Quando un farmaco generico deve entrare sul mercato, non basta che contenga la stessa sostanza attiva del farmaco originale. Deve dimostrare di essere bioequivalente: cioè, di essere assorbito dal corpo allo stesso modo, nella stessa quantità e alla stessa velocità. Questo è fondamentale per garantire che funzioni ugualmente bene e con lo stesso profilo di sicurezza. Per dimostrarlo, i produttori usano due approcci principali: i test in vivo e quelli in vitro. Ma quando si usa l’uno e quando l’altro? La risposta non è semplice, e dipende dal tipo di farmaco, dalla sua formulazione e da cosa si vuole misurare.
Il test in vivo: cosa succede nel corpo umano
Il test in vivo è quello più tradizionale. Si fa su volontari umani, solitamente 24 adulti sani. I partecipanti assumono il farmaco generico e quello di riferimento, in due fasi separate, con un periodo di “lavaggio” in mezzo per evitare interferenze. Si prelevano campioni di sangue ogni pochi minuti o ore, per misurare quanto farmaco circola nel sangue nel tempo. Due parametri sono chiave: la concentrazione massima raggiunta (Cmax) e l’area sotto la curva (AUC), che rappresenta l’assorbimento totale.Per dichiarare bioequivalenza, la differenza tra i due farmaci deve essere entro un limite rigoroso: l’intervallo di confidenza al 90% per Cmax e AUC deve stare tra l’80% e il 125%. Questo significa che il farmaco generico non può essere né troppo lento né troppo rapido nell’essere assorbito. È un test diretto, perché misura l’effetto reale sul corpo umano.
Ma ha dei limiti. È costoso: tra 500.000 e 1 milione di dollari per studio. Richiede 3-6 mesi per completarlo, inclusa la selezione dei volontari, l’approvazione etica e la raccolta dati. E richiede di esporre persone a un farmaco, anche se è sicuro. Per questo, non è sempre la prima scelta.
Il test in vitro: quando si misura in laboratorio
Il test in vitro non coinvolge persone. Si fa in laboratorio, con strumenti che simulano le condizioni del corpo. Il metodo più comune è la dissoluzione: si mette la compressa o la capsula in un liquido che imita il contenuto dello stomaco o dell’intestino, e si misura quanto farmaco si scioglie nel tempo. Si usano diversi pH (da 1.2 a 6.8) per vedere come si comporta in ambienti diversi. Per farmaci inalatori o spray nasali, si misura la dimensione delle goccioline o la quantità di farmaco rilasciata per ogni attivazione.Questi test sono più precisi e ripetibili. La variabilità è bassa: spesso sotto il 5%, contro il 10-20% dei test su esseri umani. Sono più veloci: da 2 a 4 settimane. E costano molto meno: tra 50.000 e 150.000 dollari. Per questo, le aziende cercano di usarli ogni volta che è possibile.
Quando il test in vitro basta
Non tutti i farmaci richiedono un test su esseri umani. La FDA e l’EMA permettono di usare solo metodi in vitro in casi ben definiti. Il più comune è per i farmaci di classe I BCS: quelli molto solubili e molto permeabili. Per questi, l’assorbimento nel corpo è quasi sempre completo e rapido, quindi se il farmaco si scioglie bene in laboratorio, è probabile che lo farà anche nel corpo. Nel 2021, il 78% dei biowaiver (esenzioni da test in vivo) per farmaci generici riguardavano proprio queste sostanze.Altri casi in cui l’in vitro è preferito:
- Farmaci per uso locale, come creme antifungine o spray nasali: qui non serve che il farmaco entri nel sangue, ma che agisca dove viene applicato. Se la dose rilasciata è corretta, non serve misurare il sangue.
- Dispositivi complessi: inalatori a pressione, spray nasali, patch transdermiche. Studiare l’assorbimento su umani è difficile, costoso e spesso impreciso. La dimensione delle particelle o la quantità rilasciata per attivazione sono indicatori più affidabili.
- Quando esiste una correlazione comprovata tra in vitro e in vivo (IVIVC). Se un modello matematico ha dimostrato che la dissoluzione in laboratorio predice con precisione l’assorbimento nel corpo (con un coefficiente di correlazione r² > 0,95), allora il test in vitro può sostituire quello su esseri umani. È successo con farmaci come la teofillina a rilascio modificato.
