BR112015005081B1 - Método para produzir um polissacarídeo capsular tendo um sorotipo de pneumococo - Google Patents
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Abstract
método para produzir um polissacarídeo capsular tendo um sorotipo de pneumococo. a presente invenção provê um método melhorado de produção de um polissacarídeo capsular contendo um serotipo de pneumococo. o método de acordo com a presente invenção inclui uma etapa de cultura adicional de células bacterianas produzindo um serotipo pneumococo sem ajuste do ph, assim removendo um processo de precipitação de proteína por meio da acidificação com um regulador de ph.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um método de produção de um polissacarídeo capsular contendo um serotipo de pneumococo, e mais particularmente, a um método de produção de um polissacarídeo capsular contendo um serotipo de pneumococo pela remoção de impurezas, tais como proteínas e ácidos nucleicos a partir de um caldo da cultura de células bacterianas produzindo o serotipo de pneumococo.
[002]O pneumococo (Streptococcus pneumoniae) é uma bactéria gram-positiva pertencente à família Streptococcaceae, na ordem dos Lactobacillus, e provoca doenças tais como a pneumonia, bacteremia, otite do ouvido médio e meningite em seres humanos. As células do serotipo pneumococo têm uma cápsula que é um revestimento de polissacarídeo envolvendo cada célula. Esta cápsula interfere com a fagocitose por impedindo os anticorpos de atacarem as células bacterianas. As células foram categorizadas em mais de 90 serotipos com base nas características imunológicas, algumas das quais são relatadas por provocarem doenças invasivas. Um total de 37 serotipos foi identificado a partir do Streptococcus pneumoniaeinvasivo coletado de 1996 a 2008, e os serotipos principais, 19F > 23F > 19A > 6A > 3 > 9V > 6B frequentes nesta ordem, contabilizam uma maioria de 53,4%. Os polissacarídeos capsulares destes serotipos de pneumococo têm sido utilizados na produção de vacinas, tais como as vacinas de polissacarídeo e vacinas de polissacarídeos conjugados com proteína.
[003]Os polissacarídeos capsulares usados na produção de vacinas de polissacarídeo e vacinas de polissacarídeo conjugado com proteína são obtidos a partir dos caldos de cultura de células bacterianas produzindo os respectivos serotipos. Cada cepa é coletada sob temperatura, pH e agitação ótimos até que alcance uma densidade máxima. Para obter os polissacarídeos capsulares de pneumococo que não são secretados fora do citoplasma, a lise celular é realizada utilizando um agente de lise, tal como o deoxicolato de sódio (DOC). Quando as células são lisadas, diversas proteínas e ácidos nucleicos da cepa são liberados, juntos com os polissacarídeos capsulares, e devem ser removidos por meio de um processo de purificação pós-cultura. Para minimizar o risco de eventos adversos através de qualquer substância além de um antígeno após a vacinação, existem especificações estritas para os teores de proteína e ácido nucleico. Por exemplo, no caso do Prevnar 7TM, os teores de proteína e ácido nucleico em cada serotipo atende as especificações de 2-5% ou menos e 1-2% ou menos em uma base de peso seco, respectivamente.
[004] A Publicação de Patente Internacional WO 2006/110352 revela um método de produção de polissacarídeos capsulares compreendendo o cultivo de Streptococcus pneumoniae, lise celular, precipitação de proteína por meio da acidificação do lisado celular para um pH de menos de 5,5, incubação sem agitação, e centrifugação e/ou filtragem. Além disso, a Publicação de Patente Internacional N° WO 2008/118752 revela um método de produção de polissacarídeos capsulares por meio da realização da ultrafiltrarem e diafiltração de um lisado celular seguida por um processo de filtragem da proteína por meio da acidificação. No entanto, todos estes métodos de produção relacionados necessitam do processo de precipitação de proteína por meio da acidificação com um regulador de pH, o que torna o processo em geral complicado e também provoca a modificação do polissacarídeo capsular e geração de substâncias prejudiciais.
[005]Os inventores têm conduzido diversos estudos a fim de melhorar um método de produção de um polissacarídeo capsular contendo um serotipo de pneumococo. Surpreendentemente, os inventores descobriram que o pH pode ser diminuído para uma faixa adequada para precipitação da proteína, a saber, para um pH de 5,5 ou inferior por meio de produtos da coleta (especialmente, ácido lático, etc.), quando uma coleta adicional é realizada sob as mesmas condições sem o ajuste do pH. Isto é, os inventores descobriram que o processo de precipitação da proteína através da acidificação com um regulador de pH pode ser removido realizando uma coleta adicional sem o ajuste do pH e então realizando a lise celular e o processo de precipitação da proteína.
[006] Assim, o objetivo da presente invenção é prover um método melhorado de produção de um polissacarídeo capsular contendo um serotipo de pneumococo.
