DD265470A1 - SPECIFIC ADSORBENS FOR BINDING ANTI-DNA AUTOANTICO PERPERS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikoerpern aus Koerperfluessigkeiten, so z. B. Serum, Plasma oder Blut, das auf der biospezifischen Bindung an DNA beruht. Hierzu wurde DNA unter Einsatz von biokompatiblen Brueckenverbindungen an geeignete Traeger gebunden. Das Verfahren zeichnet sich durch seine hohe Praktikabilitaet, Biokompatibilitaet und Effektivitaet aus, wobei die so hergestellten Traeger regenerierbar und autoklavierbar sind und somit einen wiederholten und reproduzierbaren Einsatz derselben gestatten. Das Verfahren findet Anwendung in der pharmazeutischen Industrie und in der Medizin.The invention describes a method for binding and removal of anti-DNA autoantibodies from body fluids, such. As serum, plasma or blood, which is based on the biospecific binding to DNA. For this purpose, DNA was bound to suitable carriers using biocompatible bridge compounds. The method is characterized by its high Praktikabilitaet, Biocompatibilitaet and Effektivitaet, the carriers thus produced are regenerable and autoclavable, thus allowing a repeated and reproducible use of the same. The method finds application in the pharmaceutical industry and in medicine.

Description

Anwendungsgebiet de. ErfindungApplication area de. invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die spezifische Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikörpern (DNA-AK) aus Körperflüssigkeiten, das sowohl in vitro als auch in vivo genutzt werden kann, unter wiederholtem und reproduzierbarem Einsatz eines beschichteten Trägers. Das Verfahren ist anwondbar in der pharmazeutischen Industrie und in der Medizin.The invention relates to a method for the specific binding and removal of anti-DNA autoantibodies (DNA-AK) from body fluids, which can be used both in vitro and in vivo, with repeated and reproducible use of a coated carrier. The method can be used in the pharmaceutical industry and in medicine.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Autoantikörper gegen verschiedene nukleare Bestandteile sind für Autoimmunerkrankungen des rheumatischen Formenkreises charakteristisch. Den Prototyp dieser Autoinniunerkrankungen (AIK) mit hoher gocundheiispolitlscher Bedeutung stellt der systematische Lupus ervthematodes (SLE) dar. Autoaniikörpern gegen DNA, insbesondere gogen native DNA, kommt eine große pathogenetische und diagnostische Bedeutung für den SLE zu. Die Titer der DNA-AK woison baiin SLE eine enge Korrelation zur Krankheitsaktivität und zur Nierenmonifeelation auf. Die pathogene Wirkung dieser Auto&ntikörper entsteht vor allem durch die Bildung von DNA-Anti-DNA-Immunkomplexen, die im Blut zirkulieren und sich an den Gefäßwänden, Sasalmembranen sowia perivasculär ablagern und über verschiedene Wirkungsmochanismen entzündliche Reaktionen in den jeweiligen disponierten Organen mit den entsprechenden Symptomen (u.a. Nephritis, Vasculitis, Karditiu, Serositis, Cerebritis,Autoantibodies to various nuclear constituents are characteristic of autoimmune diseases of the rheumatic type. The prototype of these autoimmune diseases (AIK) of high socio-political significance is the systematic lupus erythematosus (SLE). Autoanibodies to DNA, in particular gogen native DNA, are of great pathogenetic and diagnostic significance for SLE. The titres of DNA-AK woison baiin SLE correlate closely with disease activity and renal monofunction. The pathogenic effect of these auto & ntikörper arises mainly through the formation of DNA-anti-DNA immune complexes that circulate in the blood and deposited on the vessel walls, Sasalmembranen sowia perivascular and on various mechanisms of action inflammatory reactions in the respective predisposed organs with the corresponding symptoms ( nephritis, vasculitis, carditis, serositis, cerebritis,

