlossen bleiben. Kondenswasser entsteht, wenn ein kaltes Fläschchen in warmer Luft geöffnet wird.

Sauerstoff: Oxidation ist eine der wichtigsten Abbaureaktionen von Peptiden. Jedes Öffnen und jede Luftblase im Fläschchen bringt neuen Sauerstoff an das Produkt. Wie ein Graumarkt-Fläschchen abgefüllt und verschlossen wurde, kannst du von außen nicht beurteilen.

Die Fachinformationen zeigen, dass gelegentliche Abweichungen eingeplant sind. Ein angebrochener Semaglutid-Pen darf laut Fachinformation unter 30 °C aufbewahrt werden, ein angebrochenes Insulin ebenfalls. Was diese Fachinformationen dagegen nicht abdecken: Hitze über 30 °C, direkte Sonne, ein geschlossenes Auto im Sommer oder das Gefrieren in einer Kühlbox mit direktem Kontakt zum Kühlakku.

Fachinformationen zugelassener Peptid-Lösungen untersagen das Einfrieren; ein direkter Kontakt mit einem Kühlakku kann genau dazu führen. Ob das Mitführen von Peptiden über Grenzen hinweg rechtlich zulässig ist, hängt vom Land und vom Status der Substanz ab. Das kann dieser Ratgeber nicht für dich klären.

Fachinformationen verlangen eine Sichtprüfung vor jeder Anwendung: Die Lösung muss klar sein, ohne Partikel und ohne Verfärbung, sonst wird sie verworfen. Trübung, Flocken, Schlieren, Verfärbung oder ein Lyophilisat, das zusammengefallen oder klebrig ist, sind echte Warnzeichen.

Der umgekehrte Schluss gilt aber nicht. Eine klare Lösung ist kein Beweis für ein intaktes Peptid. Deamidierung oder Oxidation verändern das Molekül, ohne dass sich Farbe oder Klarheit ändern. Nachweisen lassen sich solche Veränderungen nur analytisch, etwa mit HPLC und Massenspektrometrie. Auch eine Verunreinigung mit Bakterien oder Endotoxinen siehst du nicht.

• Sichtbar: Trübung, Partikel, Verfärbung, zusammengefallenes oder verklebtes Pulver
• Unsichtbar: chemischer Abbau (Deamidierung, Oxidation), Gehaltsverlust, Keime, Endotoxine
• Nur im Labor messbar: wie viel intaktes Peptid tatsächlich noch vorhanden ist