[007]De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um método de produção de um polissacarídeo capsular contendo um serotipo de pneumococo, compreendendo as seguintes etapas de: (a) cultivo de células bacterianas que produzem um serotipo de pneumococo, enquanto mantém o pH de um caldo de cultura na faixa de 7,0 a 9,4; (b) término do cultivo da etapa (a) em um momento entre quando a absorbância do caldo de cultura permanece constante e quando a absorbância começa a diminuir; (c) realização do cultivo adicional do caldo de cultura obtido a partir da etapa (b) sem o ajuste do pH até que o pH do caldo da cultura alcance um pH de 5,5 ou inferior; (d) adição de um agente de lise ao caldo de cultura obtido a partir da etapa (c) para a lise das células, precipitação das proteínas, e remoção das proteínas precipitadas e fragmentos de células para obter um lisado celular clarificado; e (e) isolamento e purificação do polissacarídeo capsular a partir do lisado obtido na etapa (d). No método de produção da presente invenção, o serotipo de pneumococo pode ser 1, 2, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7F, 9N, 9V, 14, 18C, 19A, 19F, 22F, 23F ou 33F. O cultivo da etapa (a) pode ser realizado em 34-38 °C sob agitação em 50-150 rpm. Em uma realização da presente invenção, a etapa (b) pode ser realizada terminando o cultivo da etapa (a) dentro de 1 a 3 horas a partir do momento em que a absorbância do caldo de cultura permanece constante. O cultivo adicional da etapa (c) pode ser realizado em 34-38 °C sob agitação em 50-150 rpm sem ajuste do pH. O agente de lise utilizado na etapa (d) pode ser deoxicolato de sódio. Em outra realização da presente invenção, a etapa (d) pode ser realizada por meio da adição do agente de lise ao caldo da cultura obtido na etapa (c) para lise das células, então incubando o lisado celular resultante em 10-20 °C por 3-24 horas sem agitação para precipitar as proteínas, e remoção das proteínas precipitadas e fragmentos de células por meio da centrifugação. Em ainda outra realização da presente invenção, o isolamento e purificação da etapa (e) podem incluir as etapas as seguir: (i) filtração do lisado obtido na etapa (d) usando um filtro de profundidade; (ii) concentração de um filtrado obtido na etapa (i), seguida por ultrafiltração e centrifugação; (iii) reação do sobrenadante obtido na etapa (ii) com um surfactante catiônico, e então centrifugação da solução obtida para produzir um grânulo ou sobrenadante contendo polissacarídeos capsulares; (iv) reação dos polissacarídeos capsulares obtidos a partir da etapa (iii) com iodeto de sódio, seguida por centrifugação, obtendo assim o sobrenadante; (v) adição de carvão ativado à solução obtida na etapa (iv), seguida pela filtragem; e (vi) concentração de um filtrado obtido na etapa (v), seguida por ultrafiltração e centrifugação, obtendo assim os polissacarídeos capsulares. Na realização acima, a concentração da etapa (ii) pode ser realizada utilizando uma membrana de 100 kDA, e a concentração da etapa (vi) pode ser realizada utilizando uma membrana de 30 kDa. Além disso, o surfactante catiônico usado na etapa (iii) pode ser brometo de cetiltriometilamônio pode ser utilizado em uma concentração de 0,5 a 3,0%. Adicionalmente, o carvão ativado utilizado na etapa (v) pode ser usado em uma concentração de 1 a 5% (p/v).
[008]Em um método de produção de acordo com a presente invenção, um regulador de pH para a precipitação de proteína não é utilizado. Isto é, a presente invenção demonstrou que quando um cultivo adicional de células bacterianas produzindo um serotipo de pneumococo é realizado sob as mesmas condições sem o ajuste do pH, o pH pode ser diminuído para uma faixa adequada para precipitação da proteína, a saber, para um pH de 5,5 ou inferior por meio de produtos da coleta (especialmente, ácido lático, etc.). Portanto, o método de produção da presente invenção não demanda o uso do regulador de pH para precipitação da proteína, assim minimizando a modificação dos polissacarídeos capsulares e geração de quaisquer substâncias prejudiciais e simplificando o processo de produção. O polissacarídeo capsular contendo o serotipo de pneumococo obtido por meio do método de produção da presente invenção pode ser vantajosamente utilizado para produzir vacinas de polissacarídeo e vacinas de polissacarídeo conjugado com proteína.
[009] A FIG. 1 mostra as mudanças no pH no caldo da cultura e condições para cultivo de células bacterianas produzindo o serotipo pneumococo 3;
[010] A FIG. 2 mostra as mudanças no pH no caldo da cultura e condições para cultivo de células bacterianas produzindo o serotipo pneumococo 6B;
[011] A FIG. 3 mostra as mudanças no pH no caldo da cultura e condições para cultivo de células bacterianas produzindo o serotipo pneumococo 7F;
[012] A FIG. 4 mostra as mudanças no pH no caldo da cultura e condições para cultivo de células bacterianas produzindo o serotipo pneumococo 14;
[013] A FIG. 5 mostra as mudanças no pH no caldo da cultura e condições para cultivo de células bacterianas produzindo o serotipo pneumococo 19A; e
[014] A FIG. 6 mostra as mudanças no pH no caldo da cultura e condições para cultivo de células bacterianas produzindo o serotipo pneumococo 23F.