Anämie, Leukopenie, Thrombopenie, Arthritis) induzieren (Übersicht F.Hiepe, B-Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, 1S87). Deshalb erscheint es sinnvoll, den Pathomechanismus dieser Erkrankung durch Entfernung der Anti-DNA-Autoantikörper aus den Körperflüssinkeiten zu beeinflussen, um dadurch das Fortschreiten der oben erwähnten Erkrankung zu verhindern, die Krankheitsaktivität zu mindern und die damit verbundenen Symptome zu lindern bzw. zu beseitigen. Die Erfolge der Plasmapheresebehandlung beim SLE werden u. a. auf die Beseitigung bzw. Reduzierung dieser pathogenetisch bedeutsamen DNA-AK zurückgeführt (Apostoloff et al., Dt. Gesundheitsw. 34,64-67 (1979); Z.Sharon et al., Plasma Ther Transfus Technol. 3, 163-169 (1982); J.V.Jones et al., Arthritis Rheum. 24,1113-1120 (1981); J.V.Jones et al., Clinics in Immunol. Allergy S, 13-32 [1986]; E.Schmitt und H. Kiinkmann, z. Klin. Med. 40,21-25 (19851). Nachteile der Plasmapherese sind das nichtselektive und unspezifische Entfernen aller Plasmabestandteile und die dadurch erforderliche Zuführung größerer Mengen Fremdplasma oder Humanalbumin, die auch aus Kapazitäts- und ökonomischen Gründen limitierend sein können. Aus den genannten Gründen existieren seit einigen Jahren Bemühungen um die Entwicklung von Adsorbenzien, die eine selektive und/oder spezifische Entfernung von Autoentikörpern mittels extrakorporaler Immunadsorbtion aus Körperflüssigkeiten erlauben (siehe Übersicht E.Behm und H. Klinkmann, Z. Klin. Med. 41,1501-1610 (1986)). Hierbei wurden im wesentlichen folgende Wege beschritten:Anemia, leukopenia, thrombocytopenia, arthritis) (review F.Hiepe, B-Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, 1S87). Therefore, it appears to be useful to influence the pathomechanism of this disease by removing the anti-DNA autoantibodies from the body fluids, thereby preventing the progression of the above-mentioned disease, reducing the disease activity and alleviating the associated symptoms. The success of plasmapheresis treatment in SLE u. a. attributed to the elimination or reduction of these pathogenically important DNA-AK (Apostoloff et al., Dt. Gesundheitsw., 34, 64-67 (1979); Z. Sharon et al., Plasma Ther Transfus Technol., 3, 163-169 (1979); JVJones et al., Arthritis Rheum., 24, 1111-1120 (1981); JV Jones et al., Clinics in Immunol., Allergy S, 13-32 [1986]; E. Schmitt and H. Kiinkmann, e.g. Clin. Med., 40, 21-25 (19851) Disadvantages of plasmapheresis are the non-selective and nonspecific removal of all plasma constituents and the required supply of larger quantities of foreign plasma or human albumin, which may also be limiting for reasons of capacity and economy For several years, there have been efforts to develop adsorbents which permit selective and / or specific removal of autoantibodies from bodily fluids by means of extracorporeal immunoadsorption (see review E.Behm and H. Klinkmann, Z. Klin. Med. 41, 1501- 1610 (1986)). Essentially, the following paths were followed:

1. Dio selektive Entfernung von Immunglobülin G (IgG) mittels Staphylokokken-Protein Α-Trägern (vgl. D. S.Terman et al., J. Immunol. 124,796 (1980); New England J. Med. 305,1195 [1981); E. Behm und H. Klinkmann, in: Plasma Separation and Plasma Fractionation, S. 254-265 (Karger, Basel 1983); I. M. Nilsson et al., Blood 58,38-44 [1981 ]). Diese Methode hat den Nachteil, daß ein Großteil des IgG, welches eine wichtige Rolle bei der humoralen Immunabwehr spielt, unspezifisch ε ntfernt wird. Außerdem könnnn nur vorwiegend pathogene Antikörper der IgG-Klasse gebunden werden. Die Herstellungskosten für Protein A sind sehr hoch. Die Verwendung inaktivierter Staphylokokken als „natürlichen" Träger des Protein A ermöglicht den Einsatz des Protein A ohne seine weitere Reinigung, bringt aber zusätzliche Probleme bei der Berührung der Körperflüssigkeit mit den inaktivierten Bakterien (z.B. Freisetzen von Pyrogenen) mit sich. Weiterhin sollen Protein-A-Träger das Komplementsystem aktivieren.1. Dio selective removal of immunoglobulin G (IgG) by staphylococcal proteinΑ carriers (see D.S.Terman et al., J. Immunol 124, 796 (1980); New England J. Med. 305, 1195 [1981]; E. Behm and H. Klinkmann, in: Plasma Separation and Plasma Fractionation, pp. 254-265 (Karger, Basel 1983); Nilsson, M., et al., Blood, 58, 38-44 [1981]). This method has the disadvantage that a large part of the IgG, which plays an important role in the humoral immune defense, is nonspecifically removed. In addition, only predominantly pathogenic antibodies of the IgG class can be bound. The production costs for protein A are very high. The use of inactivated staphylococci as a "natural" carrier of protein A allows the use of protein A without its further purification, but brings with it additional problems in the contact of the body fluid with the inactivated bacteria (eg release of pyrogens) with it Carriers activate the complement system.

