ES2199284T3 - Procedimiento para producir una proteina. - Google Patents
Procedimiento para producir una proteina.Info
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A LA APOLIPOPROTEINA A (APO A) O APOLIPOPROTEINA E (APOE) SUSTANCIALMENTE LIBRES DE ENDOTOXINA Y A UN PROCESO PARA LA PRODUCCION DE LAS MISMAS MEDIANTE LA SEPARACION DE LAS ENDOTOXINAS DE APOA O APOE, O VARIANTES O MEZCLAS DE LAS MISMAS, A TRAVES DEL CONTACTO DE UNA PRIMERA SOLUCION ACUOSA QUE CONTIENE LAS DICHAS APOA O APOE CON UNA MATRIZ QUE CONTIENE UN COMPUESTO INMOVILIZADO CON UN GRUPO TERMINAL QUE COMPRENDE DOS O TRES ATOMOS DE NITROGENO UNIDOS A UN ATOMO DE CARBONO, Y EL SUBSIGUIENTE TRATAMIENTO DE LA MATRIZ QUE CONTIENE UN COMPUESTO INMOVILIZADO CON UNA SEGUNDA SOLUCION ACUOSA QUE CONTIENE UN SURFACTANTE, O MEDIANTE EL CONTACTO DE UNA PRIMERA SOLUCION ACUOSA QUE CONTIENE DICHAS APOA O APOE CON UNA MATRIZ DE INTERCAMBIO ANIONICO, Y EL SUBSIGUIENTE TRATAMIENTO DE LA MATRIZ DE INTERCAMBIO ANIONICO CON UNA SEGUNDA SOLUCION ACUOSA QUE CONTIENE UN COMPUESTO QUE COMPRENDE DOS O TRES ATOMOS DE NITROGENO UNIDOS A UN ATOMO DE CARBONO. LA INVENCION SE REFIERE TAMBIEN AL USO DE UNA MATRIZ QUE CONTIENE UN COMPUESTO INMOVILIZADO QUE COMPRENDE DOS O TRES ATOMOS DE NITROGENO UNIDOS A UN ATOMO DE CARBONO Y UNA SOLUCION QUE CONTIENE UN SURFACTANTE, O UNA MATRIZ DE INTERCAMBIO ANIONICO Y UNA SOLUCION QUE CONTIENE UN COMPUESTO QUE COMPRENDE DOS O TRES ATOMOS DE NITROGENO UNIDOS A UN ATOMO DE CARBONO, PARA LA ELIMINACION DE ENDOTOXINAS DE SOLUCIONES ACUOSAS QUE CONTIENEN APOA O APOE, O VARIANTES O MEZCLAS DE LAS MISMAS. LAS APOA O APOE ASI PRODUCIDAS PUEDEN UTILIZARSE PARA LA FABRICACION DE UN MEDICAMENTO PARA EL TRATAMIENTO DE LA ATEROSCLEROSIS Y ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES, ASI COMO EN UN METODO PARA EL TRATAMIENTO DE LA ATEROSCLEROSIS Y ENFERMEDADES CARDIOVASCULARES CUANDO SE ADMINISTRAN EN UNA CANTIDAD TERAPEUTICAMENTE EFICAZ.
Description
Procedimiento para producir una proteína.
La presente invención se refiere a una
apolipoproteína A (ApoA) o una apolipoproteína E (ApoE)
sustancialmente exenta de endotoxinas y a un procedimiento para
producir las mismas, por la separación de las endotoxinas de la
ApoA o ApoE, o variantes o mezclas de las mismas, mediante la puesta
en contacto de una primera solución acuosa que contiene dicha ApoA o
ApoE con una matriz que contiene un compuesto inmovilizado con un
grupo terminal que comprende dos o tres átomos de nitrógeno unidos a
un átomo de carbono, y posteriormente mediante el tratamiento de la
matriz que contiene un compuesto inmovilizado con una segunda
solución acuosa que contiene un tensioactivo, o mediante la puesta
en contacto de una primera solución acuosa que contiene dicha ApoA
o ApoE con una matriz de intercambio aniónico, y posteriormente
mediante el tratamiento de la matriz de intercambio aniónico con una
segunda solución acuosa que contiene un compuesto que comprende dos
o tres átomos de nitrógeno unidos a un átomo de carbono. La
invención se refiere además al uso de una matriz que contiene un
compuesto inmovilizado que comprende dos o tres átomos de nitrógeno
unidos a un átomo de carbono y una solución que contiene un
tensioactivo, o una matriz de intercambio aniónico y una solución
que contiene un compuesto que comprende dos o tres átomos de
nitrógeno unidos a un átomo de carbono, para la eliminación de las
endotoxinas de soluciones acuosas que contienen ApoA o ApoE, o
variantes o mezclas de las mismas. La ApoA o ApoE así producida
puede usarse para la fabricación de un medicamento para el
tratamiento de la aterosclerosis y las enfermedades
cardiovasculares, así como en un procedimiento para tratar la
aterosclerosis y las enfermedades cardiovasculares cuando se
administran en una cantidad terapéuticamente eficaz.
La clara correlación entre niveles elevados de
colesterol sérico y el desarrollo de enfermedad cardiaca coronaria
(CHD) ha sido confirmada en repetidas ocasiones, basándose en
estudios epidemiológicos y longitudinales. Sin embargo, la
definición de mecanismos complejos de transporte de colesterol en
plasma, ha permitido reconocer una función selectiva de las
lipoproteínas circulantes en la determinación del riesgo de padecer
CHD.
De hecho, hay cuatro lipoproteínas circulantes
principales: los quilomicrones (CM), las lipoproteínas de muy baja
densidad (VLDL), de baja densidad (LDL) y de alta densidad (HDL). De
éstas, las HDL están directamente implicadas en la eliminación del
colesterol de los tejidos periféricos, al devolverlo o bien al
hígado o bien a otras lipoproteínas, mediante un mecanismo que se
conoce como ``transporte inverso del colesterol'' (RCT).
El papel ``protector'' de las HDL ha sido
confirmado en varios estudios. Estudios recientes encaminados hacia
el (los) mecanismo(s) protector(es) de las HDL se han
centrado en la apolipoproteína A-I
(ApoA-I), el componente principal de las HDL.
Niveles plasmáticos elevados de ApoA-I están
asociados con un riesgo reducido de CHD y de presencia de lesiones
coronarias.
La ApoA-I plasmática es una
cadena polipeptídica sencilla de 243 aminoácidos, cuya secuencia
primaria es conocida (Brewer y col. (1978) Biochem. Biophys. Res.
Commun. 80: 623-630). La ApoA-I se
sintetiza como un precursor de 267 aminoácidos en la célula. Se cree
que el principal requisito estructural de la molécula de
ApoA-I es la presencia de unidades repetidas de 11 ó
22 aminoácidos, de los que se supone que están en conformación de
hélice anfipática (Segrest y col. FEBS Lett. (1974) 38:
247-253). Esta estructura permite las principales
actividades biológicas de la ApoA-I, es decir, la
unión de lípidos y la activación de la lecitina colesterol acilo
transferasa (LCAT).
La apolipoproteína A-IMilano
(ApoA-IM) es la primera variante molecular de la
ApoA-I humana que se ha descrito (Franceschini y
col. (1980) J. Clin. Invest. 66: 892-900). Se
caracteriza por la sustitución de Arg 173 por Cys 173 (Weisgraber y
col. (1983) J. Biol. Chem. 258: 2508-2513). La
apolipoproteína mutante se transmite como un carácter dominante
autosómico y se han identificado 8 generaciones de portadores
(Gualandri y col. (1984) Am. J. Hum. Genet. 37:
1083-1097). El estado de un individuo portador de
la ApoA-IM se caracteriza por una reducción
extraordinaria del nivel de colesterol de HDL. Pese a ello, los
sujetos afectados no parecen presentar riesgo aumentado de
enfermedades arteriales. De hecho, por examen del árbol genealógico
parece que estos sujetos puedan estar ``protegidos'' contra la
aterosclerosis.