[015] A presente invenção provê um método de produção de um polissacarídeo capsular contendo um serotipo de pneumococo, compreendendo as seguintes etapas de: (a) cultivo de células bacterianas que produzem um serotipo de pneumococo, enquanto mantém o pH de um caldo de cultura na faixa de 7,0 a 9,4; (b) término do cultivo da etapa (a) em um momento entre quando a absorbância do caldo de cultura permanece constante e quando a absorbância começa a diminuir; (c) realização do cultivo adicional do caldo de cultura obtido a partir da etapa (b) sem o ajuste do pH até que o pH do caldo da cultura alcance um pH de 5,5 ou inferior; (d) adição de um agente de lise ao caldo de cultura obtido a partir da etapa (c) para a lise das células, precipitação das proteínas, e remoção das proteínas precipitadas e fragmentos de células para obter um lisado celular clarificado; e (e) isolamento e purificação do polissacarídeo capsular a partir do lisado obtido na etapa (d).
[016] Na etapa (a) do método de produção de acordo com a presente invenção, o serotipo pneumococo pode ser qualquer tipo de serotipo que é utilizado na produção de vacinas de pneumococos; por exemplo, os serotipos podem incluir o serotipo 1, 2, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7F, 9N, 9V, 14, 18C, 19A, 19F, 22F, 23F e 33F, entre outros. As células bacterianas produzindo o serotipo pneumococo são conhecidas na técnica, e qualquer célula bacteriana conhecida pode ser usada sem nenhuma limitação (por exemplo, vide WO 2006/110381). O cultivo da etapa (a) do método de produção de acordo com a presente invenção pode ser realizada em um meio geral, tal como um meio com base em soja, enquanto mantém o pH do caldo da cultura na faixa de 7,0 a 9,4, preferencialmente, de 7,2 a 8,2 usando, por exemplo, hidróxido de sódio. O cultivo pode ser realizado sob quaisquer condições de cultura conhecidas, por exemplo, em 34-38 °C sob agitação em 50-150 rpm. As condições de pH adequadas para cultura de sementes e a cultura principal para produção de serotipos representativos de Streptococcus pneumoniaesão dadas na Tabela 1 a seguir. [Tabela 1] Condição do pH para cada serotipo
[017]O método de produção de acordo com a presente invenção não requer o uso de um regulador de pH para precipitação de proteína. Isto é, os presentes inventores surpreendentemente descobriram que o pH pode ser diminuído para uma faixa adequada para precipitação da proteína, a saber, para um pH de 5,5 ou inferior por meio de produtos do cultivo (especialmente, ácido lático, etc.), quando um cultivo adicional é realizado sob as mesmas condições sem o ajuste do pH. Portanto, o método de produção da presente invenção inclui a realização do cultivo adicional sem o ajuste do pH após a cultura das células bacterianas que produzem o serotipo pneumococo, preferencialmente, no mesmo momento em que as células bacterianas alcançam um crescimento máximo, e então realizam os processos de lise celular e precipitação da proteína. Assim, o método de produção da presente invenção não demanda o uso do regulador de pH para precipitação da proteína, desta maneira minimizando a modificação dos polissacarídeos capsulares e geração de quaisquer substâncias prejudiciais e simplificando o processo de produção.
[018]O método de produção da presente invenção, portanto, inclui a etapa de término do cultivo da etapa (a) em um momento entre quando a absorbância do caldo da cultura permanece constante e quando a absorbância começa a diminuir [isto é, etapa (b)]; e a etapa de realização do cultivo adicional do caldo da cultura obtido a partir da etapa (b) sem o ajuste do pH até que o pH do caldo da cultura alcance pH de 5,5 ou inferior [isto é, etapa (c)].
[019]Conforme o cultivo é realizado de acordo com a etapa (a) do método de produção da presente invenção, as células bacterianas proliferam-se e a absorbância [por exemplo, absorbância em 590 nm (OD590)] do caldo da cultura aumenta para alcançar a constância (o crescimento máximo) e então permanecer constante (cerca de 7-24 horas após o início do cultivo). Subsequentemente, a absorbância diminui dentro de 1 a 3 horas. Em uma realização da presente invenção, portanto, a etapa (b) pode ser realizada terminando o cultivo da etapa (a) dentro de 1 a 3 horas a partir do momento em que a absorbância do caldo de cultura permanece constante. O cultivo adicional da etapa (c) pode ser realizado sem o ajuste do pH sob as mesmas condições que na etapa (a), em 3438 °C sob agitação em 50-150 rpm. Quando tal cultivo adicional é realizado, o pH do caldo da cultura diminui espontaneamente para 5,5 ou menos, assim provendo um pH apropriado necessário para precipitação da proteína.
