CZ118796A3

CZ118796A3 - Process for preparing a fraction with inactivated viruses containing factor viii by employing chromatographic methods and the fraction prepared in such a manner

Info

Publication number: CZ118796A3
Application number: CZ961187A
Authority: CZ
Inventors: Ales Strancar; Monika Andrea Stadler; Djuro Dr Josic
Original assignee: Octapharma Ag
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-12-11
Also published as: WO1995012609A1; PL314185A1; CN1109045C; IL111263A; ATE228533T1; HU222087B1; ES2182846T3; NO317112B1; UA43855C2; HU9601192D0; HUT76530A; MY113294A; JPH09504532A; FI961900A0; SK284215B6; DE59410213D1; JP3739788B2; CZ290186B6; ZA948667B; DE4337573C1

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby frakce s inaktivovanými viry obsahující faktor VIII chromatografickými metodami a dále také frakce obsahující faktor VIII, kterou -je možno získat způsobem podle vynálezu.

Dosavadní stav techniky

Faktor VIII je životně důležitá látka, která hraje důležitou úlohu při srážení krve. Poruchy srážlivosti krve je tedy možno léčit podáváním faktoru VIII. Proto existuje velká potřeba farmaceutických přípravků obsahujících faktor VIII, které by byly vhodné pro podávání pacientům. Byla učiněna řada pokusů o izolaci faktoru VIII ve vysoce obohacené formě z přírodních zdrojů. Jsou již známy chromatografické metody purifikace faktoru VIII z kryoprecipitátů. Kryoprecipitát je frakce, kterou lze získat zpracováním plasmy za chladu. EP 367 840 B1 se týká chromatografického způsobu izolace faktoru VIII z krevní plasmy bez předběžné' kryoprecipitace. Frakce obsahující faktor VIII se odděluje chromatograf ickou separací na hydrofilním chromatografickém materiálu, který je modifikován skupinami vyměňujícími ionty. EP 0 238 701 se týká způsobu výroby ultračistého infekčního antihemofi1ického faktoru, při němž jsou předběžně upravené frakce tvořeny kryoprecipitátem zbaveným fibrinogenu, globulinu, albuminů a jiných rušivých složek srážením ethanolem. V evropské patentové přihlášce č. 88 108 458.6 je popsána chromatografická separace pomocí ionexů, jíž se podrobuje frakce kryoprecipitátů po inaktivaci virů. V EP 0 173 242 A je popsán způsob získávání přípravků obsahují2 cích faktor VIII chromatografií na anexových materiálech, které jsou výhradně založeny na uhlohydrátech, přičemž uhlo hydrátová matrice je modifikována skupinami DEAE. Jako užitečné materiály jsou popsány zejména DEAE Sepharose a DEAE celulosa. V GB-A-1 178 958 je popsána purifikace faktoru VIII za použití sloupců ECTEOLA celuiosy. Tato modifikovaná celulosa obsahuje bázické substituenty zavedené reakcí s epichlorhydridem a triethanolaminem. Podle výše popsaného dosavadního stavu techniky se chromatografická separace provádí buď za použití diskontiuálních procesů nebo za použití sloupcové chromatografie. Přestože se těmito metodami dosahuje poměrně dobrých výsledků, stále existuje z ekonomických a z etických důvodů potřeba zvýšit výtěžky biologicky cenného faktoru VIII.

Úkolem tohoto vynálezu je tedy vyřešit technický problém spočívající ve vyvinutí způsobu, který vychází z dosavadního stavu techniky, ale umožňuje zlepšenou přípravu faktoru VIII, pokud se týče výtěžků a biologické účinnosti .

Podstata vvnálezu

S překvapením byl tento problém vyřešen způsobem, při němž se vychází z kryoprecipitátu nebo krevní plasmy a po případném zpracování hydroxidem hlinitým se po rozpuštění kryoprecipitátu provádí separační stupeň za použití membránové chromatografie.

Způsob podle vynálezu se může provádět za použití obchodně dostupného kryoprecipitátu nebo krevní plasmy. Roztavený kryoprecipitát se přednostně zpracovává hydroxidem hlinitým za účelem další předběžné purifikace vzorku, kterou se předběžně zvýší koncentrace faktoru VIII.

