DE69531069T2

DE69531069T2 - Verfahren zur spezifischen immunabsorption von selektierten pathogenen faktoren zur behandlung von aids

Info

Publication number: DE69531069T2
Application number: DE69531069T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Zuccato
Original assignee: Sanitaria Scaligera SpA
Current assignee: Sanitaria Scaligera SpA
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2015-12-01
Also published as: ES2201125T3; ATE242637T1; JP2000516193A; WO1996016666A1; ITVR940096A1; EP0954325A1; DE69531069D1; ITVR940096A0; AU4186496A; IT1271593B; EP0954325B1

Description

Definitionen
Die folgenden Definitionen werden für die gesamte vorliegende Beschreibung eingeführt:
HIV-Virus
Jedes Virus, welches zur Familie der "menschlichen Immunschwächeviren" gehört;
Pathogene Faktoren
HIV-Virus, und/oder gp120-Antigen, und/oder gp120/Anti-gp120 Immunokomplexe, und/oder TNF-α, und/oder Interleukine (IL1β, IL4, IL6, IL8, IL10), und/oder lösliche HLA-Moleküle, und/oder gp41-Protein, und/oder Immunokomplexe gebildet durch gp41 und Anti-gp41 Antikörper.
Spezifische Liganden
Monoklonale und/oder polyklonale Anti-gp120 Antikörper, und/oder Anti-HLA Antikörper, und/oder Anti-gp41 Antikörper, und/oder rekombinante CD4-Moleküle, und/oder Anti-CD4 Antikörper, und/oder GNA (Galanthus Nivalis Agglutinin) Lektin, und/oder ein Peptidfragment des C1q-Proteins, und/oder natives oder rekombinantes C1q-Protein, und/oder Streptukokkus G Protein, und/oder Anti-TNF-α Antikörper, und/oder Anti-Interleukin Antikörper.
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung eines Moduls zur Durchführung eines ex vivo-Verfahrens zur spezifischen Immunoadsorption pathogener Faktoren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung für die Behandlung des erworbenen Immunschwächesyndroms (AIDS).
Behandlung von AIDS
Es ist weithin bekannt, dass das HIV-Virus ein menschliches Retrovirus ist, welches das erworbene Immunschwächesyndrom (AIDS) verursacht.
Während der akuten Infektion vollzieht das Virus eine massive Replikation und ist im peripheren Blut (Virämia) des Patienten für eine sehr kurze Zeitdauer vorhanden, gefolgt von einer längeren Latenzdauer, während der das Virus sowohl in peripheren als auch lymphonodalen Lymphozyten vorhanden ist, aber schwer als freies Virus im peripheren Blut nachweisbar ist. Der Latenzphase folgt eine weitere virämische Phase, die durch eine Zunahme viraler Partikel und Antigene im peripheren Blut gekennzeichnet ist. Diese Phase ist typischerweise mit dem Einsetzen des erworbenen Immunschwäschesyndroms verbunden. Das HIV-Virus verursacht eine Immunschwäche durch Eingliederung in CD4-Zellen und Verursachung deren Tods sowohl durch direkte (zytotoxische) als auch indirekte Mechanismen.
Die molekularen Kennzeichen des Virus, die Dynamik seiner Eingliederung in die Zellen, die Immunantwort dagegen und sämtliche etiopathogenen Aspekte des Syndroms sind Gegenstand mehrerer Publikationen, auf welche der Leser für einen vollständigen Überblick des Stands der Technik Bezug nehmen kann (siehe z. B. Fauci A. S. Science 1993, 262 : 1011–1018).
Das HIV-Virus stellt einige virale Antigene her, welche im Serum oder im Plasma von HIV-positiven Patienten vorhanden sind.
Ein erstes Antigen wird gebildet durch p24, welches typischerweise während der primären Infektion vorhanden ist (Si dow M. et al. Br. Med. J. 1988 296 : 238–40) und welches später während der Latenzphase des Syndroms wegen der Herstellung spezifischer Antikörper schwer erfassbar ist, welche dessen Erkennen durch die für deren Detektion verwendeten Antikörper maskieren (Lange JMA et al. Br. med. J. 1986 293 : 1459–62).