El mecanismo del posible efecto protector de la
ApoA-IM en los portadores parece estar relacionado
con una modificación en la estructura de la apolipoproteína
mutante, con la pérdida de una hélice alfa y una exposición
aumentada de residuos hidrófobos (Francheschini y col. (1985) J.
Biol. Chem. 260: 1632-1635). La pérdida de la
estructura compacta de las múltiples hélices alfa lleva a una
flexibilidad aumentada de la molécula que se asocia más fácilmente
con los lípidos, en comparación con la ApoA-I
normal.
Otra característica muy específica de la
ApoA-IM es su capacidad para formar dímeros consigo
misma y complejos con la ApoA-II, en ambos casos por
la presencia del residuo de Cys.
Para hacer posible la producción de suficientes
cantidades de ApoA-I en general, y más
específicamente de ApoA-IM, se hace uso de las
técnicas del ADN recombinante, por ejemplo, en E. coli. Así,
se describen preparaciones recombinantes y uso de
ApoA-IM, monómeros así como dímeros, en las memorias
descriptivas de las patentes
WO-A-88/03166 atribuida a Farmitalia
Carlo Erba (FICE), WO-A-90/12879
atribuida a Sirtori y col., así como
WO-A-93/12143 y
WO-A-94/13819 ambas atribuidas a
Pharmacia AB (antes Kabi Pharmacia AB).
El uso de, por ejemplo, E. coli como medio
introduce ciertos inconvenientes. Así, las endotoxinas o los
lipopolisacáridos (LPS) son complejos de alto peso molecular
asociados con la membrana externa (pared celular) de las bacterias
Gram negativas, tales como E. coli, Proteus y
Salmonella. Las endotoxinas constan de dos partes
principales, un resto lipídico denominado lípido A que se encuentra
incrustado en la membrana externa y un polisacárido (antígeno O) que
sobresale en el entorno. El lípido A es la región que provoca el
efecto tóxico de las endotoxinas, siendo un prerrequisito la
presencia del resto de lípido A entero. El polisacárido está hecho
de una cadena O-específica y un núcleo. La cadena
O-específica se proyecta desde el núcleo y es la
parte más externa de la endotoxina. El núcleo sirve de enlace entre
el lípido A y la cadena O-específica.
Se sabe que las endotoxinas deben liberarse de la
superficie bacteriana para provocar efectos tóxicos. Esto ocurre
cuando las bacterias se multiplican, en la lisis y durante el
estrés. En las soluciones acuosas, las endotoxinas libres forman
agregados, micelas y vesículas con un peso molecular de
aproximadamente 5 kDa hasta > 10^{3} kDa.
Se sabe de la bibliografía que varias proteínas
forman complejos con las endotoxinas. Se forman complejos
particularmente sólidos con las HDL y las apolipoproteínas
(Emancipator y col. (1992) Infect. Immun. 60:
596-601). Según Ulevitch y col. (1981) J. Clin.
Invest. 67: 827-837, la formación de un complejo
entre las HDL y las endotoxinas implica un mecanismo en dos etapas,
como sigue:
Endotoxinas_{(agregadas)}\rightarrow
Endotoxinas_{(desagregadas)}(1)
Endotoxinas_{(desagregadas)} + HDL
\rightarrow
Endotoxinas-HDL(2)
Este comportamiento ha sido confirmado, por
ejemplo, por Munford y col. (1981) Infect. Immun. 34:
835-843. Hay indicios que sugieren que el lípido A
es el factor principal en el complejo y que la interacción implica a
fuerzas tanto iónicas como hidrófobas (Freudenberg y col. (1979)
Nat. Toxins, Proc. Int. Symp. Anim. Plant Microb. Toxins, 6º,
349-354).
Como ya se indicó arriba, se forman complejos
sólidos entre las endotoxinas y las HDL en general y en particular
con las apolipoproteínas. Este mecanismo se ha usado en el documento
US-A-5.128.318 atribuido al
instituto Rogosin. El documento
US-A-5.128.318 se refiere pues a una
apolipoproteína asociada a las HDL que contiene partículas
reconstituidas, y el uso de la misma para eliminar materiales
lipídicos solubles, incluidas endotoxinas, de las células, fluidos
corporales, y similares. Más concretamente, el documento
US-A-5.128.318 se refiere a un
procedimiento para tratar un sujeto para la toxicidad provocada por
endotoxinas, mediante la administración de una partícula
reconstituida que contiene ApoA-I o
ApoA-II al sujeto, con o sin colesterol. En este
caso, por supuesto, el propósito es crear y mantener de forma
indefinida el complejo más sólido posible, para evitar la liberación
de las endotoxinas en el sujeto.
Los complejos, sólidos en sí, se pueden reforzar
aún más, por ejemplo, por la presencia de ciertos compuestos
químicos. Así, se sabe que el desoxicolato desagrega las endotoxinas
según la fórmula (1) anterior (Munford y col., véase arriba y
Emancipator y col., véase arriba). A continuación, el desoxicolato
aumenta la unión de las endotoxinas a las HDL según la fórmula (2).
El resultado es un complejo de las endotoxinas con las HDL que es
muy difícil de separar.
Se conocen procedimientos generales anteriores
para reducir o eliminar el efecto de las endotoxinas. Así, el
documento EP-A-494848 atribuido a
Pharmacia describe procedimientos para inhibir efectos inducidos por
las endotoxinas. Una primera realización se refiere a la infusión de
un medicamento que contiene arginina o derivados de la arginina para
el tratamiento de un efecto inducido por endotoxinas, por ejemplo,
una fiebre. Una segunda realización se refiere a un procedimiento
para eliminar endotoxinas del agua o de soluciones acuosas mediante
la filtración del agua o la solución acuosa a través de un lecho que
contiene arginina inmovilizada o un derivado de la arginina. Para
ilustrar la segunda realización, se llevaron a cabo pruebas con
endotoxinas de E. coli en columnas que contenían Arginina
Sepharose® de Pharmacia Biotech de Uppsala, Suecia. La interacción
es débil sin embargo, y por lo tanto mucho más fácil de separar en
proteína y endotoxinas que en el caso que se daría con los complejos
sólidos entre las apolipoproteínas y las endotoxinas.
La cromatografía de intercambio aniónico se usa
frecuentemente en la eliminación de endotoxinas de soluciones que
contienen proteínas tales como uroquinasa, interferón, asparraginasa
y albúmina (Sharma (1986) Biotech. Applied Biochem. 8:
5-22). Sin embargo, la interacción entre las
proteínas y las endotoxinas es mucho más débil que los complejos que
se forman entre las apolipoproteínas y las endotoxinas.
El documento
EP-A-333474 para Mitsui Toatsu se
refiere a un procedimiento para eliminar endotoxinas de proteínas
mediante la puesta en contacto de una solución acuosa contaminada
con endotoxinas que contiene la proteína con un adsorbente de
proteínas, el lavado del adsorbente con una solución que contiene un
compuesto aminado, y la posterior elución de las proteínas del
adsorbente. Las únicas proteínas que se dan a modo de ejemplo son al
activador del plasminógeno tisular (t-PA), la
sueroalbúmina humana y el inhibidor de la
inter-\alpha-tripsina. Son
ejemplos de adsorbentes de proteínas los geles de cromatografía de
afinidad, adsorción, hidrófoba y con quelatos metálicos.
El sulfato de polimixina B es un polipéptido
antibiótico que tiene la capacidad de prevenir los efectos tóxicos
de las endotoxinas por interacción con el resto de lípido A. Karplus
y colaboradores (Karplus y col. (1987) J. Immuno. Methods 105:
211-220) han usado este conocimiento para adsorber
endotoxinas a Polimixina Sepharose® 4B, que vende Pharmacia AB de
Uppsala, Suecia. Sin embargo, la polimixina es biológicamente activa
en sí y por ello no es adecuada para eliminar endotoxinas de
soluciones para inyección por vía intravenosa (H. Matsumae y col.