Inaktivace virů se přednostně provádí před vlastní chromatografickou purifikaci na materiálech, které jsou uspořádány v nebo na membránách. Inaktivace virů se přitom provádí způsobem popsaným v EP 131 740 Al pomocí zpracování biokompatibilními organickými rozpouštědly (detergenty), směsí Tritonu(^R) X-100 a tri-n-butylfosfátu (TNBP), přednostně směsí Tweenu^^R^ a TNBP. Dobrých výsledků se dosahuje také za použití směsi cholátu sodného a TNBP. Detergentů se přednostně používá v množstvích do 15 % hmotnostních. Inaktivace virů se však může také provádět až po separaci membránovou chromatografií.

Chromatografický separační stupeň pro purifikaci faktoru VIII ve vzorku se může provádět bud na základních materiálech modifikovaných skupinami vyměňujícími ionty, zejména na anexech nebo za použití materiálů modifikovaných imunoafinitními ligandy. Přitom je rozhodující, že uvedené materiály musí být uspořádány do podoby membrán. Tyto membrány přednostně sestávají ze základního materiálu, jako je modifikovaná celulosa nebo plastové vlákno. Vhodné jsou zejména membrány a také kompaktní disky vyrobené z porézních poly(glycidylmethakrylátů) a/nebo jiných porézních hydrofilních polymerů s podobnou strukturou a také z hydrofilizovaného polystyrenu.

V prvním případě se membrána vhodná pro dělení skládá bud ze souboru na sebe položených tenkých folií z celulosy nebo plastových vláken a ve druhém případě je tvořena kompaktními disky z silikagelu nebo polymerních nosičů. Základní materiály membrán nebo disků jsou. opatřeny odpovídajícími skupinami vyměňujícími anionty nebo imunoafinitními ligandy. Jako ionexové skupiny přicházejí v úvahu zejména skupiny vyměňující anionty, jako jsou skupiny kvaterních aminů nebo diethylaminoethylskupiny. Vhodnými katexy jsou zejména v podstatě slabě a silně kyselé měniče kationtů, jako jsou materiály, které jsou modifikovány sulfonovými skupinami nebo skupinami kyseliny fosforečné .

Skupiny vyměňující ionty mohou být připojeny k vláknům základního materiálu prostřednictvím tzv. mezerníků (spacerů), nebo bez nich. Materiály obsahující spacery se také označují názvem tentaklové (tykadlové) materiály. Odpovídající spacery a ligandy jsou uvedeny v DE 42 04 694. Jako spacer může také například sloužit glukosaminový zbytek. Skupiny vyměňující aníonty, jak jsou DEAE nebo skupiny kvaterních aminů, mohou být také připojeny k membránám zhotoveným z porézního poly(glycidylmethakrylátu) nebo jiných výše uvedených materiálů. Skupiny vyměňující aníonty mohou být přitom připojeny buď přímo k membránotvornému materiálu nebo také prostřednictvím spaceru, například glukosaminového zbytku.

Podle dalšího provedení způsobu podle vynálezu se používá afinitní membránové chromatografie s zmobilizovanými látkami, které vykazují vysokou afinitu vůči faktoru VIII. K tomuto účelu se hodí zejména monoklonální a/nebo polyklonální protilátky nebo fragmenty protilátek vázajících faktor VIII (imunoafinitní membránová chromatografie). Protilátky jsou přednostně humánního nebo murinního původu.

Látky vykazující afinitu vůči faktoru VIII se na nosičích imobilizují prostřednictvím chemicky reaktivních skupin. Takové reaktivní skupiny přednostně atakují konec spaceru a nikoliv přímo nosičový materiál. Imobilizace látek pro faktor VIII se provádí prostřednicvím vazby k reaktivním skupinám jako je tosylová, tresylová nebo hydrazidová skupina aj. Odpovídající postupy jsou známy z Τ. M. Phillips Afinity Chromatography v Chromatography (E. Heftmann ed.), 5. vydání, Elsevier, Amsterdam 1992.

Protilátky je také možno předadsorbovat na membrány nesoucí ligandy proteinu A nebo proteinu G. Následujícím kovalentním zesilováním se může zabránit elucí protilátek (vyluhování ze sloupce). Pro zesítování protilátek na membrá nách s proteinem A nebo proteinem G se může použít podobného postupu jako v případě volných nosičů. Výhodou imobilizace na proteinu A nebo proteinu G je, že protilátky jsou imobilizovány výhradně na konstantním segmentu molekuly (F_c).