2. Adsorbenzien aus Polymeren (T.Kuroda et al., DE-Patent Nr. 3412616, japanisches Patent JP P58-69199 P68-59197: Maeda e.t al., Plasmapheresis, Raven Press, New York, S. 219-223 [1983]). Mit dieser Methode werdoi: Autoantikörper ebenfalls unspezifisch entfernt. Die Herstellung solcher Polymeren Ist außerdem sehr aufwendig und teuer.2. Adsorbents of polymers (T.Kuroda et al., DE Patent No. 3412616, Japanese Patent JP P58-69199 P68-59197: Maeda et al., Plasmapheresis, Raven Press, New York, pp. 219-223 [1983 ]). With this method werdoi: autoantibodies also removed nonspecifically. The preparation of such polymers is also very complicated and expensive.

3. Für die afflnitätschromatogi aphische Reinigung von DNA-AK-Seren fand z. B. Cibacronblau-Sepharose Anwendung (Ernten u. Burdick, Journal Immunol. Moth., 62,205-215 [1983]). Eigene Voruntersuchungen und Mitteilungen in der Literatur (R.Suega et al., J. Immunol. Moth. 93,131-140 (1986]) ergaben jedouh eine unzureichende Spezifität des Adsorbens für die Bindung von Anti-DNA-Autoantikörpern.3. For the affinity chromatography of aphische purification of DNA-AK sera found z. Cibacron Blue-Sepharose application (Harrene and Burdick, Journal Immunol Moth., 62, 205-215 [1983]). Our own preliminary investigations and communications in the literature (R. Suega et al., J. Immunol. Moth., 93, 131-140 (1986)), however, revealed insufficient specificity of the adsorbent for the binding of anti-DNA autoantibodies.

4. Eine spezifische) Bindung und Entfernung von Anti DNA-Autoantikörpern aus Körperfiössigkeitan kann durch Anwendung von Adsorbenzien, die das Autonnligsn DNA oder DNA-Analoga enthalten, erreicht werden.4. Specific binding and removal of anti-body autoantibodies to autoantibodies can be achieved by use of adsorbents containing the auto-ligand DNA or DNA analogs.

Für die Affinitätschromatographle fanden bisher vorwiegend Träger Anwendung, an die DNA adsorptiv gebunden wurde (W.H.Scouten in: Affinity Chromatography (P. J. Elving, J. D.Winefordner eds.) John Wiley & Sons, New York, 1982). Wegen der hohen Instabilität dT adsorptiven Bindung (Leakage) sind solche Adsorbenzien für die in vivo-Anwendung mittels extrakorporaler Immunedsorption nicht geein.net.For affinity chromatography, hitherto predominantly carriers have been used, to which DNA has been adsorbed (W.H.Scouten in: Affinity Chromatography (P.J. Elving, J.D.Winefordner eds.) John Wiley & Sons, New York, 1982). Because of the high instability of adsorptive binding (leakage), such adsorbents are not suitable for in vivo application by extracorporeal immunosorption.

Für affinitätschromatographische Zwecke kann DNA auch kovalent a,i CNBr-Sepharose (Kubota et al., CIIn. exp. Immunol. 62, 321-328 (1985)) gebunden werden. Dieses Adsorbens ist aufgrund der bekannten Instabilität der auf Cyanbromid basierenden Bindung sowie der mikrowellen Angreitbarkeit des Trägers für dio in vivo-Anwondung nicht geeignet.For affinity chromatographic purposes, DNA may also be covalently bound to CNBr-Sepharose (Kubota et al., CI In. Exp. Immunol., 62, 321-328 (1985)). This adsorbent is not suitable because of the known instability of the cyanogen bromide-based binding as well as the microwave excitability of the carrier for in vivo dosing.

DNA kann auch unter Verwendung von Carhodürniden an Sephadex G 200 (Mykoniatis, Journal of Biochemical and Biophysical Methods 10.321-328 [1986]) gebunden worden. Allerdings dürfte auch dieser Träger für die in vivo-Anwendung kaum geeignet sein, da die Porosität des Sephadex G 200 nur eine e'ngeschränkte Bindung der DNA ermöglicht und zudem dieser Träger in seinem Quellverhalten stark von der lonenstärke abhängig ist.DNA can also be linked to Sephadex G 200 (Mykoniatis, Journal of Biochemical and Biophysical Methods 10,321-328 [1986]) using carhidriids. However, this carrier should also hardly be suitable for in vivo use, since the porosity of the Sephadex G 200 only allows limited binding of the DNA and, moreover, this carrier is heavily dependent on the ionic strength in its swelling behavior.