Die Abnahme der Anti-p24 Antikörper im Serum und die gleichzeitige Zunahme der p24-Antigens sind verbunden mit einem Fortschritt des Syndroms und mit einer klinischen Verschlechterung (Allain JP et al. New. Engl. J. Med. 1987 317 : 1124– 21) .
In vitro HIV-infizierte Zellen setzen gp120-Protein frei, welches zu einer extrazellulären Einheit der viralen Hülle korrespondiert.
gp120 kann im Serum von HIV-positiven Patienten mittels eines ELISA Tests gemessen werden, bei dem ein Anti-gp120 Antikörper an die feste Phase gebunden und das gebundene Antigen mittels eines zweiten Enzym-markierten Antikörpers erfasst wird. Die Konzentration des gp120 im Plasma ist im Bereich von 1 bis 100 ng/ml bei AIDS-Patienten (Se-Kyung O. et al. J. AIDS: 251–256, 1992). Darüber hinaus ist ein Teil des gp120 im Plasma komplex an Anti-gp120 Antikörper gebunden. Dieser Teil kann durch einen Test erfasst werden, der ähnlich zum vorerwähnten ist, wobei ein für menschliche Immunglobuline spezifischer Antikörper als Detektor verwendet wird. Die Verwendung dieses Test zeigt, dass gp120, welches in Form von Immunokomplexen zirkuliert, auch vor dem Ausbruch des erworbenen Immunschwächesyndroms vorhanden ist (SE-Kyung O. et al., J. AIDS: 251–246, 1992).
Es ist von mehreren Laboratorien gezeigt worden, dass natives oder rekombinantes gp120 eine direkte immunosupressive Wirkung hat, u. a.: Inhibierung der T-prolieferativen Antworten, Sensibilisierung gegenüber einer Lyse von CD4 Zellen mittels zytotoxischer T-Lymphozyten, direkte Zytotoxizität an Nervenzellen, aberrante Stimulation der Chemotaxis von Lymphozyten und Monozyten, Interferenz des programmierten Zelltods (Apoptose) (Mann DL et al. J. Immunol. 1987, 138 : 2640–4; Kornfeld H. et al. Nature 1988 335 : 445–8; Mittler R. S. et al. Science 1989 245 : 1380–2; Weinhold KJ et al. J. Immunol. 1989 142 : 3091– 7; Oyaizu N. et al. Proc.Natl. Acad.Sci USA 1990 87 : 2379–83; Chirmule N et al. Blood 1990 75 : 152–9; Brenneman DE et al. Nature 1988 335 : 639–42; Ameisen J. C. et al. Immunol.Today 1991 12 : 102–4).
All diese Wirkungen können zu einer Amplifizierung der T-Helfer Lymphozyten Suppression führen, zu einer Zerstörung nicht-infizierter Zellen, zu neurologischen Schäden und zu einer Rekrutierung nicht-infizierter Zellen in Bereiche, die durch eine hohe Virusexpression gekennzeichnet sind, wie das Spleen der Lymphknoten.
All diese Wirkungen tragen zu der Pathogenese des erworbenen Immunschwächesyndroms bei. Darüber hinaus werden einige biologische Wirkungen des gp120 verstärkt oder erfordern sogar die Anwesenheit von Anti-gp120 Antikörpern, welche das Protein an der Oberfläche der Zellen quervernetzen (Mittler R. S. et al. Science 1989: 245: 1380–2, CruikShank WW, et al. Biomed. Pharmacother. 1990 44 : 5–11).
Dieser Zustand kann bei den meisten AIDS-Patienten erfasst werden. Diese Immunokomplexe können pathogen nicht nur mittels der oben beschriebenen Mechanismen sein, sondern auch durch komplementäre Aktivierung und eine direkte proinflammatorische Wirkung.
Die biologische Funktion des gp120 ist das Binden an den HIV-Rezeptor, das CD4-Molekül, welches auf der Membran des CD4+ Helferlymphozyten exprimiert wird (Dalgleish G. et al. Nature 1984, 312 : 763–7; Klatzzann D. et al. Nature 1984, 312 : 767–8). Nach dem Binden an CD4 wird gp120 vom Virus abgestoßen, und das Transmembranprotein gp41 vermittelt die Fusion zwischen der Virusmembran und der Zellmembran.