(1990) Biotechn. Biochem. 12: 129-140).
El PROSEP® Remtox que vende Bioprocessing Ltd. de
Gran Bretaña, es una matriz preparada para la eliminación específica
de endotoxinas de sustancias de bajo y alto peso molecular, tales
como antibióticos, vitaminas, enzimas, anticuerpos y productos
sanguíneos. El gel consiste en un ligando sintético de bajo peso
molecular no proteico, no carbohidrato.
Los filtros cargados son capaces de eliminar
endotoxinas y otras moléculas cargadas negativamente de distintas
soluciones. Por ejemplo, Pall del Reino Unido ofrece filtros de
Posidyne™, que consisten en un medio de filtro de nailon 66
hidrófilo que contiene grupos de amonio cuaternario por toda la
estructura de la membrana. La capacidad de retención del filtro es
independiente de la temperatura y es óptima a un pH de
5-8 y a un caudal bajo.
Actualmente hay varios procedimientos conocidos
para reducir o eliminar la influencia de las endotoxinas en
soluciones de proteínas de manera general. Por ejemplo, Anspach y
col., 1995 (Journal of Chromatography A., Vol. 711:
81-92) estudian la eliminación de endotoxinas
procedentes de E. coli mediante adsorbentes por afinidad de
histidina, histamina y polimixina B, pero concluyen que los
resultados de estos estudios no se pueden trasladar a condiciones en
las que hay proteínas que están presentes. Este documento enseña que
cada procedimiento de descontaminación se debe optimizar por
separado.
Por lo tanto, no hay procedimiento existente para
superar la fuerte interacción entre las endotoxinas y la ApoA o la
ApoE. La presente invención tiene el propósito de resolver este
problema.
Un objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento de purificación eficaz para producir
ApoA o ApoE con un muy bajo contenido en endotoxinas.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento eficaz, en el que se conserva
esencialmente la actividad de la ApoA o la ApoE.
Un objetivo adicional de la presente invención es
un procedimiento que proporciona un alto rendimiento de ApoA o ApoE,
es decir, un procedimiento con una pérdida mínima de producto.
Los objetivos anteriores están alcanzados por la
presente invención, que se refiere a un procedimiento para producir
una apolipoproteína A (ApoA) o una apolipoproteína E (ApoE)
sustancialmente exenta de endotoxinas o variantes o mezclas de las
mismas mediante la separación de las endotoxinas de la ApoA o la
ApoE que se han producido mediante una técnica de ADN recombinante,
dicho procedimiento caracterizándose por la puesta en contacto de
una primera solución acuosa que contiene dicha ApoA o ApoE con una
matriz que contiene un compuesto inmovilizado con un grupo terminal
que comprende dos o tres átomos de nitrógeno unidos a un átomo de
carbono, y posteriormente mediante el tratamiento de la matriz que
contiene un compuesto inmovilizado con una segunda solución acuosa
que contiene un tensioactivo, o mediante la puesta en contacto de
una primera solución acuosa que contiene dicha ApoA o ApoE con una
matriz de intercambio aniónico, y posteriormente mediante el
tratamiento de la matriz de intercambio aniónico con una segunda
solución acuosa que contiene un compuesto que comprende dos o tres
átomos de nitrógeno unidos a un átomo de carbono.
Los inventores de la presente invención han
encontrado sorprendentemente que las matrices que contienen, por
ejemplo, arginina, guanidina o histidina inmovilizada pueden usarse
para unir fuertemente las endotoxinas, y de ese modo la ApoA y la
ApoE, a la matriz. Al realizar la elución posteriormente con una
solución que contiene tensioactivos, se pueden liberar las moléculas
de ApoA o ApoE, mientras que las endotoxinas siguen unidas a la
matriz. También es posible unir fuertemente las ApoA o ApoE y de ese
modo las endotoxinas a una matriz de intercambio aniónico. Al
realizar la elución posteriormente con una solución que contiene,
por ejemplo, urea o arginina, o sales de guanidina o histidina, se
pueden liberar las endotoxinas, mientras que las moléculas de ApoA o
ApoE siguen unidas a la matriz. Finalmente, se pueden liberar las
moléculas de ApoA o ApoE de la matriz mediante el aumento de la
fuerza iónica.
La selección de condiciones en las cuales llevar
a cabo el presente procedimiento se regirá por el deseo de alcanzar
la concentración más baja posible de las endotoxinas, mientras se
obtenga al mismo tiempo una recuperación aceptable de ApoA o
ApoE.
Con el presente procedimiento es posible producir
ApoA o ApoE que están sustancialmente exentas de endotoxinas. En la
presente invención, sustancialmente exentas de endotoxinas
significa una concentración por debajo de aproximadamente 1 UE/mg de
ApoA o ApoE. Específicamente, es posible producir ApoA o ApoE
sustancialmente exenta de endotoxinas que han sido producidas
mediante técnica de ADN recombinante, más específicamente en
bacterias Gram negativas, e incluso más específicamente en E.
coli.
Con el presente procedimiento es posible producir
ApoA o ApoE con un bajo contenido en endotoxina en combinación con
una recuperación de proteínas de por lo menos 70%, adecuadamente
por lo menos 80%, preferiblemente por lo menos 90% y más
preferiblemente por lo menos 95%.
La presente invención se refiere también al uso
de una matriz que contiene un compuesto inmovilizado con un grupo
terminal que comprende dos o tres átomos de nitrógeno unidos a un
átomo de carbono y una solución que contiene un tensioactivo, o una
matriz de intercambio aniónico y una solución que contiene un
compuesto que comprende dos o tres átomos de nitrógeno unidos a un
átomo de carbono, para la eliminación de las endotoxinas de
soluciones acuosas que contienen ApoA o ApoE, o variantes o mezclas
de las mismas.
La presente invención se refiere además al uso de
la ApoA o la ApoE producida según el procedimiento de la invención
para la fabricación de un medicamento que comprende la ApoA o la
ApoE en el tratamiento de la aterosclerosis y de enfermedades
cardiovasculares.
En una primera realización, se carga una solución
acuosa que contiene ApoA o ApoE en una matriz con ligandos
inmovilizados con un grupo terminal que comprende dos o tres átomos
de nitrógeno unidos a un átomo de carbono. Posteriormente, se separa
el complejo de ApoA o ApoE y endotoxinas por elución con una
solución acuosa que contiene un tensioactivo, por lo cual se libera
la ApoA o la ApoE mientras que las endotoxinas quedan unidas a los
ligandos. Finalmente, se regenera la matriz por lavado con uno o
más líquidos que contienen varias combinaciones de, por ejemplo,
NaOH, C_{2}H_{5}OH, HAc y NaAc.
Los ejemplos de grupos terminales que se pueden
usar en la presente invención son aquellos que contienen un grupo
guanidino, por ejemplo la arginina y la guanidina, o un grupo
heterocíclico, por ejemplo, la histidina. Adecuadamente, los grupos
terminales son no heterocíclicos, preferiblemente conteniendo un
grupo guanidino, lo cual hace de los grupos terminales bases
fuertes. El grupo terminal que contiene un grupo guanidino es más
preferiblemente arginina o guanidina, muy preferiblemente arginina.
Los grupos terminales pueden estar unidos directamente a la matriz.
Sin embargo, el grupo terminal se encuentra más habitualmente unido
a la matriz a través de un espaciador, que puede ser inerte o
exhibir una capacidad de unión adicional. Los espaciadores bien
adecuados para el presente procedimiento se pueden encontrar, por
ejemplo, en la arginina unida a Sepharose® e histidina unida a
Minileak®.
