CZ697A3 - Therapeutical human albumin with low bonding capacity to aluminium - Google Patents

Description

Předložený vynález se týká terapeutického lidského albuminového prostředku, který má nízkou vazebnou kapacitu na hliník. Vlastností tohoto prostředku je nízká kapacita absorpce a fixace vícemocných kovů vymývaných z nádoby nebo nádržky, v níž je tento roztok umístěn.

Předložený vynález se používá hlavně v oblasti terapeutických plasmových proteinů pro intravenózní podávání a je zvláště vhodný pro albuminové roztoky, i když se může používat pro jiné proteiny s podobnými vlastnostmi.

Dosavadní stav techniky

Podstatnou vlastností, kterou musí mít jakýkoliv farmaceutický prostředek, je jeho stabilita až do data expirace.

Aby se dosáhlo dlouhé stability, jsou stanoveny možné strukturní nebo funkční změny aktivní složky. Někdy je to degradace nebo změna produktu, která vede ke vzniku nežádoucích toxických sloučenin. Jejich maximální hladiny uvádí Pharmacopea nebo jiné zákonné standardy.

V případě plasmových proteinů pro intravenózní podávání a ve specifickém případu některých znečišťujících kovů, jako je hliník, musí být koncentrace co možná nejnižší, při čemž se bere v úvahu toxicita toho produktu, který je i ve stopách schopen vyvolat takové poruchy, jako jsou poruchy, které se označují senilní demence Alzheimerova typu, rozkladná encefalopatie atd. [Klein G. L.: Aluminium in Parenteral Products: Medical Perspective on Large and Smáli Volume Parenterals, Journal of Parenteral Science and Technology 43(3). 120 (1989).].

Studie toxicity ukazují, že hliník podávaný intravenózně se může hromadit v tkáních a orgánech (mozek), má toxický účinek na pacienty s renální dysfunkcí, vzhledem k jeho nedostatečnému odstraňování.

Z tohoto důvodu Evropský zdravotní úřad stanovil hladinu hliníku v intravenózním albuminu na hodnotu menší než 200 ppb (jjg/l) v roztocích, které mají 5, 20 nebo 25% (hmotn.) koncentraci proteinu.

Přirozeně, že maximální limit koncentrace hliníku v albuminu se nesmí zjišťovat bezprostředně po přípravě produktu, ale musí se udržovat po dobu expirace.

Jedním z faktorů, které běžně omezují užitečnou dobu terapeutického lidského albuminu, je zvýšení koncentrace hliníku během času. K tomuto zvýšení koncentrace hliníku dochází díky absorpci tohoto kovu ze skleněných nádržek používaných k uchovávání albuminu.

Je známo, že skleněné nádržky používané jako nádoby pro produkt obsahují nezanedbatelná množství hliníku, který může být z krystalové mřížky extrahován [Hoiberg Ch. P.: Aluminum in Parenteral Products: Overwiev of Chemistry Concerns and Regulátory Actions, Journal of Parenteral Science and Technology 43.(3), 127 (1989).].

Komerční ampulky vyrobené z neutrálního nebo borokřemičitanového skla (typ I), které mají nízkou alkalickou extrahovatelnost, obsahují větší množství hliníku než křemičitanová skla se standardním opracováním povrchu (amoniové soli nebo oxidy síry: sklo typu II), takže alkaličnost není přímo spojena s potenciálním uvolněním hliníku ze skla. Je tedy výhodné používat standardní komerční sklo typu II spíše než typu I.

Běžná technologie neřeší přesně problém zvýšení hliníku během skladování, hlavně za vyšších teplot, kterými se rozumí teploty od 25 do 35 °C [Quagliaro D.A. a spol.: Aluminium in Albumin for Injection, Journal of Parenteral Science and Technology 42(6). 187 (1988).].

Aby se v albuminovém roztoku dosáhlo nižších hladin hliníku než 200 ppb (gg/l), a to nejen bezprostředně po přípravě, ale také na konci jeho životnosti, připravuje se albumin tak, aby se po celou dobu nedostal do styku s exogenním znečištěním hliníkem v jakémkoliv stupni frakcionace lidské plasmy ethanolem za snížené teploty nebo podle Cohnova způsobu (Cohn Y. a spol.: J. Amer. Chem. Soc. 68. 459 (1946).] (použití vyčeřovacích filtrů bez hliníku nebo s nízkým obsahem hliníku, filtrační pomůcky předem promyté kyselým mediem, čerstvě připravená kyselá a alkalická reakční činidla, —). Při použití frakce V (podle Cohnova počítání) jako výchozího materiálu pro získání albuminu, se použije ultrafiltrační dialyzační technika, která umožní snížit hladiny hliníku na méně než 200 ppb ^g/l). Tyto postupy byly po prvé zavedeny v roce 1987 Skotskou národní krevní transfuzní službou [McBay W.E. a spol.: Aluminium and human albumin Solutions, British Medical Journal 295. 1062 (1987).], potom společností Millipore ve spolupráci se Švýcarským červeným křížem (vnitřní sdělení) a podobný způsob byl později popsán Kabim (patentová přihláška WO 91/00290).