Die HIV-Virusmembran weist zusätzlich zu einem Paar von Hüllproteinen (gp120 und gp41) andere zelluläre Proteine auf, die wahrscheinlich passiv von der Zellmembran während des Entwicklungsprozesses des Virus erworben werden (Arthur L. et al. Science 1992, 258 : 1935–9). Zwischen den auf der Virusmembran vorhandenen zellulären Proteinen sind die Antigene des großen Histokompatibilitätskomplexes (HLA), Klasse II und Klasse I. Es ist möglich HIV mittels Anti-HLA Antikörpern zu fangen, da diese Antigene auf der viralen Membran in einer Menge vorhanden sind, die sogar, höher als die Menge des Hüllproteins ist (Arthur L. et al. Science 1992, 258 : 1935–9). Einige dieser Antigene, insbesondere HLA Klasse I, nehmen im Serum von AIDS-Patienten während des Syndroms zu (Puppo F. et al. J.Laboratory and Clin.Med. 1991 117 : 91–100), und sie können eine direkte immunosupressive Rolle spielen.
Daraus ergibt sich, dass ein selektives Entfernen aus dem Serum oder Plasma des HIV-Virus, seiner Mantelantigene (gp120) und zellulärer löslicher Faktoren, die während des Syndroms zunehmen, einen Patienten einen direkten Nutzen geben können, indem einige der Immunschwächeursachen beseitigt werden.
Die derzeit durchgeführten Therapien vermindern nur teilweise und zeitweise die virale Belastung; sie können jedoch nicht alle Faktoren vermindern, welche die Immunosupression amplifizieren (zirkulierende Antigene und Immunokomplexe).
Ähnliche Erwägungen zu denen, die bezüglich des HIV-Virus, gp120-Antigens und der gp120/Antikörper Anti-gp120 Immunokomplexe offenbart worden sind, können wiederholt werden so weit es den Tumor Nekrosefaktor TNF-α, einige Interleukine (IL1β, IL4, IL6, IL8, IL10), lösliche HLA-Moleküle und gp41-Protein sowie durch gp41 und menschliche Anti-gp41 Antikörper gebildete Immunokomplexe betrifft.
Verbunden mit einem Fortschritt des erworbenen Immunschwächesyndroms ist eine über- oder ungleichmäßige Produktion des TNF-α sowie anderer inflammatorischer Zytokine (z. B. IL1β, IL4, IL6, IL8, IL10). Eine Überproduktion des TNF-α induziert einen septischen Schock, welcher die Haupttodesursache in den Intensivstationen bildet.
Eine wesentliche Verminderung von TNF-α scheint von grundlegender Bedeutung in der septischen Schockbehandlung zu sein.
Verschiedene Zusammensetzungen für die in vivo-Verminderung des TNF-α Faktors und anderer oben zitierter Faktoren sind bekannt (siehe z. B. WO-A1-14464/95, DE-A-4342846, DE-A-4340111, WO-A1-10287/95, EP-A-638556, WO-A2-6077/95; WO-A1-3326/95, EP-A-636369, WO-A1-514/95, WO-A1-27947/94, EP-A-486809, WO-A1-4675/89, US-A-5364930).
Das Dokument US-A-5037649 offenbart ein Verfahren zur Behandlung von HIV-infizierten Patienten. Gemäß diesem Verfahren werden an einer HIV-1 Infektion leidende Patienten behandelt, indem extrakorporal aus dem Blut des Patienten IgG und Immunkomplexe entfernt werden. Das wird durch eine Entfernung des Bluts vom Patienten, eine Trennung des Bluts in sein Plasma und Serumkomponenten und ein Inkontaktbringen des Plasmas mit einem Immunoadsorbent erreicht, das durch ein kovalent an eine inerte Matrix gebundenes Protein A gebildet ist. Die Verwendung eines Proteins A als Immunoadsorbent beinhaltet jedoch mehrere Nachteile und Hindernisse, da dieses Immunoadsorbent nicht nur die Adsorption von IgG und Immunkomplexen, sondern auch der Antikörper des Patienten besorgt. Eine Entfernung der Antikörper von einem an einer Immunschwächekrankheit leidenden Patienten hat stark negative Wirkungen auf den Patienten.