En una segunda realización, se carga una solución
acuosa que contiene ApoA o ApoE en una matriz de intercambio
aniónico. Posteriormente, se separan los complejos de ApoA o ApoE y
endotoxinas por elución con una solución acuosa que contiene un
compuesto que comprende dos o tres átomos de nitrógeno unidos a un
átomo de carbono. De esta manera, las endotoxinas se liberan
mientras que la ApoA o la ApoE se quedan unidas a los ligandos. Son
ejemplos adecuados de compuestos que contienen nitrógeno el
clorhidrato de urea, de arginina y de guanidina. Finalmente, la ApoA
y la ApoE se liberan de la matriz al aumentar la fuerza iónica,
adecuadamente de aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 2 M,
preferiblemente por adición de NaCl.
Convencionalmente, en los procedimientos para
purificar proteínas se mantienen las concentraciones de por ejemplo
clorhidrato de urea y de guanidina a un mínimo para evitar la
desnaturalización irreversible de la proteína en cuestión.
Sorprendentemente, los inventores han encontrado que una
concentración superior a la convencional de compuesto que contiene
nitrógeno es ventajosa cuando se lleva a cabo la presente
invención, puesto que hace posible que se destape el complejo sólido
entre las endotoxinas y la ApoA. Por lo tanto, la concentración de
urea debería encontrarse en el intervalo de aproximadamente 0,75 M
hasta la saturación a la temperatura reinante, adecuadamente en el
intervalo de 2,5 M hasta 8 M, preferiblemente de 4,5 hasta 7,5 M.
Dentro de las capacidades de una persona experta en la materia se
encuentra el escoger las concentraciones correspondientes para, por
ejemplo, el clorhidrato de guanidina y la arginina.
En una tercera realización, se combinan la
primera y la segunda realización de tal modo que proporcionen un
producto con un muy bajo nivel de endotoxinas. Así, se puede cargar
la solución acuosa que contiene la ApoA o la ApoE en una etapa de
intercambio aniónico tras lo cual se liberan las endotoxinas por
elución con un compuesto que comprende dos o tres átomos de
nitrógeno unidos a un átomo de carbono. Las ApoA o ApoE con una
concentración reducida de endotoxinas, se liberan de la matriz de
intercambio aniónico, y, opcionalmente, tras una o más etapas de
procesamiento intermedias tales como etapas de desalinización, las
ApoA o ApoE que se obtienen se cargan en una matriz con compuestos
inmovilizados con grupos terminales que comprenden dos o tres átomos
de nitrógeno unidos a un átomo de carbono. Finalmente, las ApoA o
ApoE se pueden liberar en una forma muy pura. Se puede usar también
la secuencia invertida, es decir, una primera etapa con una matriz
que contiene ligandos inmovilizados, y una segunda etapa con la
matriz de intercambio aniónico lo cual es una ventaja de la presente
invención.
Las matrices de la presente invención pueden ser
solubles o insolubles en diversos disolventes comunes, por ejemplo,
polímeros orgánicos solubles o insolubles en agua con o sin etanol.
Las matrices incluyen también, por ejemplo, filtros a los que se han
acoplado ligandos que comprenden dos o tres átomos de nitrógeno
unidos a un átomo de carbono.
Los compuestos inmovilizados con un grupo
terminal que comprende dos o tres átomos de nitrógeno unidos a un
átomo de carbono pueden ser soportados en cualquier matriz
inorgánica u orgánica. Así, la matriz se puede escoger de entre
diversas matrices fuertemente hidrófilas, por ejemplo, matrices de
agarosa tales como una amplia diversidad de matrices de Sepharose®
que vende Pharmacia Biotech de Uppsala, Suecia, matrices de
polímeros orgánicos tales como los geles TSK que vende Tosoh Corp.
de Tokio, Japón, o matrices de polímero orgánico muy porosas que
vende Per Septive Bio-systems de Boston, EE.UU. La
matriz es preferiblemente una matriz de agarosa. Las matrices de
agarosa adecuadas en la presente invención son, además de
Sepharose®, Minileak® que vende
Kem-En-Tec A/S de Copenhague,
Dinamarca y Bio-Gel A que vende
Bio-Rad, de Bruselas, Bélgica. Preferiblemente, la
matriz se entrecruza de manera a permitir un caudal elevado (FF) y
de ese modo una alta capacidad de producción.
Las matrices de intercambio aniónico útiles en un
procedimiento según la segunda realización son, por ejemplo,
matrices de agarosa tales como las matrices de DEAE Sepharose® y de
Q Sepharose® que vende Pharmacia Biotech de Uppsala, Suecia. Son
ejemplos adicionales de matrices de intercambio aniónico que se
pueden usar en el presente procedimiento el Super
Q-650 y el Fractogel EMD DEAE-650
que vende Toso Haas de Tokio, Japón, e Hyper D que vende Biosepra
S.A. de Francia. La matriz de intercambio aniónico es adecuadamente
una matriz de agarosa. Preferiblemente, la matriz de intercambio
aniónico se entrecruza de manera a permitir un caudal elevado (FF) y
de ese modo una alta capacidad de producción.
La presente invención se usa ventajosamente para
eliminar endotoxinas de cualquier apolipoproteína A (ApoA) o
apolipoproteína E (ApoE), o variantes o mezclas de las mismas. La
presente invención es particularmente adecuada cuando las ApoA o las
ApoE están producidas por una técnica de ADN recombinante en
bacterias Gram negativas, y en particular cuando se producen en
E. coli. En la presente invención, los términos ApoA y ApoE
incluyen cualquier forma previa o fragmento, o cualquier forma
truncada, extendida o mutada, o cualquier mezcla de cualquiera de
estas formas o fragmentos. Forma previa se refiere, por ejemplo, a
la forma de Met 249 aminoácidos de ApoA-I como se
describe en el documento
WO-A-88/03166 atribuido a Sirtori y
col. Otras formas previas son las proapolipoproteínas
A-I descritas en el documento
US-A-5059528 para UCB así como en
los documentos EP-A-308336,
JP216988/1984 y JP252048/1987 todas para Mitsubishi Chem. Ind.
Fragmento se refiere a una parte de ApoA o ApoE que contiene por lo
menos una hélice alfa, por ejemplo, como se describe en el documento
WO-A-93/25581 atribuido a
Innogenetics S.A. de Bélgica. Formas truncadas o extendidas se
refiere a moléculas de ApoA o ApoE en las que falta o se han
añadido uno o más aminoácidos, respectivamente, en los extremos N
y/o C terminales de las moléculas. Adecuadamente, faltan o se han
añadido de dos hasta ocho aminoácidos, preferiblemente de tres hasta
seis aminoácidos. Formas mutadas se refiere a moléculas de ApoA o
ApoE en las que uno o más aminoácidos han sido sustituidos por otro
aminoácido, por ejemplo, la ApoA-IM como se describe
en los documentos WO-A-93/12143 y
WO-A-94/13819. Otras formas mutadas
son la ApoA-ISeattle (Deeb y col (1991) J. Bio.
Chem. 266:13654-13660), la
ApoA-IYame (Takada y col (1991) J. Lipid Res. 32:
1275 y sgtes.), y una forma mutada de ApoA-I aún
sin denominar (Matsunaga y col (1991) Proc. Natl. Acad. Sci. USA
88:2793-2797).
La ApoE humana y variantes de la misma están
descritas en ``Human Apolipoprotein Mutants III'', ed. por C.R.
Sirtori y col (1993) Nato ASI Series, Springer Verlag, Berlin, II
73:81-96.
La presente invención se puede usar con ventaja
para eliminar endotoxinas de las ApoA así como de las ApoE. Sin
embargo, en la siguiente descripción, se hará uso de ApoA para
describir más detalladamente la presente invención.
Las ApoA que se conocen son, por ejemplo, la
ApoA-I, la ApoA-II y la
ApoA-IV. En la presente invención, adecuadamente, la
ApoA es la ApoA-I, o variante o mezclas de la misma.