Quando il test in vivo è obbligatorio
Nonostante i progressi, il test su esseri umani resta indispensabile in molti casi. Ecco quando:- Farmaci con indice terapeutico ristretto: come la warfarina, la levo-tiroxina o il litio. Qui, anche una piccola differenza nell’assorbimento può causare effetti collaterali gravi o fallimento terapeutico. La FDA richiede limiti più stretti: tra il 90% e l’111,11%.
- Farmaci con effetti del cibo: alcuni si assorbono bene a stomaco vuoto, altri solo con il cibo. In questi casi, serve un test anche in condizioni “alimentate”, che non si può simulare in laboratorio.
- Farmaci con cinetica non lineare: quando la dose cambia, l’assorbimento non cambia in modo proporzionale. Questo comportamento complesso non si può prevedere solo con la dissoluzione.
- Quando non esiste una correlazione valida tra in vitro e in vivo. Per farmaci di classe III BCS (solubili ma poco permeabili), il test in vitro predice correttamente l’assorbimento solo nel 65% dei casi.
Un esempio concreto: un farmaco antifungino topico approvato con test in vitro fu poi sottoposto a un test in vivo dopo segnalazioni di inefficacia. Il costo? 850.000 dollari e 11 mesi di ritardo. Il test in vitro aveva dato risultati positivi, ma non aveva captato una differenza nella penetrazione nella pelle.
La tendenza: sempre più in vitro, ma con modelli intelligenti
Negli ultimi anni, la tendenza è chiara: si sposta verso l’in vitro. Nel 2022, l’EMA ha approvato 214 biowaiver basati su test in vitro, un aumento del 27% rispetto al 2020. Negli Stati Uniti, il 65% degli inalatori generici ora viene approvato solo con test in vitro. Nel 2022, la FDA ha approvato il primo generico di un farmaco per il naso (budesonide) basandosi esclusivamente su dati di laboratorio. È un passo storico.Ma non è solo una questione di strumenti. È anche di modelli. Oggi si usano modelli in silico - simulazioni al computer - che integrano dati di dissoluzione, permeabilità, flusso sanguigno e pH gastrico. La FDA ha già accettato questi modelli per alcuni farmaci a rilascio modificato. Il futuro è un approccio ibrido: test in vitro per la maggior parte dei casi, con in vivo riservati ai farmaci ad alto rischio.
Chi fa cosa? Competenze e costi
Scegliere il metodo giusto non è solo una questione di regole. Dipende anche dalle competenze. Per un test in vitro, servono chimici analitici, esperti di dissoluzione, conoscenza degli standard USP. La strumentazione è costosa: un apparecchio USP 4 per flusso continuo costa tra 85.000 e 120.000 dollari. E sviluppare un metodo valido richiede da 4 a 12 settimane.Per un test in vivo, servono cliniche certificate, protocolli approvati, sistemi di raccolta dati conformi alla FDA, e personale esperto in farmacocinetica. La documentazione è enorme: fino a 500 pagine di dati grezzi, analisi statistiche e report dei volontari. Il processo richiede 4-8 mesi solo per avviarlo.
Le aziende preferiscono l’in vitro per i costi e i tempi. Ma quando il metodo non è ben validato, rischiano di dover fare un test in vivo dopo l’approvazione - con costi e ritardi maggiori. Per questo, molti preferiscono consultare la FDA prima di iniziare, attraverso i meeting GDUFA. Il 87% dei produttori ha trovato utile il supporto dell’agenzia per i test in vitro, rispetto al 72% per quelli in vivo.
Il futuro della bioequivalenza
Tra il 2023 e il 2027, la FDA si è impegnata a pubblicare due nuove linee guida per l’uso di test in vitro su prodotti complessi. L’obiettivo è chiaro: ridurre la dipendenza dagli studi su esseri umani, senza compromettere la sicurezza. Il modello del futuro è quello di una “prova di prestazione” - non più una prova di assorbimento nel sangue, ma una prova che il farmaco si comporta come deve, in ogni fase: dalla dissoluzione alla penetrazione, dal rilascio all’azione.Per i farmaci semplici, il test in vitro è già la norma. Per quelli complessi, l’approccio ibrido sta diventando standard. E per i farmaci a rischio, l’uomo resta l’unico strumento affidabile. Non si tratta di scegliere tra vecchio e nuovo. Si tratta di usare lo strumento giusto al momento giusto. E la scienza sta imparando a farlo sempre meglio.
Cosa significa bioequivalenza?