Die vorhergehenden Überlegungen treffen auf den Fall des Dokuments WO-A1-88/09670 ebenfalls zu, welches ein Verfahren zur extrakorporalen Entfernung von Antikörpern gegen gp160/120 von einem mit HIV-infizierten Individuum offenbart.
Das Dokument EP-A-0592989 offenbart ein Verfahren zur Adsorption des Tumornekrosefaktars TNF und/oder Lipopolysacchariden LPS aus wässrigen Lösungen unter Verwendung einer chromatografischen Säule, die mit Dextransulfat derivatisierte Cellulose enthält. Dieses Dokument offenbart nicht die Verwendung von Anti-TNF-α-Antikörpern in einer Chromatographie-Säule, um selektiv den Tumornekrosefaktor TNF-α zu entfernen.
Das Dokument US-A-4931118 offenbart ein Verfahren zur Isolierung und Reinigung eines spezifischen Proteins aus einer Lösung, wobei ein proteinspezifischer Antikörper an einer organischen Substratmatrix angebracht wird, so dass ein Antikörper-Substrat gebildet ist, und das zu isolierende Protein wird in einer geeigneten Pufferlösung mit dem Antikörper- Substrat Konjugat in Kontakt gebracht. Dieses Dokument offenbart allgemein ein Affinitäts-Chromatographie-Verfahren; es erwähnt nicht irgendeine spezifische Anwendung zur Entfernung z. B. von Interleukinen mittels spezifischer Anti-Interleukin-Antikörper bei AIDS-Patienten. Dasselbe gilt für den relevanten Inhalt des Dokuments EP-A-0103184.
Beschreibung der Erfindung
Der wesentliche Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines Immunophoresemoduls zur Immunoadsorption zur Durchführung eines ex vivo-Verfahrens zur Entfernung, entsprechend verschiedener Fälle, der pathogenen Faktoren (d. h. HIV-Virus, und/oder gp120-Antigen und/oder gp120/Antikörper Anti-gp120 Immunokomplexe, und/oder TNF-α, und/oder Interleukine (IL1β, IL4, IL6, IL8, IL10), und/oder lösliche HLA-Moleküle, und/oder gp41-Protein, und/oder durch gp41 und menschliche Anti-gp41 Antikörper Immunokomplexe gebildete, deren Anwesenheit während einer HIV-Virusinfektion zunimmt und direkt zum Stand der erworbenen Immunschwäche korreliert, zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung zur Behandlung des erworbenen Immunschwächesyndroms (AIDS).
Nach einer ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird ein Modul für die spezifische Immunoadsorption aus Blut oder Plasma eines oder mehrerer pathogener Faktoren, ausgewählt aus HIV-Virus, gp120-Antigen, gp120/Anti-gp120 Immunokomplexen, TNF-α, Interleukine (IL1β, IL4, IL6, IL8, IL10), löslichen HLA-Molekülen (Klasse I), gp41-Protein, durch gp41 und Anti-gp41 Antikörper Immunokomplexen gebildeten, zur Behandlung des erworbenen Immunschwächesyndroms (AIDS), wobei das Modul einen Behälter mit einer inneren zwischen einer Blut oder Plasma zuführenden Leitung und einer Entleerungsleitung angeordneten Kammer und eine feste Phase (11), die in der inneren Kammer angeordnet ist, umfasst, wobei spezifische Liganden fest an der festen Phase mittels kovalenter Bindungen gebunden sind, wobei jeder spezifische Ligand zu einem stetigen Fangen eines korrespondierenden pathogenen Faktors geeignet ist.