La ApoA-I natural es una cadena polipeptídica
sencilla, compuesta de 243 aminoácidos. Más adecuadamente, la ApoA
es una forma mutada de la ApoA-I en la que se ha
sustituido por lo menos un residuo de Arg por un residuo de Cys lo
cual hace posible la formación de dímeros unidos por disulfuro. En
la secuencia de aminoácidos de la ApoA-I natural
humana, los residuos de Arg están situados en las posiciones 10, 27,
61, 83, 116, 123, 131, 149, 151, 153, 160, 171, 173, 177, 188 y
215. De éstas, se prefieren las sustituciones en una o más de las
posiciones 160, 171, 173, 177 y 188, es decir en posiciones dentro
de la misma hélice alfa. Más preferiblemente, el residuo de Arg se
sustituye en las posiciones 171 y/o 173.
La apolipoproteína A-IMilano
(ApoA-IM) humana es una forma mutada que existe en
la naturaleza de la ApoA-I normal (Weisgraber y col
(1980) J. Clin. Invest. 66: 901-907). En la
ApoA-IM, un residuo del aminoácido arginina (Arg
173) ha sido sustituido por un residuo del aminoácido cisteína (Cys
173). Puesto que la ApoA-IM contiene un residuo de
cisteína por cadena polipeptídica, puede existir como un monómero o
como un dímero unido por un disulfuro. El peso molecular del
monómero es de aproximadamente 28.000 Da y para el dímero de
aproximadamente 56.000 Da. Estas dos formas son químicamente
intercambiables, y en el presente contexto, el término
ApoA-IM no hace distinciones entre las dos
formas.
La concentración inicial de endotoxina en la
solución acuosa que contiene ApoA puede ser superior a 10^{6},
superior a 10^{7} e incluso superior a 10^{8} UE/mg de
proteína. La concentración final de endotoxina se puede reducir
hasta por debajo de 100 UE/mg, mediante la aplicación de la
presente invención a soluciones acuosas que contienen ApoA.
Adecuadamente, la concentración final de endotoxina se reduce hasta
por debajo de aproximadamente 10 UE/mg, y preferiblemente hasta por
debajo de 1 UE/mg, lo cual hace la ApoA sustancialmente exenta de
endotoxinas.
Para conseguir bajos niveles de endotoxina en las
soluciones acuosas que contienen ApoA, puede ser necesario
recircular la solución de modo a que entre en contacto con la
matriz por lo menos dos veces. También es posible, por supuesto,
usar la misma o matrices distintas en por lo menos dos pasos
sucesivos, para alcanzar un nivel de endotoxinas suficientemente
bajo. De cualquiera de estas maneras, es posible reducir la
concentración inicial de endotoxinas por lo menos 10^{4} veces,
adecuadamente por lo menos 10^{5} veces, y preferiblemente por lo
menos 10^{6} veces en el procedimiento.
Normalmente la matriz se equilibra con un primer
tampón antes de que se cargue la muestra que contiene la ApoA en la
matriz. Después de la carga, la matriz se trata con un segundo
tampón para realizar la elución de la ApoA esencialmente exenta de
endotoxinas de la matriz.
En una realización preferida, la primera solución
acuosa que contiene ApoA contiene además un tensioactivo. El
tensioactivo se añade para desagregar por lo menos parcialmente los
complejos entre las endotoxinas y la ApoA antes de poner dicha
primera solución acuosa con la matriz. Por lo tanto, al mantener la
primera solución acuosa que contiene un tensioactivo durante por lo
menos 5 min antes de poner en contacto dicha primera solución acuosa
con la matriz, se hace más fácil la interacción entre el complejo y
el ligando particular. Adecuadamente, el tensioactivo se añade y la
solución obtenida se mantiene durante un periodo de tiempo en el
intervalo de 15 min hasta 10 h, preferiblemente de 30 min hasta 4 h,
antes de que se ponga en contacto con la matriz.
Es un prerrequisito en la primera realización, y
se prefiere en la segunda realización, que el tampón de elución
contenga un tensioactivo, adecuadamente uno que se sea aniónico tal
como el dodecilsulfato sódico (SDS). El tensioactivo aumenta el
efecto del compuesto que comprende dos o tres átomos de nitrógeno
unidos a un átomo de carbono, probablemente al destapar el complejo
sólido entre las endotoxinas y la ApoA, y separando posteriormente
las endotoxinas de la ApoA. La separación está muy probablemente
controlada por cinética de reacción, motivo por el cual el periodo
de tiempo antes de que se alcance el equilibrio puede ser
importante.
Son ejemplos de tensioactivos que se pueden usar
con ventaja en la presente invención los distintos ácidos biliares o
sales de los mismos, tales como el desoxicolato sódico y el colato
sódico. También se pueden usar con ventaja en la presente invención
tensioactivos no iónicos, por ejemplo tensioactivos de carga neta
nula tales como los ésteres grasos de polioxietileno sorbitán,
copolímeros de bloque, y etoxilatos de alquilo. Son ejemplos de
ésteres grasos de polioxietileno sorbitán el monolaurato de
polioxietileno-(20)-sorbitán, por ejemplo el Tween®
80, y el monooleato de polioxietileno-(20)-sorbitán,
por ejemplo el Tween® 20, ambos vendidos por ICI de Gran Bretaña.
Son ejemplos de los copolímeros de bloque las combinaciones de
polipropilenglicol y polietilenglicol, por ejemplo el Pluronic® que
vende BASF en Alemania. Son ejemplos de etoxilatos de alquilo el
Triton® X-100 y el Triton® X-114
vendidos por Union Carbide en EE.UU.
En la presente invención, tensioactivo incluye
también diversos lípidos, que pueden ser compuestos naturales o
sintéticos que consisten en portadores de acilos, tales como los
glicéridos, la esfingosina, el colesterol, o derivados o mezclas de
los mismos, a los que pueden estar unidos uno o más aminoácidos. Los
lípidos pueden, según su polaridad, dividirse en lípidos no polares,
polares y anfífilos. Son ejemplos de lípidos no polares los
monoacilglicéridos, los diacilglicéridos, los triacilglicéridos, y
el colesterol. Son ejemplos de lípidos polares y anfífilos, los
fosfolípidos y los glicolípidos. Adecuadamente, los lípidos polares
y anfífilos son formadores de bicapas, tales como la
fosfatidilcolina (PC), el fosfatidilinositol (PI), el
fosfatidilglicerol, la fosfatidiletanolamina, las fosfatidilserina,
la esfingomielina, o mezclas de los mismos. Los lípidos naturales
pueden producirse a partir de, por ejemplo, el aceite de soja, el
aceite de maíz, la lecitina de soja y la lecitina de huevo. Otros
ejemplos adecuados son las PC sintéticas y saturadas o insaturadas,
tales como la dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC) y la dimiristil
fosfatidilcolina (DMPC).
La concentración de tensioactivo en el tampón de
elución puede encontrarse en el intervalo de aproximadamente 2 mM
hasta aproximadamente 200 mM, adecuadamente de 10 mM hasta 100 mM.
La concentración del tensioactivo se encuentra preferiblemente en el
intervalo de 15 mM hasta 50 mM.
El pH del tampón de elución se encuentra
adecuadamente en el intervalo de aproximadamente 5 hasta
aproximadamente 9, y preferiblemente en el intervalo de 6 hasta
8.
La fuerza iónica total del tampón de elución
puede encontrarse en el intervalo de 0,1 hasta aproximadamente 20
mS/cm, adecuadamente de 1 hasta 8 mS/cm, y preferiblemente de 2
hasta 5 mS/cm.
El tampón de equilibrado, el tampón de
pretratamiento, el tampón de lavado de las muestras y el tampón de
elución pueden ser idénticos o distintos. La concentración de
tensioactivo, el pH y la fuerza iónica total pueden tomar los
mismos o distintos valores que los que se proporcionan para el
tampón de elución.