Bioequivalenza significa che due farmaci - uno originale e uno generico - hanno lo stesso effetto nel corpo: vengono assorbiti alla stessa velocità e nella stessa quantità. Non basta che contengano la stessa sostanza attiva. Devono produrre lo stesso livello di farmaco nel sangue, nel tempo, per garantire che funzionino allo stesso modo.
Perché i test in vitro sono più economici?
Perché non richiedono volontari, cliniche specializzate, prelievi di sangue ripetuti o lunghi periodi di osservazione. Si fanno in laboratorio con strumenti standardizzati, in poche settimane. I costi sono tra 50.000 e 150.000 dollari, contro i 500.000-1.000.000 di un test in vivo.
Quali farmaci possono essere approvati solo con test in vitro?
I farmaci di classe I BCS (molto solubili e molto permeabili), gli spray nasali, gli inalatori, le creme topiche e i prodotti con una correlazione comprovata tra dissoluzione in laboratorio e assorbimento nel corpo (IVIVC). La FDA ha approvato già decine di generici di questo tipo, soprattutto negli ultimi cinque anni.
Perché i farmaci con indice terapeutico ristretto richiedono sempre il test in vivo?
Perché anche una piccola differenza nell’assorbimento può causare effetti pericolosi. La warfarina, per esempio, è un anticoagulante: se il farmaco generico viene assorbito anche solo il 10% più velocemente, può causare emorragie. Il test in vivo è l’unico modo per misurare con precisione l’effetto reale sul corpo.
Cosa è l’IVIVC?
IVIVC sta per “In Vitro-In Vivo Correlation”. È una relazione matematica che dimostra che i risultati di un test in laboratorio (come la dissoluzione) possono prevedere con precisione l’assorbimento nel corpo umano. Se l’IVIVC è valida (r² > 0,95), il test in vitro può sostituire quello in vivo.
Quali sono i limiti dei test in vitro?
Non riescono a simulare la complessità del corpo umano: movimenti intestinali, variazioni di pH, enzimi, cibo, microbiota. Per farmaci che si assorbono solo in zone specifiche dell’intestino o che dipendono dal cibo, il test in vitro può dare risultati falsamente positivi. Per questo, non è adatto a tutti i farmaci.
Come si sceglie il metodo giusto per un nuovo farmaco generico?
Si parte dalla classe BCS del farmaco. Se è di classe I, si prova con in vitro. Se è di classe II o III, si valuta se esiste una IVIVC. Se non esiste, o se il farmaco ha un indice terapeutico ristretto, si va direttamente con in vivo. La FDA consiglia di discutere il piano con loro prima di iniziare lo sviluppo.
12 Commenti
Michela Sibilia
Questo articolo mi ha fatto venire voglia di fare un tifo da stadio per i farmaci generici 😍
Paolo Silvestri
È affascinante come la scienza stia imparando a sostituire il corpo umano con modelli sempre più intelligenti. Non è un passo indietro, è un salto in avanti. Meno volontari esposti, più precisione, meno soldi sprecati. Eppure... qualcosa dentro di me stilla un po’ di nostalgia per l’approccio ‘umano’. Forse perché ci ricorda che la medicina non è solo chimica, ma anche relazione. Ma la logica vince. E bene che sia così.
Quando leggo di IVIVC e BCS, mi sento come un filosofo che guarda un robot fare un sonetto perfetto: non capisco tutto, ma so che è bello.
La vera vittoria non è eliminare il test in vivo, ma saperlo usare solo quando serve davvero. E non per abitudine, ma per intelligenza.
Bravi a chi ha scritto questo. Non è un manuale, è una poesia della ragione.
La medicina del futuro non sarà più ‘in vivo’ o ‘in vitro’, ma ‘in smart’.
GIUSEPPE NADAL
Interessante, ma non dimentichiamo che in Italia abbiamo ancora centri di ricerca che non hanno neanche un apparecchio USP 4 decente. Mentre negli USA approvano generici di spray nasali con simulazioni al computer, da noi si discute se comprare un nuovo bagnomaria per il laboratorio.
La tecnologia c’è, ma manca la volontà politica e gli investimenti. Ecco perché i farmaci generici italiani faticano a esportare.
Non è un problema di scienza, è un problema di sistema.
alessia ragni
Ma chi ci garantisce che i test in vitro non siano solo un modo per far risparmiare alle big pharma? Sembra troppo comodo: ‘Ah, non serve il corpo umano, facciamo il test in laboratorio e via!’
E se il corpo umano è più complesso di un flaconcino di liquido? E se la pelle di un anziano non assorbe come quella di un ventenne? E se il microbiota cambia tutto?