[020] O método de produção da presente invenção inclui a etapa de adição de um agente de lise ao caldo de cultura obtido a partir da etapa (c) para a lise das células, precipitação das proteínas, e remoção das proteínas precipitadas e fragmentos de células para obter um lisado celular clarificado [isto é, etapa (d)].
[021] A lise celular pode ser realizada de acordo com um método conhecido, por exemplo, um método revelado nos documentos de patente WO 2006/110381, WO 2008/118752, etc. Por exemplo, a lise celular pode ser realizada usando o deoxicolato de sódio como um agente de lise. O deoxicolato de sódio pode ser usado em uma concentração de 0,10 a 0,15% (concentração após a adição de deoxicolato de sódio), mas não é limitada a este. Conforme as células são lisadas, os polissacarídeos capsulares do serotipo pneumococo são liberados fora do citoplasma. Além disso, a precipitação da proteína pode ser realizada, por exemplo, por meio da incubação em 10-20 °C, e remoção das proteínas precipitadas e fragmentos de células pode ser realizada por meio de um método típico (por exemplo, centrifugação). Em uma realização da presente invenção, a etapa (d) pode ser realizada por meio da adição do agente de lise ao caldo da cultura obtido na etapa (c) para lise das células, a precipitação das proteínas por meio da incubação do lisado obtido em 10-20 °C por 3-24 horas sem agitação, e remoção das proteínas precipitadas e fragmentos de células por meio da centrifugação.
[022]O método de produção da presente invenção inclui a etapa de isolamento e purificação do polissacarídeo capsular a partir do lisado através da remoção das impurezas (por exemplo, proteínas e ácidos nucleicos contidos nas células) a partir do lisado obtido na etapa (d) [isto é, etapa (e) ] . O isolamento e purificação do polissacarídeo capsular pode ser realizado de acordo com um método de purificação conhecido, por exemplo, um método revelado nos documentos de patente WO 2006/110381 e WO 2008/118752. Em uma realização, o isolamento e purificação da etapa (e) pode incluir as seguintes etapas: (i) filtragem do lisado obtido na etapa (d) usando um filtro de profundidade; (ii) concentração de um filtrado obtido na etapa (i), seguida por ultrafiltração e centrifugação; (iii)reação do sobrenadante obtido na etapa (ii) com um surfactante catiônico, e então centrifugação da solução resultante para obter um grânulo ou sobrenadante contendo polissacarídeos capsulares; (iv) reação dos polissacarídeos capsulares obtidos a partir da etapa (iii) com iodeto de sódio, seguida por centrifugação, obtendo assim o sobrenadante; (v) adição de carvão ativado ao sobrenadante obtido na etapa (iv), seguida por filtração; e (vi) concentração de um filtrado obtido na etapa (v) , seguida por ultrafiltração e centrifugação, obtendo assim os polissacarídeos capsulares.
[023] Na realização acima, os lisados que permanecem mesmo após a centrifugação para a remoção das proteínas precipitadas e fragmentos celulares são removidos por meio da filtragem usando o filtro de profundidade.
[024] Além disso, as proteínas e ácidos nucleicos podem ser removidos por através da repetição dupla da concentração/ultrafiltração. Em uma realização, a concentração da etapa (ii) pode ser realizada utilizando uma membrana de 100 kDa, e a concentração da etapa (vi) pode ser realizada utilizando uma membrana de 30 kDa. Neste processo, a ultrafiltração também pode ser referida como 'diafiltração'.
[025]Além disso, o surfactante catiônico usado na etapa (iii) pode ser brometo de cetiltrimetilamônio. O brometo de cetiltrimetilamônio (Brometo de Cetrimônio, brometo hexadecil-trimetilamônio (HB)) pode ser usado em uma concentração de 0,5-3% (concentração após a adição de brometo de cetiltrimetilamônio). O surfactante catiônico utilizado tal como HB pode ser precipitado e removido usando iodeto de sódio. Quando a centrifugação é realizada na etapa (iii), os polissacarídeos capsulares podem estar presentes no grânulo (por exemplo, serotipo 1, 2, 3, 4, 5, 6A, 6B, 9N, 9V, 18C, 19A, 19F, 22F, 23F, etc.) ou sobrenadante (por exemplo, serotipo 7F, 14, 33F, etc.). Os polissacarídeos capsulares obtidos na forma de grânulo podem ser dissolvidos em um solvente apropriado (por exemplo, solução aquosa de cloreto de sódio, etc.), e então usado na etapa subsequente (isto é, reação com iodeto de sódio). Os polissacarídeos capsulares presentes no sobrenadante podem ser usados na etapa subsequente (isto é, reação com iodeto de sódio) sem separação adicional.
[026] Além disso, o carvão ativado na etapa (v) pode ser preferencialmente utilizado em uma concentração de 1 a 5% (p/v).