El procedimiento puede ser continuo, por ejemplo,
llevarse a cabo en una columna, o discontinuo.
Tiene ventajas, cuando se lleva a cabo la
presente invención, hacer uso de una alta temperatura, ya que una
alta temperatura destapa más fácilmente el complejo sólido entre las
endotoxinas y las ApoA. Sin embargo, la temperatura se restringe al
intervalo en el que no se produce desnaturalización irreversible de
la proteína. Así, cuando se lleva a cabo la presente invención, la
temperatura puede encontrarse en el intervalo de aproximadamente 2
hasta aproximadamente 95ºC, adecuadamente de 15 hasta 90ºC,
preferiblemente de 30 hasta 85ºC, más preferiblemente de 40 hasta
75ºC.
\newpage
Los siguientes ejemplos pretenden ilustrar más
aún la presente invención, sin restringir el alcance de dicha
invención.
invención.
Se usó ApoA-IM parcialmente
purificada en tampón fosfato 20 mM, pH = 7 como material de partida
en todas las pruebas que se llevaron a cabo. Fue producida en E.
coli por Pharmacia AB en Estocolmo, Suecia.
Las pruebas de separación se llevaron a cabo en
diversos geles. En la presente, gel se refiere a una matriz con
compuestos inmovilizados unidos a la misma. Así, las pruebas se
llevaron a cabo en gel de arginina Sepharose® 4B y en un gel de
intercambio aniónico, el gel Q Sepharose® FF, ambos vendidos por
Pharmacia Biotech de Uppsala, Suecia. Las pruebas se llevaron
también a cabo en gel Prosep® Remtox que vende Bioprocessing Ltd.
de Gran Bretaña, y en un filtro cargado de N66 Posidyne® con disco
de filtro, que vende Pali de Gran Bretaña.
Las pruebas analíticas se llevaron a cabo con
Coatest Endotoxin y Endo-LAL, ambas vendidas por
Chromogenix de Mölndal, Suecia.
Se determinó la cantidad de
ApoA-IM mediante el uso de RP-HPLC.
El procedimiento se usa para identificar ApoA-IM en
los cromatogramas y calcular el rendimiento en los distintos
procedimientos. La desviación típica relativa (RSD) del
procedimiento es de 11%.
Se usó espectrofotometría en UV para la detección
de proteínas en los procedimientos cromatográficos. Se midió la
absorbancia a 280 nm.
La prueba del producto de lisis del amebocito de
Limulus (prueba LAL) es un procedimiento específico para
medir la concentración de endotoxinas. La prueba se basa en los
mecanismos de coagulación sanguínea primitivos en el cangrejo
cacerola, Limulus polyphemus. Los resultados se proporcionan
en la unidad UE, que es equivalente a 0,1 ng de una media de
diversas endotoxinas.
La prueba de punto final de coagulación en gel,
también conocida como Endo-LAL es vendida por
Chromogenix de Mölndal, Suecia. En esta prueba, se mezclan un mismo
volumen de reactivo de LAL (preparado a partir de células de
amebocito de cangrejo cacerola sometidas a lisis) y de solución de
prueba y se incuba a 37ºC durante una hora.
La prueba de sustrato cromogénico, también
conocida como Coatest Endotoxin y vendida por Chromogenix de
Mölndal, Suecia, es un procedimiento cuantitativo, relativamente
nuevo, que se lleva a cabo en una placa de microvaloración y se lee
por espectrofotometría a 405 nm. Este procedimiento contiene las
enzimas específicas que se activan en presencia de endotoxinas. Las
enzimas activadas separan la para-nitroanilina (pNA)
de un sustrato sintético. La pNA liberada forma un color amarillo
que es proporcional a la cantidad de endotoxinas presentes en la
mezcla de reacción. Se realiza una curva patrón y se leen las
cantidades de endotoxinas. Se detiene el desarrollo del color
mediante la adición de ácido acético. Se informa de que el
procedimiento tiene una desviación típica relativa (RSD) del
25%.
Se llevaron a cabo cinco pruebas en Arginina
Sepharose® (pruebas 1a a 1e) según la invención. A efectos de
comparación, se llevó a cabo una prueba en Arginina Sepharose®
mediante el uso de un tampón sin tensioactivo (prueba 1f). A efectos
de comparaciones adicionales mediante el uso de un tampón de elución
con tensioactivo, se llevó a cabo una prueba en Prosep® Remtox
(prueba 1g) y dos en filtros cargados Posidyne™ (1h a 1i).
Para conseguir resultados comparables entre los
diversos procedimientos, las pruebas 1a a 1g se llevaron a cabo de
una manera similar, cada una en un ciclo. Sin embargo, el Prosep®
Remtox no resiste al tratamiento con NaOH 0,5 M. Por ello, el
programa de limpieza en la prueba 1g constituye un programa
modificado, en el que la concentración de NaOH es 0,1 M.
Todas las pruebas se llevaron acabo a temperatura
ambiente (aproximadamente 20ºC).
Caudal de empaquetamiento: 1 ml/min
Altura del lecho: 7,5 a 9,5 cm
Volumen del gel: 6 a 7 ml
Tampón de equilibrado (tampón 1):
Tris-HCl 0,1 M + desoxicolato sódico aproximadamente
20 mM, pH = 8
Caudal en el equilibrado: 0,5 ml/min
Volumen total de tampón: 5 volúmenes de
columna
Tratamiento de las muestras: Se añadió
desoxicolato sódico aproximadamente 20 mM a la muestra y se mezcló
la solución durante 30 min antes de cargarla en la columna.
Carga de las muestras: aproximadamente 1 mg de
ApoA-IM/ml de gel
Caudal: 0,2 ml/min
Tampón de elución (tampón 1):
Tris-HCl 0,1 M + desoxicolato sódico aproximadamente
20 mM, pH = 8
Caudal en la elución: 0,2 ml/min
Después de la elución, se lavaron los geles de
Arginina Sepharose® y de Prosep® Remtox con 4,5 volúmenes de columna
de un primer líquido de lavado que contenía C_{2}H_{5}OH al 50%
y HAc al 5%, seguido de 4,5 volúmenes de columna de un segundo
líquido de lavado que contenía NaOH 0,5 M (pruebas 1a a 1g). Los
lavados se llevaron a cabo tres veces.
Se llevaron a cabo dos pruebas en filtros
cargados Posidyne™ (pruebas 1h a 1i) a efectos de comparación con el
procedimiento según la invención. Las pruebas se llevaron a cabo en
un ciclo cada una.
En las dos pruebas, los filtros se colocaron en
un disco de filtros, se conectó una bomba y se eliminó el aire del
sistema.
Caudal: 1 ml/min
Duración: 40 min
Tampón de equilibrado (tampón 1) en la prueba 1h:
Tris-HCl 0,1 M, pH = 8
Tampón de equilibrado (tampón 2) en la prueba 1i:
Tris-HCl 0,1 M + desoxicolato sódico aproximadamente
20 mM, pH = 8
Tratamiento de las muestras: Se añadió 4 ml de
tampón 1 en la prueba 1h y 4 ml de tampón 2 en la prueba 1i a las
muestras y se mezclaron las soluciones durante 30 min antes de
cargarlas en el sistema de filtros.
Muestras: 1,2 mg de ApoA-IM/ml
de solución de muestra, volumen total 1 ml
Carga: Se hicieron circular las muestras en el
sistema de filtros durante 30 min, tras lo cual se recogió el
producto.
Los filtros se desecharon después de cada
prueba.
Los valores de endotoxina se analizaron con el
procedimiento del sustrato cromógeno de LAL (pruebas 1a a 1i). La
concentración de las endotoxinas antes del tratamiento según la
presente invención, se encontraba entre 10^{6} y 10^{7} UE/mg
en todas las pruebas.