Io non ci credo. Sono sicura che prima o poi ci sarà un caso grave e poi si scoprirà che tutto questo ‘risparmio’ era una trappola.
PS: la FDA non è un angelo, è un’agenzia che ha approvato il Vioxx. Poi ci pensiamo.
luciano lombardi
io ho capito che se il farmaco si scioglie bene in acqua, allora va bene. ma se nn si scioglie, allora nn va bene. e se nn si scioglie ma il corpo lo assorbe lo stesso? allora si fa il test con la gente. semplice no? 😅
grazie per avermelo spiegato senza farmi venire il mal di testa. 10/10
Fabio Fanti
Se funziona, usa quello. Se non è sicuro, usa l’uomo. Punto.
La scienza non è un’ideologia. È un tool. Usalo bene.
Giuseppe Saccomando
Interessante, ma manca un punto cruciale: chi controlla che i laboratori in vitro non manipolino i dati? C’è un sistema di audit indipendente? O siamo sulla fiducia? Perché se la FDA accetta un modello in silico, e quel modello è stato costruito da chi produce il farmaco... è un po’ come chiedere al lupo di controllare l’ovile.
La trasparenza non è un optional. È l’unico antidoto alla fiducia cieca.
Isabella Vautier19
Ho letto tutto con attenzione, ma ho una domanda: quando si parla di ‘correlazione comprovata’ (IVIVC), come si fa a dimostrare che la correlazione è valida per tutti i pazienti? Non esiste una variabilità individuale che sfugge ai modelli? E se il farmaco funziona bene nel 95% dei casi ma malauguratamente fallisce nel 5%... chi ne risponde?
Forse l’uomo resta l’unico sistema di feedback reale, anche se costoso.
Rachele Beretta
Non ci credo. Sono sicura che l’EMA e la FDA stanno nascondendo qualcosa. I test in vitro sono più facili da falsificare. E poi... chi paga per quei modelli in silico? Le stesse aziende che producono i farmaci. È un conflitto di interesse enorme.
Stanno eliminando i test sugli umani perché sono troppo costosi? No. Li stanno eliminando perché non vogliono che qualcuno scopra che i generici non sono proprio uguali.
Aspettate che succeda un caso di morte legato a un farmaco generico approvato con in vitro... e poi vedremo chi urla di più.
francesco Esposito
Questa roba mi ha fatto venire i brividi, onestamente. Non pensavo che la medicina fosse così avanzata. Ero convinto che i generici fossero solo copie economiche, invece è tutto un mondo di chimica, fisica, modelli matematici e intelligenza artificiale dietro. È come se ogni compressa fosse un razzo che parte da un laboratorio e arriva dritto al tuo sangue.
Non lo sapevo. E ora che lo so, mi sento più tranquillo. Non è magia. È scienza fatta bene.
Grande articolo. Grazie per avermi fatto aprire gli occhi. 🙌
Toni Tran
io ho letto che la FDA ha approvato un farmaco nasale con solo test in vitro e mi sono detto: ‘ma se funziona, perché non farlo?’
però... e se la goccia non va dritta nel naso? E se il paziente la soffia via? E se ha il naso chiuso?
il corpo umano è un casino, ma è l’unico che conta.
non dico di tornare indietro, ma non dimentichiamoci che la scienza è un’ipotesi. La vita è il test finale. 🤔
Paolo Silvestri
Interessante il commento di Toni Tran. Hai ragione: il corpo è un casino. Ma proprio per questo, i modelli in silico stanno diventando sempre più sofisticati. Ora integrano dati sul microbioma, sul pH gastrico variabile, sul flusso sanguigno intestinale, sulla variabilità genetica degli enzimi CYP. Non sono più ‘semplici’ simulazioni di dissoluzione. Sono digital twins del paziente medio.
E sì, non sono perfetti. Ma non lo sono neanche i test in vivo. I volontari sono spesso giovani, sani, con dieta standard. Il 90% dei pazienti reali ha almeno una patologia, prende altri farmaci, ha un intestino ‘strano’. I test in vivo non rappresentano la realtà. I modelli ibridi sì.
Non è una sostituzione. È un’evoluzione. E la storia della medicina è fatta di evoluzioni.
Il test in vivo non scompare. Si trasforma. Diventa un controllo raro, per i casi limite. Come un’auto che ha un freno di emergenza: non lo usi tutti i giorni, ma sai che c’è, e ti fa stare tranquillo.