Die ersten erfolgreichen In vivo-Elimlnationen von DNA-AK bei SLE-Patlenten erfolgten mit an kollodiumüberzogene Aktivkohle gebundener DNA (Terman et öl., Lancet 2,824 (1979]) und mit DNA, die an chemisch aktivierte Kollagenmembranen gekoppelt wurde (R. El-Habib et al., J. Clin. Lab. Immunol. 15,111-117 (1984]). Diese Verfahren sind jedoch mit Nachteilen verbunden, die einem breiten Einsatz bei der Diagnostik und Therapie dos SLE entgegenstehen: Die Bindung der DNA an Aktivkohle erfolgt adsorptiv, so daß eine Regenerierung dieser Adsorbenzien unmöglich und eine effektiva Diagnostik sowie wirksame Therapie ökonomisch nicht vertretbar ist. Außerdem besieht die Gefahr des Leakages der DNA und somit der Bildung von neuen pathogenen DNA-AntUDNA-lmmunkomplexen. Der Einsatz von an Kollegenmembrunen gebundener DNA dürfte mit erheblichen Nebenwirkungen verbunden sein, da die bekanntermaßen starke Adhäsion von Thrombozyton an Kollngenetrukturen zu einer Thrombozytopenle, zur Aktivierung das Gerinnungs- und Komplementsystems und somit zur Ausbildung von Thromben führen wird.The first successful in vivo elimination of DNA-AK in SLE patents was with DNA bound to collodion-coated charcoal (Terman et al., Lancet 2,824 (1979)) and with DNA coupled to chemically activated collagen membranes (R. Habib et al., J. Clin., Immunol., 15, 11-11-117 (1984).) However, these methods are associated with disadvantages that stand in the way of widespread use in the diagnosis and therapy of SLE: The binding of the DNA to activated carbon takes place adsorptively In addition, the danger of leakage of the DNA and thus of the formation of new pathogenic DNA-AntUDNA immune complexes can be observed, and the use of DNA bound to a collagenous membrane may be implicated in the regeneration of these adsorbents, rendering diagnostics and effective therapy economically unjustifiable be associated with significant side effects, since the known strong adhesion of thrombocyte to Kollngenetrukturen to a thrombocytopenia, for activation the coagulation and complement system and thus lead to the formation of thrombi.

Hinzu kommt, d U Fibrcn&ktin und Kollagen starke Wechselwirkungen eingehen, in deren Folge Blutzellen (Leukozyten, Erythrozyten) geuunden werden, die zur Auslösung von Entzünd'jiigsreaktionen und zu einer Hämolyse führen können.In addition, U Fibrin & ktin and collagen undergo strong interactions, resulting in the formation of blood cells (leukocytes, erythrocytes) that can trigger inflammatory reactions and hemolysis.