Los resultados quedan claros a partir de la tabla
siguiente.
Procedimientos en una etapa para reducir la
concentración de endotoxinas en ApoA.
Prueba nº | Procedimiento | Recuperación (%) | UE/mg en el | Reducción |
producto final | (veces) | |||
Valores medios | Arginina Sepharose® con | 53 | 900 | 1 x 10^{3} |
de 1a-1e | tensioactivo | |||
1f | Arginina Sepharose® sin | 15 | 8 x 10^{3} | 1 x 10^{3} |
tensioactivo | ||||
1g | Prosep® Remtox con | 63 | 1 x 10^{5} | 1 |
tensioactivo | ||||
1h | Filtro Posidyne™ cargado | 68 | 5 x 10^{5} | 2 |
sin tensioactivo | ||||
1i | Filtro Posidyne™ cargado | 77 | 4 x 10^{4} | 30 |
con tensioactivo |
Como queda patente a partir de la tabla, el
presente procedimiento es eficaz para reducir la concentración de
endotoxinas unidas a una ApoA. Como también queda patente a partir
de la tabla, la ausencia de un tensioactivo en el tampón de elución
da lugar a una recuperación de mala calidad y una concentración más
elevada de endotoxinas en el producto final.
Las condiciones en las pruebas 2a a 2d
coincidieron con aquellas de las pruebas 1a a 1g del ejemplo 1, con
la salvedad de que la concentración de Tris-HCl fue
de 20 mM. El caudal fue de 10 cm/h. Todas las pruebas se llevaron a
cabo a temperatura ambiente (aproximadamente 20ºC).
La concentración de las endotoxinas antes del
tratamiento según la invención se encontraba entre 10^{6} y
10^{7} UE/mg en todas las pruebas. La recuperación fue de por lo
menos 90%.
Los resultados quedan claros a partir de la
siguiente tabla.
Procedimiento en una etapa según la invención, en
el que los valores de endotoxinas se analizaron con el
procedimiento del punto final de coagulación en gel de LAL.
Carga | Carga | ||||
Prueba nº | mg/ml | UE/ml de gel | Volumen | UE/mg en el | Reducción |
de gel | del gel (ml) | producto final | (veces) | ||
2a | 1,2 | > 10^{6}; < 10^{7} | 26 | > 50; < 100 | > 2 x 10^{4}; <10^{5} |
2b | 0,9 | > 10^{5}; < 10^{6} | 40 | > 5; < 10 | > 2 x 10^{4}; < 10^{5} |
2c | 0,8 | > 10^{6}; < 10^{7} | 40 | > 10; < 20 | > 1 x 10^{5}; < 10^{6} |
2d | 2 | > 2 x 10^{6}; < 2 x 10^{7} | 373 | > 3,3; < 6,6 | > 3 x 10^{5}; < 2 x 10^{6} |
Como queda patente a partir de la tabla, la
primera realización del presente procedimiento es eficaz para
reducir la concentración de endotoxinas unidas a una ApoA.
\newpage
Las pruebas se llevaron a cabo en un gel de Q
Sepharose® FF (pruebas 3a y 3b). El volumen del gel fue de
aproximadamente 0,37 l y el caudal en todas las etapas de 36 cm/h.
El flujo era descendente en las etapas 1 a 6, mientras que el flujo
era ascendente en la etapa 7.
Antes del preequilibrado, se lavó el gel de Q
Sepharose® con 4 l de un líquido de lavado que contenía NaOH 1,0 M
(solución 1).
a) Tampón de preequilibrado (tampón 2):
Na_{2}HPO_{4} x 12 H_{2}O 0,2 M, pH = 8,0
Volumen total del tampón: 3 l
b) Agua destilada
Volumen total de agua: 5 l
c) Se midió la concentración de las endotoxinas
que quedaban según la prueba del punto final de la coagulación en
gel de LAL: < 0,125 UE/ml
Tampón de equilibrado (tampón 3):
Na_{2}HPO_{4} x 12 H_{2}O 0,01 M, urea 6 M, pH = 8,0
Volumen total del tampón: 10 l
Volumen total de la muestra: 2,55 l
Tampón de lavado de la muestra (tampón 3):
Na_{2}HPO_{4} x 12 H_{2}O 0,01 M, urea 6 M, pH = 8,0
Volumen total del tampón: 0,5 l
Tampón de elución (tampón 4): Na_{2}HPO_{4} x
12 H_{2}O 0,01 M, NaCl 0,1 M, urea 6 M, pH = 8,0
Volumen total de tampón: 8 l
Elución con un gradiente lineal
0-100% (agua destilada y tampón 4) en 200 min
Tampón de regeneración (tampón 5): NaCl 2 M
Volumen total de tampón: 0,75 l
Los resultados quedan claros a partir de la
siguiente tabla.
Gel de intercambio aniónico (gel de Q Sepharose®
FF) usado según la invención para reducir la concentración de
endotoxinas en ApoA.
Prueba nº | Carga | Recuperación (%) | UE/mg en | UE/mg en | Reducción |
(mg/ml | el material | el producto | (veces) | ||
de gel) | de partida | final | |||
3a | 1,4 | 77 | 2,4 x 10^{3} | < 1,3 | 1,9 x 10^{3} |
3b | 2,8 | 46 | 43 | < 0,3 | 1,5 x 10^{2} |
Como queda patente a partir de la tabla, la
segunda realización del presente procedimiento también es eficaz
para reducir la concentración de endotoxinas unidas a una ApoA.
Una prueba se llevó a cabo en un gel de Arginina
Sepharose® (prueba 4a) según la invención, en dos ciclos. Otra
prueba se llevó a cabo en un gel de Q Sepharose® FF (etapa 1)
seguido de un gel de Arginina Sepharose® (etapa 2) (prueba 4b)
también según la invención. Las condiciones en las pruebas 4a y 4b
coincidieron con aquellas de los ejemplos 1 y 3, cuando proceda.
Todas las pruebas se llevaron a cabo a temperatura ambiente
(aproximadamente 20ºC).
Los resultados quedan claros a partir de las
siguientes tablas.
Procedimiento con dos etapas sucesivas de
Arginina Sepharose®, y un procedimiento con una etapa inicial de
intercambio aniónico seguida de una etapa de Arginina Sepharose®,
ambos según la invención. Los valores de endotoxina que se
proporcionan en las tablas IV a VI se analizaron con el
procedimiento del punto final de coagulación en gel de LAL.
Procedimiento | Procedimiento | ||||
Prueba nº | Etapa 1 | Etapa 2 | Recuperación total (%) | UE/mg en el | Reducción |
producto final | (veces) | ||||
4a | Arg.-Seph. | Arg.-Seph. | 81 | < 14 | 4 x 10^{6} |
4b | Intercambio aniónico | Arg.-Seph. | 76 | < 8 | 10^{6} |
Etapa 1 | ||||
Prueba nº | UE/mg en el material | Recuperación(%) | UE/mg en el | Reducción |
de partida | producto final | (veces) | ||
4a | > 10^{6}; < 10^{7} | 87 | > 10^{3}; < 2 x 10^{3} | > 2 x 10^{3}; < 9,5 x 10^{3} |
4b | > 10^{6}; < 10^{7} | 84 | > 90; < 180 | > 10^{4}; < 6 x 10^{4} |
Etapa 2 | ||
Prueba nº | Recuperación (%) | Reducción (veces) |
4a | 93 | > 150 |
4b | 90 | > 10 |
Como queda patente a partir de las tablas, un
procedimiento en dos etapas según la invención proporciona un medio
para reducir la concentración de las endotoxinas unidas a una ApoA
hasta niveles muy bajos.