Vorteilhafterweise ermöglicht die ex-vivo Immunoadsorption von pathogenen Faktoren aus Blut auch die Trennung des korpuskularen Teils des Vollbluts des Patienten vom Plasma sowie die Adsorption des pathogenen Faktors unter Verwendung spezifischer Liganden, um Plasma mit einer niedrigen Konzentration pathogener Faktoren zu erhalten und solches Plasma mit einer geeigneten Menge des korpuskularen Teils des Blut des Patienten zu mischen.
Die Immunoadsorption oder Immunophoresetechnik bilden eine spezifische Anwendung der Affinitätschromatographie, die in diesem Fall zum Abziehen einiger spezifischer direkt oder indirekt für eine gegebene Krankheit verantwortlicher Substanzen aus dem Plasma und/oder Blut verwendet wird.
Das erfindungsgemäße Modul ist mit spezifischen Liganden versehen, die auf einer in einer wässrigen Phase unlöslichen festen Phase unlöslich gebunden sind, wobei die feste Phase mittels eines Trägers gehalten wird, der für Vollblut oder Plasma durchlässig ist.
Im Fall einer Behandlung des Vollbluts wird venöses vom Patienten abgezogenes Blut mit einem Antikoagulant gemischt und mittels einer peristaltischen Pumpe zu einer Behandlungseinheit befördert, welche die spezifischen Liganden, die Antikörper und die unlöslich gebundenen Moleküle, d. h. gebunden oder auf andere Weise an einem geeigneten Träger mittels ko valenter Bindungen befestigte, enthält, so dass ein spezifisches Abziehen der pathogenen Faktoren mittels einer spezifischen immunologischen Antikörper-Antigen oder Liganden-Rezeptor Reaktion möglich ist.
Im spezifischen Fall des Plasmas wird vom Patienten herausgezogenes venöses Blut mit einem Antikoagulant gemischt und zu einem Zellseparator geschickt, z. B. einem herkömmlichen, der eine Trennung des korpuskularen Teils des Bluts vom Plasma durchführt.
Das Plasma wird dann zu einem Behandlungsmodul oder einer Einheit geschickt, die einen durchlässigen Träger enthält, der die kovalent gebundenen unlöslichen (im oben beschriebenen Sinn) spezifischen Liganden trägt, wodurch ein spezifisches Abziehen der pathogenen Faktoren mittels einer spezifischen immunologischen Antikörper-Antigen oder Liganden-Rezeptor Reaktion möglich ist.
Das derart behandelte Plasma kann dann mit einer löslichen Menge des korpuskularen Teils des Bluts gemischt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltungsform wird vom Patienten gesammeltes und mit einem Antikoagulant versehenes Blut in einem Behälter aufbewahrt und es wird einer Behandlung (d. h. einer Abtrennung des korpuskularen Teils und des Plasmas, einer Adsorption pathogener Wirkstoffe und einem Wiedervermischen mit dem korpuskularen Teil) nur in einer zweiten Phase (z. B. nach mehrfachem Einsammeln, bis eine vorgegebene Menge an infiziertem Blut gelagert worden ist), d. h. vor der Durchführung des umfassenden Ersatzes des Bluts des Patienten durchgeführt.
Erfindungsgemäß ist die Menge an spezifischen Liganden, die an einem geeigneten Träger unlöslich gebunden sind, ausreichend zur Behandlung des gesamten Bluts des Patienten.