Vor kurzem wurden von uns Verfahren zur chemischen Aktivierung von Hydroxyemylmethacrylat-Ethylenglykoldimethacrylat-Copolymere (Separons*) von zellulosehaltigen Festkörperobarflächen und von polymeren Festkörperflächen entwickelt, die »ich auch zur kcvalenten Bindung von DNA eignen.Recently, we have developed procedures for the chemical activation of hydroxyemylmethacrylate-ethylene glycol dimethacrylate copolymers (separons *) of cellulosic solid-state surfaces and polymeric solid surfaces, which "l also lend themselves to the catalytic binding of DNA.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, Anti-DNA-Auloantikörper spezifisch, einfach und schonend eus Körperflüssigkeiten in vitro und/oder in vivo unter Verwendung von an einer festen Phase (Träger) gebundenen DNA zu entfernen. Die Träger sollen sich einfach, schnell und reproduzierbar zwecke Wiederverwendung regenerieren und sterilisieren lassen, mikrobiell schwer angreifbar sowie biokompatibel sein.It is an object of the invention to specifically, simply and gently remove anti-DNA autoantibodies from body fluids in vitro and / or in vivo using DNA bound to a solid phase (carrier). The carriers should be regenerated and sterilized easily, quickly and reproducibly for reuse, be microbially difficult to attack and be biocompatible.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, Anti-Dh A-Autoantikörpar aus Körperflüssigkeiten in vitro und/oder in vivo an eine feste Phase (Träger) spezifisch zu binden, wobei die feste Phase wiederverwendbar, sterilisierbar, biokompatibel, miktobiell schwer angreifbar und stabil sein soll. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß DNA — als natürliches Antigen — an Polyhydroxymethacrylate (Sepiiron*) oder an zellulosehaltige Träger über Silanhaftmiicel kovalent gebunden wnü und diese trägergebundene DNA zur Bindung und Entfernung von zirkulierenden Anti-DNA-Aui oantikörpern aus Körperflüssigkeiten eingesetzt wird, wobei die an dio DNA gebundenen DNA-AK aus den Körperflüssigkeiten durch Abtrennung der festen Phase sbpariert werden und din feste Phase durch Behandlung mit nichtdenaturierenden Medien funktionell regeneriert wird. Das erfinciungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die im menschlichen Organismus vorkommende und für dio Bildung von pathogenetisch bedeutsamen Immunkomplexen mitverantwortliche DNA als physiologisches Antigen der DNA-AK an zelluiosehaliige Träger oder Separor a* mit hinreichend großer Oberfläche und Porosität auf an sich bekannte vorherige chemische Oberfläctanmodifizierunp des Trägers mit Silanhaftmitteln und gegebenenfalls hetero- oder homobifunktionellen Reagenzien gebunden wird und diese trägergebundene DNA für di J i.~. vivo- und in vitro-Entfernung der zirkulierenden DNA-AK aus Körperflüssigkeiten oingesotrt wird und danach die so gebundenen DNA-AK durch nichtdenaturierende Medien wieder abgespalten werden, so daß die mit DNA beladene Matrix nach Sterilisation erneut eingesetzt werden kann. Der Trager hat eine unterschiedliche geometrische Form, wobei kugel- oder faserförmige Träger mit oder ohne Zusätze, die auch durch Packung, Sinterung: 1er Verwendung eines Bindemittels zu übergeordneten Strukturen (wie z. B. zu Filtern, Fritten, Kolonnen und dergleichen) mit definierter Durchlässigkeit angeordnet sein können, besonders geeignet sind. Die nichtdenaturierenden Medien für die Abspaltung der gebundenen DNA-AK setzen sich aus gepufferten Lösungen hoher lonenstärko zusammen, wobei insbesondere 3mol/l KSCN-Lösungen geeignet sind. Auf Haltbarkeit, Handhabung und Wiederverwendung des DNA-belailenen Trägers wirkt sich besonders vorteilhaft aus, daß die genannten Träger keine Quell- oder Schrumpferscheinungen bei Änderung des lcnenmilieus zeigen.It is an object of the invention to specifically bind anti-Dh A autoantibody from body fluids in vitro and / or in vivo to a solid phase (carrier), the solid phase being reusable, sterilizable, biocompatible, difficult to attack and stable to mycobacteria. According to the invention the object is achieved in that DNA - as a natural antigen - covalently bound to Polyhydroxymethacrylate (Sepiiron *) or to cellulosic carriers via Silanhaftmiicel and this carrier-bound DNA for binding and removal of circulating anti-DNA Aui oantikörpern from body fluids is used wherein the DNA-AK bound to dio DNA are separated from the body fluids by separation of the solid phase and the solid phase is functionally regenerated by treatment with non-denaturing media. The erfinciungsgemäße method is characterized in that the occurring in the human organism and responsible for dio formation of pathogenetically important immune complexes as a physiological antigen of the DNA-AK to zelluiosehalige carrier or Separor a * with sufficiently large surface area and porosity on known prior chemical Oberfläctanmodifizierunp the carrier is bound with silane coupling agents and optionally hetero- or homobifunctional reagents and this carrier-bound DNA for di J i. ~. vivo- and in vitro removal of the circulating DNA-AK from body fluids is oingesotrt and then the thus bound DNA-AK are cleaved again by nichtdenaturierende media, so that the DNA-loaded matrix can be used again after sterilization. The carrier has a different geometric shape, with spherical or fibrous carrier with or without additives, which also by packing, sintering : 1er use of a binder to higher-level structures (such as filters, frits, columns and the like) with defined Permeability can be arranged are particularly suitable. The non-denaturing media for the cleavage of the bound DNA-AK are composed of buffered solutions of high ionic strength, in particular 3mol / l KSCN solutions are suitable. Durability, handling and reuse of the DNA-coated support are particularly advantageous in that the said supports do not show any swelling or shrinkage phenomena when the medium changes.

Die Oberflächenmodifizierung der !Separone* und zellulosehaitigen Materialien zum Zwecke der Schaffung von Bindungen für das Eingehen kovalenter Bindungen mit der DNA erfolgt durch sogenannte Silanhaftmittel wieSurface modification of the "separated" and cellulosic materials to create bonds for entering into covalent bonds with the DNA is by so-called silane coupling agents, such as

wobei η den Wert zwischen 2 und 20 annehmen kann und R Alkvireste und χ ζ. B. Amino-, Epoxy-, f/iaro-, Sulfhydryl- oder Nltroso-Gruppen sind, die auf an sich bekannte Art und Weise mit homo- oder heterobifunktionellen Reagenzion oder direkt mit den reaktiven Gruppen der DNA umgesetzt werden können. Die so mit DNA beladene Matrix wird dann zur Bindung und Entfernung dt; zirkulierenden DNA-AK eingesetzt, wobei die Matrix, insbesondere im Durchflußverfahren, in üblicher Weise (Hämoperfusion, Plasma perfusion), über auch im Batch-Verfahren (bei der Isolierung von DNA-AK für in vitro-Untersuchungen) genutzt werden kann. Nach Ablauf der Reaktion werden die gebundenen DNA-AK durch geeignete nichtdenaturierende Medien, wie 3mol/i KSCN, abgespalten, so daß die kovalent gebundene DNA zum erneuten Einsatz zur Verfügung steht. Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die hohe Affinität der DNA-AK zur DNA für die spezifisch» Bindung und damit Entfernung von zirkulierenden Anti-DNA-Autoantikörpern aus Körperflüssigkeitenwhere η can take the value between 2 and 20 and R Alkvireste and χ ζ. B. amino, epoxy, f / iaro-, sulfhydryl or Nltroso groups which can be reacted in a conventional manner with homo- or heterobifunctional reagent or directly with the reactive groups of the DNA. The matrix thus loaded with DNA is then ligated for binding and removal dt; used in the usual way (hemoperfusion, plasma perfusion), also in the batch process (in the isolation of DNA-AK for in vitro studies) can be used. After completion of the reaction, the bound DNA-AK are cleaved off by suitable nondenaturing media, such as 3 mol / l KSCN, so that the covalently bound DNA is available for reuse. The method of the invention utilizes the high affinity of the DNA-AK for the DNA for the specific binding and thus removal of circulating anti-DNA autoantibodies from body fluids