Las pruebas se llevaron a cabo en un gel de DEAE
Sepharose® FF (pruebas 5a y 5b). El volumen del gel era
aproximadamente de 114 l, la altura de la columna de 15 cm y el
caudal en todas las etapas aproximadamente 50 cm/h (prueba 5a). El
volumen del gel era aproximadamente de 85 l, la altura de la columna
de 30 cm y el caudal en todas las etapas aproximadamente 50 cm/h
(prueba 5b). Las pruebas 5a y 5b se llevaron a cabo a temperatura
ambiente (aproximadamente 20ºC).
a) Se lavó el gel de DEAE Sepharose® con un
líquido de lavado que contenía NaOH 1,0 M (solución 1)
b) Agua destilada
c) Se midió la concentración de las toxinas que
quedaban según la prueba del punto final de la coagulación en gel de
LAL: < 0,125 UE/ml
Tampón de equilibrado (tampón 2): Tris 0,03 M,
urea 8 M, ditiotreitol (DTT) 1 mM, pH = 7,5
Tampón de lavado de las muestras (tampón 2): Tris
0,03 M, urea 8 M, ditiotreitol (DTT) 1 mM, pH = 7,5
Tampón de elución (tampón 3): Tris 0,055 M, urea
8 M, ditiotreitol (DTT) 1 mM, pH = 7,5
Tampón de regeneración (tampón 4): NaCl 2 M
==Prueba 5c (sin urea)
Se llevó a cabo una prueba en ausencia de urea, a
efectos de comparación con la presente invención. Las demás
condiciones y concentraciones fueron idénticas a aquellas de la
prueba 5a.
Los resultados quedan claros a partir de la
siguiente tabla.
Gel de intercambio aniónico (gel de DEAE
Sepharose® FF) usado según la invención para reducir la
concentración de endotoxinas en ApoA. Los valores de endotoxina que
se proporcionan en la tabla V se analizaron con el procedimiento del
punto final de coagulación en gel de LAL.
Prueba nº | Carga (mg/ml | Recuperación(%) | UE/mg en el | UE/mg en el | Reducción |
de gel) | material de partida | producto final | (veces) | ||
5a | 3 | 37 | 10^{8} | 10 | 10^{7} |
5b | 3 | 54 | 10^{8} | 2 x 10^{3} | 5 x 10^{5} |
5c | 3 | 0 | - - - - - | - - - - - | - - - - - |
Como queda patente a partir de la tabla, la
segunda realización del presente procedimiento es eficaz para
reducir la concentración de las endotoxinas unidas a una ApoA
incluso a gran escala. En ausencia de urea, la recuperación de ApoA
es indetectable, motivo por el cual no se pudieron medir tampoco las
concentraciones de las endotoxinas.
El producto de la elución del gel de DEAE
Sepharose® FF en la prueba 5b se llevó a una columna que contenía 60
ml de gel de DEAE Sepharose® FF, siendo la altura del lecho de 30
cm. Se equilibró la columna con el tampón de elución (tampón 3)
según las pruebas 5a y 5b. Se cargó la muestra y se pasó
directamente a través de la columna, produciéndose la elución con
el tampón de elución (tampón 3). La segunda etapa de la prueba 5b se
llevó a cabo a temperatura ambiente (aproximadamente 20ºC).
Los resultados quedan claros a partir de la
siguiente tabla.
Procedimiento con dos etapas sucesivas con DEAE
Sepharose®, ambas según la invención. Los valores de endotoxina que
se proporcionan en la tabla VI se analizaron con el procedimiento
del punto final de coagulación en gel de LAL.
Prueba | Etapa 1 | Etapa 2 | Recuperación | UE/mg en | Reducción |
nº | total(%) | el producto final | (veces) | ||
5b | Intercambio aniónico | Intercambio aniónico | 38 | < 2 | > 5 x 10^{7} |
Etapa 2 | |||||
Prueba | Carga (mg/ml | Recuperación (%) | UE/mg en el | UE/mg en el | Reducción |
nº | de gel) | material de partida | el producto final | (veces) | |
5b | 6 | 70 | 2 x 10^{3} | < 2 | > 10^{3} |
Como queda patente a partir de las tablas, un
procedimiento en dos etapas según la invención proporciona un medio
para reducir la concentración de las endotoxinas unidas a una ApoA
hasta niveles muy bajos.
Claims (19)
1. Un procedimiento para producir una
apolipoproteína A (ApoA) o una apolipoproteína E (ApoE)
sustancialmente exenta de endotoxinas o variantes o mezclas de las
mismas mediante la separación de las endotoxinas de la ApoA o la
ApoE que se ha producido mediante una técnica de ADN recombinante,
caracterizándose dicho procedimiento por la puesta en
contacto de una primera solución acuosa que contiene dicha ApoA o
ApoE con una matriz que contiene un compuesto inmovilizado con un
grupo terminal que comprende dos o tres átomos de nitrógeno unidos a
un átomo de carbono, y posteriormente mediante el tratamiento de la
matriz que contiene un compuesto inmovilizado con una segunda
solución acuosa que contiene un tensioactivo, o mediante la puesta
en contacto de una primera solución acuosa que contiene dicha ApoA o
ApoE con una matriz de intercambio aniónico, y posteriormente
mediante el tratamiento de la matriz de intercambio aniónico con una
segunda solución acuosa que contiene un compuesto que comprende dos
o tres átomos de nitrógeno unidos a un átomo de carbono.
2. Un procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la primera solución acuosa contiene
además un tensioactivo.
3. Un procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la primera solución acuosa se mantiene
por un periodo de tiempo en el intervalo de 15 min hasta un máximo
de 10 h, antes de poner en contacto dicha primera solución acuosa
con la matriz que contiene un compuesto inmovilizado o la matriz de
intercambio aniónico.
4. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
tensioactivo es aniónico.
5. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la ApoA o
la ApoE se produce mediante la técnica de ADN recombinante en
bacterias Gram negativas.
6. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la ApoA es
la ApoA-I, o variantes o mezclas de la misma.
7. Un procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque la ApoA-I es la
ApoA-IMilano.
8. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el grupo
terminal contiene un grupo guanidino.
9. Un procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque el grupo terminal es arginina o
guanidina.
10. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la matriz de
intercambio aniónico se trata con una segunda solución acuosa que
contiene un tensioactivo y urea, arginina o una sal de
guanidina.
11. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la matriz
es una matriz de agarosa.
12. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la matriz
que contiene un compuesto inmovilizado y la matriz de intercambio
aniónico se usan secuencialmente, en orden arbitrario.
13. Un procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
concentración de las endotoxinas se reduce por lo menos 10^{4}
veces en el procedimiento.
14. Un procedimiento según la reivindicación 13,
caracterizado porque la concentración de las endotoxinas se
reduce por lo menos 10^{6} veces en el procedimiento.
15. Una proteína ApoA o ApoE producida por
técnica de ADN recombinante en bacterias Gram negativas que se
encuentra sustancialmente exenta de endotoxinas.
16. Una proteína ApoA o ApoE según la
reivindicación 15, en la que la proteína se produce en E.
coli.
17. Una ApoA o ApoE según la reivindicación 15 o
la reivindicación 16, que se produce según el procedimiento de una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
18. Uso de una matriz que contiene un compuesto
inmovilizado con un grupo terminal que comprende dos o tres átomos
de nitrógeno unidos a un átomo de carbono y una solución que
contiene un tensioactivo, o una matriz de intercambio aniónico y una
solución que contiene un compuesto que comprende dos o tres átomos
de nitrógeno unidos a un átomo de carbono, para la eliminación de
las endotoxinas de soluciones acuosas que contienen ApoA o ApoE que
ha sido producida mediante una técnica de ADN recombinante, o
variantes o mezclas de las mismas.
\newpage
19. Uso de ApoA o ApoE según cualquiera de las
reivindicaciones 15 a 17 para la fabricación de un medicamento que
comprende la ApoA o ApoE en el tratamiento de la aterosclerosis y
enfermedades cardiovasculares.
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