Tyto postupy byly založeny na vymytí vícemocných kovů z albuminu během dialýzy iontovou substitucí jednomocnými kovy. Množství kovového iontu, jako je hliník, se sníží diafiltrací membránami zachycujícími látky o molekulové hnmotnosti 10 000 až 30 000, které zachycují proteiny (které mají vyšší molekulovou hmotnost) a umožni projití iontů nebo molekul, které jsou menší než póry membrán.

Tento postup promývání se snadno provádí aniž by se zvýšila koncentrace jednomocných iontů (například chloridu sodného), což umožňuje nahrazení vícemocných kovů, jako je hliník. Jedním způsobem, kterým se udržuje koncentrace jednomocných iontů (například chloridu sodného) na konstantní úrovni, je použití zná4 mého způsobu diafiltrace za konstantního objemu. Používají se běžné způsoby diafiltrace albuminu s cílem snížit množství hliníku (a jiných kovů) na hodnoty menší než 200 ppb a také s cílem snížit množství ethanolu a nadbytečných solí (chloridu sodného nebo jiných sloučenin s nízkou molekulovou hmotností), které mohou být přítomny ve frakci V Cohnova způsobu frakcionace, která se používá jako výchozí materiál. Tímto způsobem je možné použitím tří objemů dialyzačního roztoku tvořeného solí s jednomocnými ionty (chlorid sodný) snížit množství hlinitých iontů na méně než 200 ppb a dokonce na hodnotu nižší než 50 ppb.

Takto získané roztoky, které mají hladinu hliníku nižší než 200 ppb (Mg/l), však při skladování v konečné nádobě (sklo typu I nebo II) a (test stability) za teploty místnosti (25 až 35 °C) postupně časem zvyšují obsah hliníku, takže v době expirace (například po 3 letech) snadno překročí dané hranice 200 ppm (/ig/l).

Zbývá tedy nalézt technické řešení tohoto jevu zvyšování množství hliníku během uchovávání nebo skladování proteinových roztoků, hlavně albuminu, ve skleněných nádržkách.

Předmětem předloženého vynálezu je tedy získat albuminový prostředek, který má nízkou vazebnou kapacitu hliníku, který může být skladován za vyšší než obvyklé teploty (teplota místnosti nebo vyšší) nebo jehož životnost nebo expirace může být prodloužena.

Před předloženým vynálezem se obvykle předpokládalo, že k uvolnění hliníku z nádoby (sklo) dochází výlučně kvůli schopnosti hliníku fixovat a transportovat kovy a že tedy není možné vyřešit tento problém bez toho, aby se změnilo složení nebo povrch používaného skla (příprava nestandardních speciálních skel).

Výzkumy provedené autory vynálezu umožnily prokázat pří činnou povahu jevu zvýšení obsahu hliníku během skladování albuminu v nádobkách a umožnily vyvinout konečný prostředek pro lidské terapeutický albumin, který překonává zmíněné nevýhody.

Podstata vynálezu

Čerstvá nebo isolovaná lidská plasma, z níž se terpeutický albumin připravuje, obsahuje antikoagulační roztok, v němž jsou vždy přítomny citrátové ionty.

Při studiu distribuce citrátu v plasmových frakcích byla zjištěna přítomnost podstatných množství tohoto aniontu ve frakci V, která se používá jako výchozí materiál pro přípravu albuminu (přibližně od 10 do 20 % (hmotn.) vzhledem k původnímu obsahu citrátu v plasmě, podle systému použitého pro oddělení frakce V).

K této kontaminaci citrátem dochází ve všech albuminových roztocích připravených Cohnovým způsobem. Obvyklá koncentrace přesahuje hodnotu 1 mmol/1itr v konečném prostředku konečného produktu (například s 20 % hmotn. proteinů) přes tu skutečnost, že roztok výchozí frakce V je diafiltrován, aby se odstranil hliník na obsah nižší než 200 ppb nebo dokonce 50 či méně ppb.