Im folgenden wird die Elimination von DNA-AK an einem Beispiel erläutert. In the following the elimination of DNA-AK will be explained by an example.

Beispiel 1example 1

Separon* der Korngröße 500-1000pm wurde mit eiern Silanhaftmittel NB1114 (5VoI.-% in 50% Ethanol reinst) 6 St nden bei 6O⁰C versetzt. Nach anschließendem zweimaligen Waschen mit 50% Ethanollösung und fünfmaligem Waschen mi 0,1 M Phosphatpuffer PBS pH 7,2 wurde zum Separon* bis zum Bedecken 5% Glutaraldehydlösung zugegeben und 2 Stunden bei 37 ⁰C inkubiert. Nach fünfmaligem Waschen mit PBS pH 7,2 war das Separon* auf die DNA-Bindung vorbereitet. An den so aktivierten Träger wurde Kalbsthymus-DNA nach 24stündigem Löschen in isotoner NaCI-Lösung, Ultraschallbehandlung (4 χ 20sec) und Hitzedenatuiierung (15min bei 100⁰C, anschließend Abschrecken in Eiswasser) in einer Konzentration von 1,6mg/ml im Verhältnis 1 Volumen fieparon* zu 2 Volumen DNA-Lösung über Nacht bei Raumtemperatur gebunden. Anschließend wurde nach dreimaligem Waschen mit PBS pH 7,2 mit einer 1M Ethanolaminlösung geblockt, um noch eventuell vorhandene reaktive Gruppen am Träger abzusättigen. Der Umfang der DNA-Bindung an dac Separon® sowie die Stabilität der Bindung bei der weiteren Verarbeitung wurde mit P-3'2-markierter mitochondrialer DNA, welche der Kalbsthymus-DNA zugegeben wurde, bestimmt. Unter Verwendung von DNA-Lösungen unterschiedlicher Konzentrationen wurden die in Tab. 1 aufgeführten Worte erreicht (Tab. 1). Die o. g. Versuchsanordnung führt zu einer optimalen DNA-Beladung des Separons*. Purch eine weitere Steigerung der angebotenen DNA-Menge kann nur noch unwesentlich mehr DNA gekoppelt werden. (Bindungskiirve Abb. 1).Separon * of the grain size was 500-1000pm with eggs silane coupling agent NB1114 (5VoI .-% in 50% ethanol, pure) 6 St ligand added at 6O ⁰ C. After subsequent washing twice with 50% ethanol solution and washing five times mi 0.1 M phosphate buffer PBS pH 7.2 * to 5% glutaraldehyde solution for covering Separon was added to and incubated at 37 ⁰ C for 2 hours. After washing five times with PBS pH 7.2, the Separon * was prepared for DNA binding. To the thus-activated calf thymus carrier DNA was after 24 hours Clear in isotonic NaCl solution, sonication (4 χ 20sec) and Hitzedenatuiierung (15min at 100 ⁰ C, followed by quenching in ice water) at a concentration of 1,6mg / ml in the ratio 1 Volume fieparon * bound to 2 volumes of DNA solution overnight at room temperature. Subsequently, after washing three times with PBS, pH 7.2 was blocked with a 1M ethanolamine solution in order to saturate any reactive groups present on the support. The extent of DNA binding to dac Separon® and the stability of binding in further processing was determined with P-3'2-labeled mitochondrial DNA added to calf thymus DNA. Using DNA solutions of different concentrations, the words listed in Table 1 were reached (Table 1). The above-mentioned test arrangement leads to an optimal DNA loading of the separon *. Purch a further increase in the amount of DNA offered, only slightly more DNA can be coupled. (Bonding Figure 1).