Část vázající antigen (F_ab) tedy zůstává volná a není bráněno její interakci s faktorem VIII.

Podle jiného přednostního provedení se pro separaci faktoru VIII používá materiálů, které jsou schopny zajistit hydrofobní interakci. Jako hydrofobních materiálů se používá acyklických a/nebo cyklických alkylových řetězců, například alkylových řetězců s 1 až 18 atomy uhlíku, a aromatických látek. Vhodné materiály poskytující hydrofobní interakci přednostně zahrnují látky s odstupňovanou hydrofobicitou. Hydrofobicitu je možno odstupňovat zavedením polárních skupin, jako jsou protické polární nebo aprotické polární skupiny, například hydroxyskupiny, aminoskupiny a kyanoskupiny. Přednostně se toto odstupňování hydrofobicity provádí s ohledem na příslušné separační podmínky.

Inaktivace virů se také může provádět zpracováním teplem. Přednostně se přitom postupuje tak, že se eluovaný vzorek obsahující faktor VIII zpracovává v pasterizačním stupni po prvním membránovém chromatografickém stupni. Odpovídající postup je navržen v P 43 18 435.9. Přitom se frakce obohacené faktorem VIII uvádějí do styku s di- nebo trialkylfosfáty a popřípadě se smáčedly za přítomnosti stabilizátorů a současně nebo následně se na ně působí po dobu 5 hodin až 30 hodin zvýšenými teplotami v rozmezí od 55 do 67 °C. Může být výhodné kombinovat obě tyto metody inaktivace virů, tj. zpracování detergenty a působení tepla.

Pro odstranění chemikálií použitých v pasterizačním stupni může následovat druhá membránová chromatografie. Oddělování přidaných stabilizátorů se přednostně provádí pomocí membrány modifikované DEAE nebo kvaterními amoniovými sloučeninami, které jsou uspořádány na povrchu chromatograf ického nosičového materiálu za použití spacerů. Odpovídající ligandy je možno uspořádat na povrchu nosičového materiálu také bez použití spacerů. Za zvolených podmínek nejsou stabilizátory tímto anexovým materiálem retardovány, kdežto faktor VIII se adsorbuje na chromatografickém materiálu.

Potom se faktor VIII eluuje vodným rozpouštědlovým systémem s postupně vzrůstajícími koncentracemi soli.

Frakce obsahující faktor VIII, která se takto získá, se zkoncentruje, naplní do vhodných nádob a popřípadě konvenčními způsoby lyofilizuje.

V prvním membránovém chromatografickém separačním stupni se faktor VIII přednostně aplikuje z roztoku o nízké iontové síle. Vodný systém má přednostně iontovou sílu, která odpovídá roztoku chloridu sodného o 0 až 150mM koncentraci. Při takové iontově síle se faktor VIII ještě adsorbuje na chromatografickém materiálu, zatímco 'nečistoty, které se vážou slaběji, je možno vymýt za použití vodného systému se stejnou iontovou silou.

Podle dalšího provedení způsobu podle vynálezu se purifikace adsorbovaného materiálu může provádět za použití vodného systému s iontovou silou odpovídající 200 až 400mM roztoku chloridu sodného. Desorpce faktoru VIII a eluce této frakce se potom provádějí vodným systémem o iontové síle odpovídající 500 až 1 500mM roztoku chloridu sodného, přičemž hodnota pH se udržuje v rozmezí od 4 do 9. Pokud se provádí katexová chromatografie, přednostně probíhá při pH nižším než 6, zatímco anexová chromatografie se provádí spíše při vyšších hodnotách pH, nad 6.