Erläuterung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich beim Lesen der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Moduls unter Zurhilfenahme der anliegenden Zeichnungen, in denen:
1 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches eine Vorrichtung zum Sammeln von Blut und zum Abziehen pathogener Wirkstoffe aus dem Blut zeigt;
2 eine schematische Erläuterung einer Immunophorese-Vorrichtung zum Abziehen pathogener Wirkstoffe aus extrakorporalem Plasma ist, die ein erfindungsgemäßes Modul umfasst;
3 und 4 jeweils eine schematische Darstellung kovalenter (oder anderer Art) Bindungen zwischen dem Antikörper Anti-gp120 und/oder HLA-Molekül der Klasse I und der Klasse II und/oder Antikörper Anti-CD4 und/oder rekombinante CD4-Moleküle und einem festen Träger zeigen, der aus einem durch Mikrokanäle gebildeten Innern einer Mikrokugel gebildet ist, und einer immunologischen Antigen-Antikörper Reaktion;
5 eine schematische Schnittansicht eines Behandlungsmoduls oder einer erfindungsgemäßen Einheit ist, welche spezifische Liganden enthält, die unlöslich an einer synthetischen Polymermatrix gebunden sind;
6 eine Draufsicht auf eine gekerbte Platte zeigt, die Bestandteil des Behandlungsmoduls nach 5 ist;
7 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie IX – IX in 6 ist;
8 eine Schnittansicht ähnlich zu der in 5 ist, wobei ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Behandlungsmoduls gezeigt ist;
9 eine Draufsicht auf eine Gehäuseschale in einem verkleinerten Maßstab zeigt, welche zur Aufnahme eines Moduls gemäß 8 geeignet ist;
10 eine auf dem Kopf stehende Schnittansicht entlang der Linie VI – VI in 9 zeigt;
11 eine Untersicht eines weiteren zur Aufnahme eines Moduls gemäß 8 geeigneten Gehäuses in einem verkleinerten Maßstab zeigt.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
In den Zeichnungen sind identische oder ähnliche Teile oder Bestandteile mit demselben Bezugszeichen bezeichnet.
In der Bezugnahme auf 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 allgemein venöses Blut welches von einem mit dem HIV-Virus infizierten herausgezogen worden ist, das Bezugszeichen 33 bezeichnet ein Paar peristaltischer Pumpen herkömmlicher Bauart, wobei eine zur Zufuhr des Bluts des Patienten zu einem Behandlungsmodul oder einer Einheit 4 durch eine Leitung 35 geeignet ist, während die andere das behandelte Blut 10 einer Leitung 36 zuführt.
In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 1 venöses Blut, das von einem mit dem HIV-Virus befallenen Patienten abgezogen worden ist, das Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Zentrifugalzelltrenner, z. B. herkömmlicher Bauart, der dazu geeignet ist, den korpuskuralen Teil des Bluts vom Plasma zu trennen, das Bezugszeichen 3 bezeichnet eine Leitung für Plasma (welches die pathogenen Faktoren enthält), welche vom Separator 2 kommt und zum Behandlungsmodul oder der Einheit 4, welche die spezifischen unlöslich an einem festen Träger gebundenen Liganden enthält, fließt. Der korpuskulare vom Plasma innerhalb des Separators 2 abgetrennte Teil des Bluts wird durch eine Leitung 5 zu einer Mischeinheit 6 befördert.
Das innerhalb des Moduls 4 behandelte Plasma wird auch durch eine Leitung 7 zur Mischeinheit 6 befördert, damit es mit dem korpuskularen Teil gemischt wird.
Wie in 2 gezeigt ist, kann das innerhalb des Separators 2 zu behandelnde Blut 1 von einem geeigneten Vorrats- und Aufbewahrungsbehälter 8 kommen, in dem das Blut 1 gemäß einer oder mehrerer der folgenden Zeichnungen aufbewahrt worden ist. Darüber hinaus kann, anstelle des Zuführens des in der Behandlungseinheit oder im Modul 4 behandelten Plasmas zur Mischeinheit 6, das Plasma insgesamt oder teilweise innerhalb eines geeigneten Aufbewahrungsbehälters 9 aufbewahrt werden, bevor es der Mischeinheit 6 zugeführt wird.
Das ermöglicht eine bessere Handhabung einer möglichen späteren kontrollierten Reinfusion des Bluts mit einer geringen Konzentration an HIV-Viren, und/oder gp120-Antigen, und/oder gp120/Antikörpern Anti-gp120 Immunokomplexen, und/oder TNF-α, und/oder Interleukinen (IL1β, IL4, IL6, IL8, IL10), und/oder löslichen HLA-Molekülen, und/oder gp41-Protein, und/oder durch gp41 und menschliche Anti-gp41 Antikörper gebildeten Immunokomplexen zum Patient.