[027] A seguir, a presente invenção será descrita em mais detalhes com referência aos Exemplos. No entanto, os Exemplos a seguir descritos aqui devem ser considerados em um sentido descritivo e não para propósitos de limitação.
[028]EXEMPLO
[029] Um meio com base em soja nos Exemplos a seguir tem a composição como na Tabela 2 abaixo. [Tabela 2]
[030]Preparação do Banco de Célula
[031]Os respectivos estoques de semente produzindo serotipos penumococo 3, 6B e 19A foram obtidos a partir da American Type Culture Collection [ATCC] (Coleta de Cultura do Tipo Americana). As cepas usadas na cultura de semente e cultura principal são dadas na Tabela 3 a seguir. [Tabela 3]
[032]Diversas gerações de estoques de semente foram criadas (gerações F1, F2 e F3). Duas gerações adicionais de estoques de sementes foram produzidas. A primeira geração adicional foi coletada a partir de um frasco F3, e a geração subsequente foi coletada a partir de um frasco da primeira geração adicional. congelados (< - 7 0 Os frascos de semente foram armazenados ) °C) com glicerol sintético como um crio conservante. Para o preparo do banco de células, todas as culturas foram cultivadas em um meio com base em soja. Antes do congelamento, as células foram concentradas por meio de centrifugação, o meio residual foi removido, e os grânulos celulares foram suspensos novamente em um meio fresco contendo um crio conservante (por exemplo, glicerol sintético).
[033]Cultura e Recuperação
[034]As culturas do banco de célula em funcionamento foram usadas para inocular os recipientes de semente contendo um meio com base em soja para cultivo. Após alcançar uma absorbância alvo, o recipiente de semente foi usado para inocular um fermentador contendo o meio com base em soja. O cultivo foi realizado em 34-38 °C e 120 rpm enquanto mantém o pH em torno de 7.2 ou superior usando 3N NaOH. A amostragem foi realizada a cada 2-3 horas para medir a absorbância. Quando a absorbância começa a diminuir drasticamente, a amostragem foi realizada a cada 0,5-1 hora e a absorbância foi medida. O cultivo foi terminado em torno de 1 hora após a absorbância alcançar um certo valor e permanecer constante. Após o término do cultivo, o cultivo adicional foi realizado sem o ajuste de pH sob a mesma temperatura e condições de rpm até o pH alcançar 5,5 ou menos. Após o térmico do cultivo adicional, o deoxicolato de sódio foi adicionado em uma concentração de 0,12% para lise das células. O lisado assim obtido foi resfriado para 10-15 °C, e então incubado na mesma temperatura por cerca de 3 horas sem agitação para levar à precipitação da proteína. Subsequentemente, o lisado resultante foi centrifugado para remover as proteínas precipitadas e fragmentos celulares.
[035]Purificação
[036] A solução obtida por meio da centrifugação foi filtrada usando um filtro de profundidade para remover fragmentos de célula e proteínas que não se depositaram durante a centrifugação. O filtrado resultante foi concentrado usando uma membrana de 100 kDa, e então a solução de concentrado resultante foi submetida à ultrafiltração usando 25 mM de tampão de fosfato de sódio (pH 7.2). A ultrafiltração foi realizada até que a condutividade do dialisado alcançasse cerca de 3-4 mS/cm, e a pressão da transmembrana (TMP) fosse estabelecida em 0,5-1,5 bar ou menos. As impurezas foram removidas da solução resultante, e o brometo de cetrimônio (brometo de hexadeciltrometilamônio (HBB)) foi adicionado à solução em uma concentração de cerca de 1,0 p/v%, seguido pela agitação por cerca de 1 hora. Então, a centrifugação foi realizada para precipitar os polissacarídeos. O grânulo assim obtido foi dissolvido em cerca de 0,25 M de solução aquosa de cloreto de sódio, e o iodeto de sódio (NaI) foi adicionado a este em uma concentração de cerca de 0,5 p/v%. Esta solução foi centrifugada para recuperar o sobrenadante, e o carvão ativado foi lentamente adicionado à solução resultante em uma concentração de cerca de 2,0 p/v% durante a agitação, seguido pela agitação por cerca de 1 hora e filtragem. O filtrado resultante foi concentrado usando uma membrana de 30 kDa, e então a solução concentrada resultante foi submetida à ultrafiltração usando cerca de 10 vezes o volume de água triplamente destilada. A ultrafiltração foi realizada até que a condutividade do dialisado alcançasse cerca de 3-4 μs/cm, e a pressão da transmembrana (TMP) fosse estabelecida em 0,5- 1,5 bar ou menos. A solução concentrada resultante foi submetida à filtragem estéril, e armazenada congelada em -20 °C ou menos.
[037]O teor de proteína total, teor de ácido nucleico total, teor de polissacarídeo total, e produção de purificação avaliada em cada etapa de purificação são dados nas Tabelas 4 a 5 a seguir. [Tabela 4]
[038]Teor de proteína, teor de ácido nucleico, e recuperação de polissacarídeo capsular do serotipo 3.