Pokud se purifikace faktoru VIII provádí imunoafinitní membránovou chromatografií, potom se na rozdíl od výše popsaného způsobu za použití anexových materiálů, provádí eluce chaotropickými činidly nebo vysoce koncentrovanými solnými roztoky. Přednostně se eluce provádí s takovými koncentracemi chaotropických činidel nebo solí, které postačují pro rozbití vazby mezi látkou s vysokou afinitou k faktoru VIII a faktorem VIII. Koncentrace uvedených látek v konkrétně použitých elučních systémech závisí na ijitezitě afinity mezi faktorem VIII a odpovídající vazebnou složkou. Jako imunoafinitních ligandů se přednostně používá protilátek, které nemají příliš vysokou afinitu. V důsledku toho se eluce může provádět vodnými roztoky s nižší denaturacní schopností. Přednostně se pro eluci faktoru VIII z imunoaf initní membrány používá vodných roztoků močoviny o 1 až 6M, zejména o 2 až 4M koncentraci nebo odpovídajících vysoce koncentrovaných roztoků solí.

Při hydrofobní interakční chromatografií se vzorek aplikuje z vodného roztoku s velmi vysokou iontovou silou, například z vysoce kq^entrovaného roztoku síranu amonného (až do koncentrace 4M) nebo chloridu sodného (až do koncentrace 5M). Eluce se zejména provádí postupně nebo kontinuálně solnými roztoky o nižší iontové síle. Jako ro-ztoků o nižší iontové síle pro eluci vzorků při hydrofobní interakční membránové chromatografií se také může použít vodných roztoků s organickými rozpouštědly, zejména zředěných alkoholických roztoků.

Způsob podle vynálezu s překvapením zajišťuje rychlou a nekomplikovanou purifikaci faktoru VIII, který se

1ί/ W-

$

-Μ

	T3
,—	7G
	cit
		r·»
	-< CO Γ'~	>
O	<3	o
—{	< rn»
<
	o

cn.

><

LO

ΟΊ

	, —ir- f ! J
o		n< í
o		« f
	CC	Wm · ^r
c^-		i
O	zn

ί ϊ

ί získává současně s vysokou čistotou a ve vysokém výtěžku. Kromě toho, specifická aktivita faktoru VIII získaného tímto způsobem je dosti vysoká, což lze vysvětlit nízkou denaturací aktivního faktoru při způsobu podle vynálezu. Předmětem vynálezu je tedy také frakce obsahující faktor VIII připravitelná způsobem podle vynálezu.

Přehled obr, na výkresech

Na obr. 1 je znázorněn chromatogram získaný způsobem podle vynálezu, jak je popsán v příkladu 1.

Na obr. 2 je znázorněn chromatogram získaný způsobem podle vynálezu ve zmenšeném měřítku, jak je popsán v příkladu 2.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Separace faktoru VIII

Kryoprecipitát po zpracování hydroxidem hlinitým, vysrážení a inaktivaci virů působením detergentu v rozpouštědle se podrobí separaci pomocí anexové membrány (anex QA) uspořádané v podobě kompaktní porézní trubky o délce 53 mm a průměru 23 mm, jejíž vnitřní otvor 1 mm. Použije se těchto podmínek: pufr A: lOmM citran sodný, 120mM glycin, lmM chlorid vápenatý, pH 7,0; pufr B: pufr A obsahující navíc IM chlorid sodný; vstřikovací objem 20 ml. Předběžná úprava trubky se provede směsí 88 % pufru A a 12 % pufru B. Průtoková rychlost v průběhu aplikace na anex je 6 ml/min,

8a zatímco průtoková rychlost během eluce je 9 ml/min; zpětný tlak je 0,8 MPa. Hodnoty relativní absorbance se vztahují k absorbanci změřené UV detektorem nastaveným na hodnotu 280 nm. Pořízený chromátogram je uveden na obr. 1.

Příklad 2

Obr. 2 ilustruje ve zmenšeném měřítku experimen- . tální izolaci faktoru VIII zpracováním v anexové kompaktní porézní trubce (anex QA) o délce 53 mm, průměru 23 mm a vnitřním otvoru 1 mm. Frakce obsahující faktor VIII se upraví zpracováním hydroxidem hlinitým, srážením a zpracováním směsí detergentu a rozpouštědla za účelem inaktivace virů. Použije se těchto podmínek: pufr A: lOmM citran sodný, 120mM glycin, lmM chlorid vápenatý, pH 7,0; pufr B: pufr A obsahující navíc ÍM chlorid sodný; vstřikovací objem 500 μΐ. Předběžná úprava trubky se provede směsí 88 % pufru A a 12 % pufru B. Průtoková rychlost v průběhu aplikace na anex je 6 ml/min, zatímco průtoková rychlost během eluce je 9 ml/min; zpětný tlak je 0,8 MPa. Píky č. 1 a 2 znázorněné v obr. 2 odpovídají kontaminačním proteinům, jako je transferrin a IgM; pík č. 3 odpovídá kontaminačním proteinům, převážně HSA a pík č. 4 odpovídá komplexu faktor VIII/vWF (von Willebrandtův faktor). Hodnoty relativní absorbance se vztahují k absorbanci změřené UV detektorem nastaveným na hodnotu 280 nm.