In dem in den 3 und 4 gezeigten Beispiel haben wir schematisch eine durch eine Mikrokugel sich erstreckende als feste Phase 11 wirkende Leitung gezeigt, welche innerhalb einer Behandlungseinheit 4 enthalten ist und an die fest mittels kovalenter Bindungen (12), Anti-gp120 Antikörper (13), und/oder Anti-HLA der Klasse T (14a) und/oder der Klasse II (14b) Antikörpern und/oder Anti-CD4 Antikörpern (15) gebunden sind, welche geeignet sind zum wirken gegen das HIV-Virus (das durch ein Achteck dargestellt ist), und/oder gegen gp120-Antigen (welches durch ein Dreieck dargestellt ist), und/oder gegen gp120/Antikörper Anti-gp120 Immunokomplexe (dargestellt durch ein Rechteck plus Dreieck), und/oder lösliche HLA-Moleküle der Klassen I und II (die durch ein kleineres schwarz gefärbtes Rechteck und ein weiß gehaltenes Rechteck dargestellt sind).
Rekombinante CD4-Moleküle, die auf das gp120-Protein des Plasmas und das HIV-Virus wirken, sind ebenfalls am festen Träger mittels kovalenter Bindungen fixiert.
Gemäß einer allgemeinen Umrissdarstellung kann eine Behandlungseinheit oder ein Modul 4 die schematische in den 5 bis 11 gezeigte Anordnung aufweisen. Das Modul 4 wird durch einen Behälter gebildet, z. B. gebildet aus einem Paar äußerer Gehäuseschalen 16, 17, welche eine innere Kammer 18 begrenzen, welche in Übereinstimmung mit der Gehäuseschale 16 mit einer Plasmazuführleitung 3 verbunden ist, während sie auf der gegenüberliegenden Seite, in Übereinstimmung mit der Gehäuseschale 17 mit einer Entleerungsleitung 7 verbunden ist. Die Kammer 18 nimmt ein mechanisches Eingangsseptum auf, das zur Verteilung in einer möglichst gleichmäßigen Weise des einströmenden Plasmas in eine zwischengeschaltete feste Phase 11 geeignet ist, die beispielsweise aus Mikrokugeln oder makroporösen Modulen hergestellt aus 2-Hydroxyethylmethacrylat (HEMA) oder Agarose, Cellulose, Glas, Polyacrylamid, Silika, Dextran oder anderen synthetischen Polymeren mit einem Durchmesser einiger zehner Mikron gebildet sind und monoklonale oder polyklonale Anti-gp120 Antikörper, und/oder Anti-HLA Antikörper, und/oder Anti-CD4 Antikörper und/oder rekombinante CD4-Moleküle tragen, und ein mechanisches Ausgangsseptum 20, welches zum Sammeln des behandelten Plasmas und zur Zufuhr in die Leitung 7 geeignet ist.
Die feste Phase 11 ist zwischen zwei mikroporösen Filtern 21, 22 angeordnet, die voneinander mittels eines Abstandsrahmens 23 beabstandet gehalten werden.
In 8 erstreckt sich der Abstandsrahmen 23 nach innen zwischen die Filter 21; 22. Jede Gehäuseschale 16, 17 ist mit einem entsprechenden Ventil 24, 25 und mit peripheren Ösen 26 versehen, welche mit Befestigungsmuttern und Bolzen zusammenwirken.
Mechanische Septen 19, 20 können den in den 6 und 7 gezeigten Aufbau haben, in welchen die gegen die Eingangs- und Ausgangsöffnungen gerichtete Oberfläche leicht vom Zentrum zur Peripherie geneigt ist, wobei einige Durchgangslöcher vorgesehen sind, wohingegen die übrige Oberfläche entweder flach oder mit einer Vielzahl kleiner konzentrischer Rippen 28 versehen ist, die von radialen Kerben 29 geschnitten werden, welche unter Beachtung des Eingangsseptums 19 die Verteilung des Plasmas über die gesamte Oberfläche des Fil ters 21 steigern und welche, unter Beachtung des Ausgangsseptums 22 den Plasmafluss zur Leitung 7 steigern.
Wie bereits erwähnt worden ist, kann die feste Phase 11 entweder durch Mikrokugeln mit einer mikroporösen Struktur oder aus festen Mikrokugeln gebildet sein, die aus Polystyrol oder Divinylbenzol oder Ethylen-dimethacrylat mit einem Durchmesser im Bereich von 5 bis 100 Mikron (und, insbesondere von 20 bis 100 Mikron für Plasma und im Bereich von 200 bis 600 Mikron für Vollblut) hergestellt sind.