[039] Teor de proteína, teor de ácido nucleico, e recuperação de polissacarídeo capsular do serotipo 6B
[040]Teor de proteína, teor de ácido nucleico, e recuperação de polissacarídeo capsular do serotipo 19ª
[041]Os resultados das Tabelas 4 a 6 mostraram que os polissacarídeos capsulares obtidos pelo método de produção de acordo com a presente invenção atende a um padrão para teor de proteína residual sem nenhum processo de acidificação separado, e as taxas de recuperação de polissacarídeos capsulares também foram 49% ou superiores (polissacarídeo capsular serotipo 3) , 65% ou mais (polissacarídeo capsular serotipo 6B), e 60% ou mais (polissacarídeo capsular serotipo 19A), respectivamente. Portanto, o método de produção de acordo com a presente invenção pode ser usado para produzir eficazmente polissacarídeos capsulares por meio do método simplificado.
[042]Exemplo 2. Produção de polissacarídeos capsulares dos serotipos pneumococo 7F e 14
[043]Preparação do Banco de Célula
[044]Os respectivos estoques de semente produzindo serotipos penumococo 7F e 14 foram obtidos a partir da American Type Culture Collection [ATCC] (Coleta de Cultura do Tipo Americana). As cepas usadas na cultura de semente e cultura principal são dadas na Tabela 7 a seguir.
[045]Diversas gerações de estoques de semente foram criadas (gerações F1, F2 e F3). Duas gerações adicionais de estoques de sementes foram produzidas. A primeira geração adicional foi coletada a partir de um frasco F3, e a geração subsequente foi coletada a partir de um frasco da primeira geração adicional. Os frascos de semente foram armazenados congelados (< - 70 °C) com glicerol sintético como um crio conservante. Para o preparo do banco de células, todas as culturas foram cultivadas em um meio com base em soja. Antes do congelamento, as células foram concentradas por meio de centrifugação, o meio residual foi removido, e os grânulos celulares foram suspensos novamente em um meio fresco contendo um crio conservante (por exemplo, glicerol sintético).
[046]Cultura e Recuperação
[047]As culturas do banco de célula em funcionamento foram usadas para inocular os recipientes de semente contendo um meio com base em soja para cultivo. Após alcançar uma absorbância alvo, o recipiente de semente foi usado para inocular um fermentador contendo o meio com base em soja. O cultivo foi realizado em 34-38 °C e 120 rpm enquanto mantém o pH em torno de 7,2 ou superior usando 3N NaOH. A amostragem foi realizada a cada 2-3 horas para medir a absorbância. Quando a absorbância começou a diminuir drasticamente, a amostragem foi realizada a cada 0,5 a 1 hora para medir a absorbância. O cultivo foi terminado em torno de 1 hora após a absorbância alcançar um certo valor e permanecer constante. Após o término do cultivo, o cultivo adicional foi realizado sem o ajuste de pH sob a mesma temperatura e condições de rpm até o pH alcançar 5,5 ou menos. Após o térmico do cultivo adicional, o deoxicolato de sódio foi adicionado em uma concentração de 0,12% para lise das células. O lisado assim obtido foi resfriado para 10 a 15 °C, e então incubado na mesma temperatura por cerca de 3 horas sem agitação para levar à precipitação da proteína. Subsequentemente, o lisado resultante foi centrifugado para remover as proteínas precipitadas e fragmentos celulares.
[048]Purificação
[049] A solução obtida por meio da centrifugação foi filtrada usando um filtro de profundidade para remover fragmentos de célula e proteínas que não se depositaram durante a centrifugação. O filtrado resultante foi concentrado usando uma membrana de 100 kDa, e então a solução de concentrado resultante foi submetida à ultrafiltração usando 25 mM de tampão de fosfato de sódio (pH 7,2). A ultrafiltração foi realizada até que a condutividade do dialisado alcançasse cerca de 3-4 mS/cm, e a pressão da transmembrana (TMP) fosse estabelecida em 0,5-1,5 bar ou menos. As impurezas foram removidas da solução resultante, e o brometo de cetrimônio (brometo de hexadeciltrometilamônio (HBB)) foi adicionado à solução em uma concentração de cerca de 1,0 p/v%, seguido pela agitação por cerca de 1 hora e centrifugação para recuperar o sobrenadante. O iodeto de sódio (NaI) foi adicionado ao sobrenadante em uma concentração de cerca de 0,5% p/v. A solução obtida foi centrifugada para recuperar o sobrenadante, e o carvão ativado foi lentamente adicionado à solução obtida em uma concentração de cerca de 2,0 p/v% durante a agitação, seguido pela agitação por cerca de 1 hora e filtragem. O filtrado resultante foi concentrado usando uma membrana de 30 kDa, e então a solução concentrada resultante foi submetida à ultrafiltração usando cerca de 10 vezes o volume de água triplamente destilada. A ultrafiltração foi realizada até que a condutividade do dialisado alcançasse cerca de 10 μs/cm, e a pressão da transmembrana (TMP) fosse estabelecida em 0,51,5 bar ou menos. A solução concentrada resultante foi submetida à filtragem estéril, e armazenada congelada em -20 °C ou menos.