Autoři vynálezu popsali, že přítomnost citrátu (vždy přítomného v použité frakci V, která se používá jako výchozí materiál) v albuminových roztocích skladovaných ve skle velmi zvyšuje uvolňování hliníku ze skleněných nádržek obsahujících tyto roztoky. Tento účinek byl prokázán experimentálně. Mezi rychlostí uvolňování a koncentrací citrátu existuje logaritmický vztah. Množství citrátu by tedy mělo být sníženo na množství nižší, než jsou množství, která existují ve frakci V.

mechanismu uvolňování, i když dnes není dobře znám, se předpokládá, že je založen na rovnováze mezi komplexem albumin-citrát. Jeho disociace iontovým nábojem podporuje přítomnost volného citrátu, který je schopen způsobit migraci hliníku ze skla. V nepřítomnosti volného citrátového aniontu albumin sám nemůže zachytit hliník, i když je nicméně dobrým nosičem a může silně asociovat s jakýmkoliv vícemocným kovem.

Výsledkem výzkumu vynálezců je objev, že lze dosáhnout významného snížení zvýšení obsahu hliníku, jestliže konečný prostředek albuminového roztoku je upraven tak, aby byl stálý a isotonický při koncentraci 5, 20 nebo 25 % hmotn. proteinu ve vodném prostředí, nebo s výhodou při jakékoliv jiné terapeutické koncentraci přijatelné pro intravenózní podávání, s výhodou je obsažen v nádobách (ampulích) standardního komerčního skla (typu II) a jestliže koncentrace citrátů v konečném albuminovém prostředku je s výhodou 0,5 nebo méně mM (milimolární), s výhodou menší než 0,037mM.

Získaný produkt vyhovuje Evropským předpisům, které uvádějí méně než 200 ppb (jug/1) hliníku a obvykle méně než 50 ppb (gg/l) hliníku. Získaný produkt je stabilní déle než tři roky za teploty 25 ± 10 °C bez překročení limitů maximálního obsahu hliníku za podmínek skladování.

Tento vynález zde bude vysvětlen na základě neomezujících příkladů provedení tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Tři skupiny Čerstvě zmrazené plasmy, které jako antikoagulační činidlo obsahují ACD (kyselina citronová/dextrosa), se frakcionují Cohnovým způsobem. Získá se frakce V. Po diafiltraci a úpravě na 20% (hmotn.) koncentraci proteinu v připraveném sterilním množství se každá skupina rozplnila za aseptických podmínek do 50ml ampulek (s hrdlem o průměru 20 mm) standardního skla typu II (společnost BSN) a hermeticky se zataví. Potom se postupně podrobí pasteraci (10 h při 60 °C) a zrychlené karanténě (14 dnů při 31 °C).

Potom byla stanovena koncentrace citrátu každé dávky. Test byl prováděn urychleným uvolňováním hliníku v 20% (hmotn.) baleném albuminu, který byl vystaven 45 °C. Obsah hliníku byl ve všech případech stanovován po různých dobách vystavení těmto podmínkám.

Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce 1 a jsou graficky znázorněny na obrázku 1, který srovnává obsah hliníku s dobou exposice pro každou koncentraci citrátu.

Tabulka 1

Vzájemný vztah mezi konečnou koncentrací citrátu a urychleným uvolňováním hliníku a dobou skladování při 45 °C

koncentrace citrátu	koncentrace hliníku (t=doba ve dnech při	(PPb) 45 °C) t=120	lineární regrese (korelace)
(g/D	(mM)	t=0	t=30	t=60
0,21	0,71	20,05	110,3	227,35	446	3,5906.t + 12,42
						(r = 0,9992)
0,036	0,12	24,35	75,48	104,25	—	l,2806.t + 30,26
						(r = 0,9922)
<0,011	0,037	12,13	12,40	20,43	30,60	0,1442.t + 10,20
						(r = 0,8941)

Mělo by být poznamenáno, že i když původní obsah hliníku (t = 0) je stejného řádu a ve všech třech případech (menší než 25 ppb) velmi nízký, totéž nelze aplikovat na koncentraci citrátu, o které se zdá, že je přímo zodpovědná za zvýšení obsahu hliníku po vystavení zvýšené teplotě (45 °C).

Lienární korelace jsou významné ve všech případech (hlavně těch, které obsahují 0,71 a 0,12mM koncentraci citrátu), a tedy jsou významné také různé směrnicemi rychlosti uvolňování hliníku.

Různé rychlosti uvolňování hliníku 3,5906 a 0,1422 ppb/den získané jako výsledek přítomnosti 0,71 nebo <0,037mM citrátu v albuminu ukazují, že poměr uvolňování je 3,5906/0,1422 = 25násobek mezi rychlostmi uvolňování získanými pro dvě koncentrace citrátu.

Příklad 2

Filtrací byly sterilovány různé dávky konečného albuminu upraveného stabilizátorem (kaprylát sodný a tryptofanát sodný) a isotonickým činidlem (chlorid sodný) na neutrální pH.