Separon* 1114Separon * 1114 DNA-AngebotDNA Offer DNA-KonzentrationDNA concentration gebundene Mengebound amount (mg)(Mg) (mg/ml)(Mg / ml) (mg/ml Ti äger)(mg / ml bacteria) 0,660.66 0.3312:33 0,72"0.72 " 2,002.00 1,001.00 1,«21, "2 3,203.20 1,601.60 3,203.20 13,4013.40 1,601.60 3,453.45

1 Dieses Heeultat liegt irrt Meßfehler begtundet.1 This result is erroneous.

DNA-Bindung (mg/ml Träger)DNA binding (mg / ml carrier)

DNA-AngebotDNA Offer

(»ng)( "Ng)

Beispiel 2:Example 2:

Das nach Beispiel 1 hergestellte Adsorbens wurde bei 124⁰C autoklaviert. Dadurch wurde Sterilität (t = 30min) und Pyrogenf reiheit (t = 120 min) des Adsorbens erreicht. Nachdem durch Absaugen die restliche Waschlösung vom DNA-Separon* ontfernt wurde, wurde 1 Volumen Adsorbens mit 2 Volumen eines DNA-AK-reichen Serums (eines Patienten mit hochaktivem SLE) versetzt (Reaktion 2 Stunden bei Raumtemperatur unter leichtem Rühren). Das Serum wurde danach abgesaugt, das Trägermaterial 3x mit PBS pH 7,2 gewaschen, und mit 3 Volumen 3M KSCN (t = 15min) wurden unter leichtem Schütteln die gebundenen Antikörper abgetrennt. Nach 3x Waschen mit PBS pH 7,2 und erneutem Autoklavieren wurde der Prozeß der Antikörpergowinnung noch zweimal wiederholt. Die Aktivität der DNA-AK der Seren vor und nach der Behandlung wurde bestimmt. Ein typisches Beispiel zeigt Tab. 2.The adsorbent prepared according to Example 1 was autoclaved at 124 ⁰ C. This achieved sterility (t = 30 min) and pyrogen purity (t = 120 min) of the adsorbent. After aspirating the remaining wash solution from the DNA separator, 1 volume of adsorbent was added to 2 volumes of a DNA-AK rich serum (a patient with high activity SLE) (reaction for 2 hours at room temperature with gentle agitation). The serum was then aspirated, the support washed 3x with PBS pH 7.2, and with 3 volumes of 3M KSCN (t = 15min) the bound antibodies were separated with gentle shaking. After 3x washing with PBS pH 7.2 and retanning, the process of antibody grafting was repeated twice more. The activity of the DNA-AK of the sera before and after the treatment was determined. A typical example is shown in Tab. 2.

Tab. 2Tab. 2

Anwendungapplication IgGIgG Serum vor BehandlungSerum before treatment Serum danachSerum afterwards Senkung derLowering the IgMIgM (E/l)(E / l) (E/l)(E / l) Aktivität auf:Activity on: 11 IgAIgA 4000040000 81708170 20,5%20.5% IgGIgG 70007000 22502250 32.0%32.0% IgMIgM 92709270 34703470 37,6%37.6% 22 IgAIgA 760000760000 158000158000 21,0%21.0% IgGIgG 23002300 13001300 56,5%56.5% IgMIgM 1100011000 24002400 21,8%21.8% 33 IgAIgA 500000500000 4000040000 8,0%8.0% 1400014000 34603460 24,7%24.7% 2900029000 1075010750 37,0%37.0%

Die Clearance der verwendeten Seren lag sowohl bei der Erstanwandung als auch beim Zweit- und Drittelnsalz der Adsorbenxien deutlich über 60%. Ein signifikanter Verlust an DNA während der Anwendung und dem Autoklavieren sowie ein Wirkungsverlust durch Mehrfachautoklavieren oder durch Mehrfachvorwendung konnte nicht festgestellt werden.Biokompatibilität: Die Biokompatibilität wurde anhand des Komplementsystems für DNA-Separon* und DNA-freies Separon* bestimmt. Bei keiner der untersuchten Kapazitäten und Einzeikompononten gab es Hinweise auf Unverträglichkeitsreaktionen.The clearance of the sera used was well above 60% in both the initial and the second and third salts of adsorbent. Significant loss of DNA during use and autoclaving as well as loss of efficacy through multiple autoclaving or multiple foresight could not be determined. Biocompatibility: Biocompatibility was determined by the complement separation system for DNA separon * and DNA-free separon *. There were no indications of incompatibility reactions in any of the investigated capacities and single-component components.