[050]O teor de proteína total, teor de ácido nucleico total, teor de polissacarídeo total, e produção de purificação avaliada em cada etapa de purificação são dados nas Tabelas 8 a 9 a seguir.
[051] [Tabela 8]
[052] Teor de proteína, teor de ácido nucleico, e recuperação de polissacarídeo capsular do serotipo 7F.
[053]Teor de proteína, teor de ácido nucleico, e recuperação de polissacarídeo capsular do serotipo 14.
[054]Os resultados das Tabelas 8 e 9 mostraram que os polissacarídeos capsulares obtidos pelo método de produção de acordo com a presente invenção atende a um padrão para teor de proteína residual sem nenhum processo de acidificação separado, e as taxas de recuperação de polissacarídeos capsulares também foram 60% ou superiores (polissacarídeo capsular serotipo 7F) , 55% ou mais (polissacarídeo capsular serotipo 14), respectivamente. Portanto, o método de produção de acordo com a presente invenção pode ser usado para produzir eficazmente polissacarídeos capsulares por meio do método simplificado.
[055] Exemplo 3. Produção de polissacarídeos capsulares do serotipo pneumococo 23F
[056]Preparação do Banco de Célula
[057] O estoque de semente produzindo serotipo penumococo 23F foi obtido a partir da American Type Culture Collection [ATCC] (Coleta de Cultura do Tipo Americana). Diversas gerações de estoques de semente foram criadas (gerações F1, F2 e F3). Duas gerações adicionais de estoques de sementes foram produzidas. A primeira geração adicional foi coletada a partir de um frasco F3, e a geração subsequente foi coletada a partir de um frasco da primeira geração adicional. Os frascos de semente foram armazenados congelados (< - 70 °C) com glicerol sintético como um crio conservante. Para o preparo do banco de células, todas as culturas foram cultivadas em um meio com base em soja. Antes do congelamento, as células foram concentradas por meio de centrifugação, o meio residual foi removido, e os grânulos celulares foram suspensos novamente em um meio fresco contendo um crio conservante (por exemplo, glicerol sintético).
[058]Cultura e Recuperação
[059] A cultura do banco de célula em funcionamento foi usada para inocular o recipiente de semente contendo um meio com base em soja para cultivo. Após alcançar uma absorbância alvo, o recipiente de semente foi usado para inocular um fermentador contendo o meio com base em soja. O cultivo foi realizado em 34-38 °C e 120 rpm enquanto mantém o pH em torno de 7,2 ou superior usando 3N NaOH. A amostragem foi realizada a cada 2-3 horas para medir a absorbância. Quando a absorbância começou a diminuir drasticamente, a amostragem foi realizada a cada 0,5-1 hora para medir a absorbância. O cultivo foi terminado em torno de 1 hora após a absorbância alcançar um certo valor e permanecer constante. Após o término do cultivo, o cultivo adicional foi realizado sem o ajuste de pH sob a mesma temperatura e condições de rpm até o pH alcançar 5,5 ou menos. Após o térmico do cultivo adicional, o deoxicolato de sódio foi adicionado em uma concentração de 0,12% para lise das células. O lisado assim obtido foi resfriado para 10 a 15 °C, e então incubado na mesma temperatura por cerca de 3 horas sem agitação para levar à precipitação da proteína. Subsequentemente, o lisado resultante foi centrifugado para remover as proteínas precipitadas e fragmentos celulares.
[060]Purificação
[061] A solução obtida por meio da centrifugação foi filtrada usando um filtro de profundidade para remover fragmentos de célula e proteínas que não se depositaram durante a centrifugação. O filtrado resultante foi concentrado usando uma membrana de 100 kDa, e então a solução de concentrado resultante foi submetida à ultrafiltração usando 25 mM de tampão de fosfato de sódio (pH 7,2). A ultrafiltração foi realizada até que a condutividade do dialisado alcançasse cerca de 3 a 4 mS/cm, e a pressão da transmembrana (TMP) fosse estabelecida em 0,5 a 1,5 bar ou menos. As impurezas foram removidas da solução resultante, e o brometo de cetrimônio (brometo de hexadeciltrometilamônio (HBB)) foi adicionado à solução em uma concentração de cerca de 2,5 p/v%, seguido pela agitação por cerca de 1 hora e centrifugação para precipitar os polissacarídeos. O grânulo assim obtido foi dissolvido em cerca de 0,25 M de solução aquosa de cloreto de sódio, e o iodeto de sódio (NaI) foi adicionado a este em uma concentração de cerca de 0,5 p/v%. Esta solução foi centrifugada para recuperar o sobrenadante, e o carvão ativado foi lentamente adicionado à solução resultante em uma concentração de cerca de 2,0 p/v% durante a agitação, seguido pela agitação por cerca de 1 hora e filtragem. O filtrado resultante foi concentrado usando uma membrana de 30 kDa, e então a solução concentrada resultante foi submetida à ultrafiltração usando cerca de 10 vezes o volume de água triplamente destilada. A ultrafiltração foi realizada até que a condutividade do dialisado alcançasse cerca de 3-4 μs/cm, e a pressão da transmembrana (TMP) fosse estabelecida em 0,5-1,5 bar ou menos. A solução concentrada resultante foi submetida à filtragem estéril, e armazenada congelada em -20 °C ou menos.