Každý roztok byl naplněn za aseptických podmínek ve dvou stejných dílech do 50ml ampulek (o průměru hrdla 20 mm), některé z nich byly ze standardního skla konvenčního typu II (společnost BSN), jiné měly povrch specielně opracován (disiřičitanem). Byl stanoven obsah citrátu a hliníku v ampulkách. Konečný prostředek albuminu 3 zpracovaných dávek měl obsah citrátu menší než je kvantitativní limit techniky (<0,011 g/1 nebo <0,037mM). Tyto dávky byly podrobeny postupu urychleného uvolňování hliníku při 45 °C. Z každé dávky byly odebrány vzorky pro stanovení uvolňování hliníku v závislosti na čase.

Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 2.

Tabulka 2

Zrychlené uvolňování (45 °C) hliníku v albuminu v závislosti na skle ampulky

sklo	koncentrace	koncentrace hliníku	lineár-
ampulky	citrátu	(t=dny vystavení 45 °c)	ní ko-
	(g/1) (m/M)	t=0 t=30 t=60 t=90 t=120 relace
disi-	<0,011 <0,037	12,13 10,73 17,43 13,00 26,13	0,1009.t+
řičitan		(±5,09) ±0,60 ±2,75 ±2,04	+9,83
			(r=0,7655)
typ II	<0,011 <0,037	12,13 12,40 20,43 18,13 30,60	0,1422.t+
(BSN)		(±4,24) ±7,33 ±4,79 ±3,83	+10,20
			(r=0,8941)

Jestliže se vezmou v úvahu lineární korelace získané při kinetikách uvolňování hliníku u dvou skupin ampulek, které měly různé opracování povrchu skla, a malý rozdíl mezi směrnicemi křivek nebo rychlostí uvolňování, lze dojít k závěru, že typ skla není rozhodujícím faktorem pro rychlost uvolňování hliníku za předpokladu, že je citrát přítomen v dostatečně snížené hladině (blízké limitu detekce techniky <0,011 g/1).

Příklad 3

Stejný konečný albuminový roztok stabilizovaný kaprylátem sodným a tryptofanátem sodným o 0,016M koncentraci v obou případech a 20% (hmotn.) koncentraci proteinu, který obsahuje 0,15M chlorid sodný, pH upraveno na 7,0 ± 0,2, byl sterilován filtraci použitím 0,22pm membrány.

Tento roztok byl naplněn do 50ml skleněných ampulek typu II, k nimž byla přidána známá množství citrátu sodného. Směs byla pasterována 10 h při 60 °C. Roztoky, které byly vystaveny zrychlenému uvolňování hliníku, byly skladovány při 45 °C.

Obsah hliníku vzorků bylů stanovován v dobách, které jsou uvedeny v tabulce 3.

Tabulka 3

Zrychlené uvolňování hliníku při 45 °C v 20% (hmotn.) albuminu v závislosti na koncentraci citrátu

koncentrace citrátu	koncentrace hliníku (ppb) (t=doba vystavení ve dnech při 45 °C)
(g/D	(mM)	t=0	t=30	t=60	t=90	t=150
<0,011	<0,037	9,0	10,0	28,2	31,0	43,6
6,12	1,8	164,2	204,6	330,2	-	721,6
9,51	2,8	161,4	240,6	349	-	886,4
23,1	6,8	165,6	287,2	418,8	-	913,6
40,1	11,8	177,2	276,3	585	““	1176,0

Tato tabulka jasně ukazuje účinek volně přidaného citrátu na uryčhlené uvolňování hliníku pro stejnou dávku albuminu a pro stejnou skleněnou nádobu. Tato tabulka také ukazuje značný rozdíl v konečných hladinách albuminu po 150 dnech při 45 °C mezi roztoky s albuminem při menší než 0,037mM a l,8mM koncentraci citrátu, které odpovídají 43,6 a 721,6 ppb hliníku. Malý stupeň znečištění citrátem nebo citrátovým zbytkem tedy velice zrychluje uvolňování hliníku.

PATENTSERVIS

Claims (1)

1. Terapeutický lidský albumin s nízkou vazebnou kapacitou na hliník, vyznačující se tím, že konečný prostředek albuminového roztoku je upraven tak, aby byl stabilní a isotonický při 5, 20 nebo 25% (hmotn.) koncentraci proteinu ve vodném prostředí nebo v jakékoliv jiné terapeutické koncentraci přijatelné pro intravenózní podávání, je připraven ve skleněných ampulkách typu II a s výhodou v konečném albuminovém prostředku obsahuje 0,5mM nebo menší, s výhodou menší než 0,037mM koncentraci citrátů.