Claims (8)

1. Verfahren zur Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikörpem aus Körperflüssigkeiten, das sowohl in vitro als auch in vivo genutzt werden kann, auf der Grundlage biospezifischer Wechselwirkungen an feste Phasen, dadurch gekennzeichnet, daß als feste Phasen Träger, vorzugsweise Copolymere von Hydroxyathylmethaorylat und Eihylenglycoldimethacrylat oder zeliulosehaltige Materialien verwendet werden, die über eine biokompatible Brückenverbindung DNA kovalent gebunden enthalten, und daß nach spezifischer Bindung der Anti-DNA-Autoantikörper an DNA der festen Phase durch in vivo- oder in vitro-Behandlung mit der Körperflüssigkeit, insbesondere Blut, Plasma, Serum und Abtrennung der festen Phase eine Regenerierung der festen Phase durch Behandlung mir nichtdenaturierenden Medien und Wiederverwendung derselben erfolgt.1. A method for binding and removal of anti-DNA autoantibodies from body fluids, which can be used both in vitro and in vivo, based on biospecific interactions on solid phases, characterized in that as solid phases carriers, preferably copolymers of Hydroxyathylmethaorylat and ethylene glycol dimethacrylate or cellulosic materials which contain DNA covalently bound via a biocompatible bridging compound and, after specific binding, the anti-DNA autoantibodies to DNA of the solid phase by in vivo or in vitro treatment with the body fluid, especially blood, Plasma, serum and solid phase separation, regeneration of the solid phase by treatment with non-denaturing media and reuse thereof. 2. Verfahren zur Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikörpern aus Körperflüssigksiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtdenaturierenden Medien gepufferte Lösungen hoher lonenstärke sind, chaotropische Ionen oder aber stark saure oder alkalische Lösungen sind.2. A method for binding and removing body tissue anti-DNA autoantibodies according to claim 1, characterized in that the non-denaturing media are buffered solutions of high ionic strength, are chaotropic ions or strongly acidic or alkaline solutions. 3. Verfahren zur Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikörpem aus Körperflüssigkeiten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eingesetzten festen Phasen aus sphärischen, flächenförmigen oder faserförmigen Festkörpern bestehen oder aber als dünne Schichten, Filme oder Lacke auf anderen Trägern aufgebracht sind.3. A method for binding and removal of anti-DNA autoantibodies from body fluids according to claim 1 and 2, characterized in that the solid phases used consist of spherical, sheet-like or fibrous solids or applied as thin layers, films or paints on other substrates are. 4. Verfahren zur Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikörpern aus Körperflüssigkeiten nach Anspruch 1 bis 3, dndurch gekennzeichnet, daß die Festkörper durch Packung, Verweben, Sinterung oder durch Bindemittel zu vorzugsweise flächenförmigen Trägerschichten oder Kolonnenpackungen zusammengestellt sind, oder aber als dünne Schichten, Filme oder Lacke auf anderen Trägern aufgebrachter Poly- (Hydroxyethylmethacrylat)-Copolymere zum Einsatz gelangen.4. A method for binding and removal of anti-DNA autoantibodies from body fluids according to claim 1 to 3, Dnurch characterized in that the solids are assembled by packing, interweaving, sintering or binder to preferably sheet-like support layers or column packs, or as a thin layers , Films or paints on other carriers applied poly (hydroxyethyl methacrylate) copolymers are used. 5. Verfahren zur Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikörpern aus Körperflüssigkeiten nach Anspruch 1,2,3 und 4, dadurch gekonnzeichnet, daß als Trägermaterial sphärische ?oly-(Hydroxyethylmethacrylat-) Copolymere zum Einsatz gelangen, deren Partikelgröße 10 bis 3000 μιτι beträgt und deren Porosität über 10nm liegt.5. A method for binding and removal of anti-DNA autoantibodies from body fluids according to claim 1,2,3 and 4, characterized gekonnzeichnet that are used as support material spherical? Poly (hydroxyethyl methacrylate) copolymers whose particle size 10 to 3000 μιτι is and whose porosity is above 10nm. 6. Verfahren zur Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikörpern aus Körperflüssigkeiten nach Anspruch 1,2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte zeliulosehaltige Material Perlzellulose ist, deren Partikelgröße 10 bis 3000μηι beträgt und deron Porosität über lOnm liegt.6. A method for binding and removal of anti-DNA autoantibodies from body fluids according to claim 1,2,3 and 4, characterized in that the zeliulosehaltige material used is perl cellulose whose particle size is 10 to 3000μηι and deron porosity is about lOnm. 7. Verfahren zur Bindung und Entfernung von Anti-DNA-Autoantikörpem aus Körperflüssigkeiten nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß als biokompatible Brückenverbindung Organosilane vorzugsweise unter Zusatz homo- oder heterobifunktioneller Reagenzien eingesetzt werden.7. A method for binding and removal of anti-DNA autoantibodies from body fluids according to claim 1-6, characterized in that are used as the biocompatible bridge compound organosilanes, preferably with the addition of homo- or heterobifunctional reagents. 8. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß als Brückenverbindung Epichlorhydrin, CNBr, Carbodiimide, Glutaraldehyd, und andere Verbindungen eingesetzt werden.8. The method according to claim 1-7, characterized in that are used as bridge compound epichlorohydrin, CNBr, carbodiimides, glutaraldehyde, and other compounds.