[062]O teor de proteína total, teor de ácido nucleico total, teor de polissacarídeo total, e produção de purificação avaliada em cada etapa de purificação são dados na Tabela 10 a seguir.
[063] [Tabela 10]
[064] Teor de proteína, teor de ácido nucleico, e recuperação de polissacarídeo capsular do serotipo 23F. ND*: Não detectado
[065]Os resultados da Tabela 10 mostraram que os polissacarídeos capsulares de serotipo 23F obtidos pelo método de produção de acordo com a presente invenção atendem a um padrão para teor de proteína residual sem utilizar um processo de acidificação adicional, e a taxa de recuperação de polissacarídeo capsular também foi 60% ou superior. Portanto, o método de produção de acordo com a presente invenção pode ser usado para produzir eficazmente polissacarídeos capsulares por meio do método simplificado.
Claims (13)
1. MÉTODO PARA PRODUZIR UM POLISSACARÍDEO CAPSULAR TENDO UM SOROTIPO DE PNEUMOCOCO, o método caracterizado por compreender: (a) cultivar células bacterianas que produzem um sorotipo de pneumococo enquanto mantêm o pH de um caldo de cultura na faixa de 7,0 a 9,4; (b) terminar o cultivo da etapa (a) em um momento entre quando a absorbância do caldo de cultura permanece constante e quando a absorbância começa a diminuir; (c) realizar um cultivo adicional do caldo de cultura da etapa (b) sem a adição de um ajustador de pH até que o pH do caldo de cultura atinja pH de 5,5 ou inferior; (d) adicionar um agente de lise ao caldo de cultura obtido na etapa (c) para lisar células, precipitar proteínas, e remover as proteínas precipitadas e fragmentos celulares para obter um lisado celular clarificado; e (e) isolar e purificar o polissacarídeo capsular do lisado obtido na etapa (d).
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sorotipo de pneumococo ser 1, 2, 3, 4, 5, 6A, 6B, 7F, 9N, 9V, 14, 18C, 19A, 19F, 22F, 23F ou 33F.
3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo cultivo da etapa (a) ser realizado a 3438°C sob agitação a 50-150 rpm.
4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa (b) ser realizada pelo término do cultivo da etapa (a) dentro de 1 a 3 horas a partir do momento em que a absorbância do caldo de cultura permanece constante.
5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo cultivo adicional da etapa (c) ser realizado a 34-38°C sob agitação a 50-150 rpm sem ajuste de pH.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo agente de lise utilizado na etapa (d) ser deoxicolato de sódio.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa (d) ser realizada pela adição do agente de lise ao caldo de cultura obtido na etapa (c) para lisar as células, então incubar o lisado celular resultante a 10-20°C por 3-24 horas sem agitação para precipitar as proteínas, e remover as proteínas precipitadas e fragmentos celulares por centrifugação.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo isolamento e purificação da etapa (e) compreenderem: (i) filtrar o lisado obtido na etapa (d) utilizando um filtro de profundidade; (ii) concentrar um filtrado obtido na etapa (i) , seguido por ultrafiltração e centrifugação; (iii) reagir um sobrenadante obtido na etapa (ii) com um tensoativo catiônico, e então centrifugar a solução resultante para obter um grânulo ou sobrenadante contendo polissacarídeos capsulares; (iv) reagir os polissacarídeos capsulares obtidos na etapa (iii) com iodeto de sódio, seguido por centrifugação, obtendo assim um sobrenadante; (v) adicionar carvão ativado à solução obtida na etapa (iv), seguida por filtração; e (vi) concentrar um filtrado obtido na etapa (v) , seguido por ultrafiltração e centrifugação, obtendo assim polissacarídeos capsulares.
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela concentração da etapa (ii) ser realizada utilizando uma membrana de 100 kDa.
10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela concentração da etapa (vi) ser realizada utilizando uma membrana de 30 kDa.
11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo tensoativo catiônico utilizado na etapa (iii) ser brometo de cetiltrimetilamônio.
12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo brometo de cetiltrimetilamônio ser utilizado em uma concentração de 0,5-3,0%.
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo carvão ativado utilizado na etapa (v) ser utilizado em uma concentração de 1-5% (p/v).
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