< τ:

Γ~ > ο co 2 C· -< 7) ^Μ > <= Ο

ΓΌ χ\<

σ ο

co<

cc θ' σ>

Cl

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby frakce s inaktivovanými viry obsahující faktor VIII chromatografickými metodami, vyznačující se tím, že se vychází z kryoprecipitátu nebo krevní plasmy a po případném zpracování hydroxidem hlinitým se po rozpuštění kryoprecipitátu provádí inaktivace virů působením di- nebo trialkylfosfátu a neiontového povrchově aktivního činidla na tuto frakci, po níž následuje alespoň jeden separační stupeň za použití membránové chromatografie s vyloučením afinitních membránových systémů skládajících se z dutých vláken.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že se separační stupeň provádí na ionexovém materiálu, zejména anexovém materiálu, který je uspořádán v nebo na membráně.
3. Způsob podle nároku 1 a/nebo 2, vyznačující se tím, že se inaktivace viru provádí v pasterizačním stupni, po němž popřípadě následuje přídavný separační stupeň za použití membránové chromatografie.
4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se membránová chroraatografie provádí na materiálu, který má vysokou afinitu k faktoru VIII.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že materiál s vysokou afinitou k faktoru VIII je modifikován ligandy s vysokou a/nebo nízkou molekulovou hmotností.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se t í m , že materiál je modifikován protilátkami proti faktoru VIII.
7. Způsob podle některého z nároků 4 až 6, vyznačující se tím, že modifikovaný materiál s vysokou afinitou k faktoru VIII nese imobilizované ligandy s vysokou afinitou k faktoru VIII.
8. Způsob podle některého z nároků 1 až 7, v y, značující se tím, že chromatografický materiál umožňuje hydrofobní interakci mezi faktorem VIII, který má být oddělen, nebo nese vhodně ligandy, které tuto hydrofobní interakci zprostředkovávají.
9. Způsob podle některého z nároků 1 až 5 a/nebo 7 a8, vyznačující se tím, že se vzorek, který má být purifikován nanáší ve vodném systému o nízké iontové síle odpovídající 0 až 150mM roztoku chloridu sodného na membránu obsahující ionexovou látku, popřípadě se promývá vodným systémem o vyšší iontové síle odpovídající 200 až 400mM roztoku chloridu sodného a potom se eluuje vodným systémem o vysoké iontové síle odpovídající 500 až 1 500mM roztoku chloridu sodného, přičemž hodnota pH se udržuje v rozmezí od 4 do 9.
10. Způsob podle některého z nároků 1 a 3 až 8, vyznačující se tím, že se vzorek, který má být purifikován, nanáší z roztoku umožňujícího vazbu faktoru VIII k protilátkám proti faktoru VIII, afinitní membrána s adsorbovaným faktorem VIII se popřípadě promyje a potom následuje eluce chaotropickými činidly o koncentraci odpovídající například 1 až 6M močovině nebo odpovídajícím koncentrovanějším roztokem soli.
11. Způsob podle některého z nároků 1 a 3 až 8, vyznačující se tím, že se vzorek, který má být purifikován nanáší z roztoku o velmi vysoké iontové síle na membránu nesoucí na svém povrchu hydrofobní ligandy a eluuje se rozpouštědlovými systémy s nižší iontovou silou.
12. Způsob podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že se eluovaná frakce obsahující faktor VIII koncentruje, plní a/nebo lyofilizuje.
13. Způsob podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že se inaktivace virů provádí působením až 15 % hmotnostních detergentu.
14. Frakce obsahující faktor VIII připravitelná způsobem podle některého z nároků 1 až 13.

0l-7jDy9A^-če