Die feste Phase 11 kann auch aus einer oder mehreren porösen Membranen und/oder durch ein oder mehrere Bündel von z. B. aus Polyvinylsulfon oder Tetrafluorethylen hergestellten Kapillargefäßen, und/oder aus einem schwammartigen oder expandierten Material mit offenen Zellen gebildet sein.
Anti-gp120 Antikörper (13), und/oder Anti-HLA Antikörper der Klasse I (14a) und/oder der Klasse II (14b), und/oder rekombinante CD4-Moleküle, die unlöslich an der festen Phase 11 gebunden sind, kommen in Kontakt mit dem HIV-Virus, und/oder Antigen-gp120, und/oder Immunokomplexen gp120/Antikörpern Anti-gp120, und/oder TNF-α, und/oder Interleukinen (IL1β, IL4, IL6, IL8, IL10), und/oder löslichen HLA-Molekülen, und/oder gp41-Protein, und/oder durch gp41 und menschliche Anti-gp41 Antikörper gebildeten Immunokomplexen, welche im Plasma vorhanden sind, und sie fangen diese, indem sie sie mittels einer immunologischen Antigen-Antikörper oder Liganden-Rezeptor Reaktion binden.
Das behandelte Plasma fließt aus der Behandlungseinheit 4 und weist eine geringere Konzentration des Virus HIV, und/oder Antigen gp120, und/oder Immunokomplexen gp120/Antikörpern An ti-gp120, und/oder TNF-α, und/oder Interleukinen (IL1β, IL4, IL6, IL8, IL10), und/oder löslichen HLA-Molekülen, und/oder gp41-Protein, und/oder durch gp41 und menschliche Anti-gp41 Antikörper gebildeten Immunokomplexen auf, und es kann dann in der Mischeinheit 6 mit dem korpuskularen Teil des Bluts gemischt werden, der dahin durch die Leitung 5 zugeführt wird und welcher zuvor innerhalb des Separators 2 getrennt worden ist, um das Vollblut 10 wiederherzustellen.
Die Erfindung ist oben unter Bezugnahme auf eine vorteilhafte Form einer Ausgestaltung derselben beschrieben worden.
Es ist jedoch offensichtlich, dass die Erfindung in unterschiedlichen Ausführungsformen bereitgestellt werden kann.
Beispielsweise kann die oben beschriebene Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Entfernung des TNF-α Faktors verwendet werden.
In diesem Fall kann die feste Phase 11, welche in 4 gezeigt ist, aus einem festen, biokompatiblen und nicht toxischen Polymerharz bestehen, welches an seiner Oberfläche aktive Gruppen zeigt, die an Proteinmoleküle mittels kovalenter Bindung gebunden werden können.
Beispielsweise kann eine erste Art des Harzes verbunden sein mit einem spezifischen Liganden, wie Polymyxin B, welches ein zum Binden und Deaktivieren von gram-negativen Bakterien hergestellten Endotoxinen geeignetes Antibiotikum ist; eine zweite Art eines Harzes kann mit einem murinen monoklonalen Antikörper (Mab) verbunden sein, der gegen menschliches Zytokin TNF-α oder mit nativen oder rekombinanten TNF-α Rezeptoren gerichtet ist.
Im folgenden Beispiel wird ein Verfahren zum kovalenten Binden von Proteinen oder Molekülen an das Harz Sepharose-4B angegeben, welches von Pharmacia Biotech (Uppsala, Schweden) hergestellt wird.
Verfahren und Materialen
0,5 g Harz in Form eines trockenen Pulvers werden jeweils für 5 bis 8 mg Protein abgewogen, z. B. Anti-TNF-α Antikörper, die an dem festen Träger gebunden werden sollen (1 g Harz liefert ungefähr 3,5 g Gel nach der Rehydratisierung).
Nach der Rehydratisierung mittels 1 mM HCl (5 ml für jedes Gramm Harz) wird das Harz mittels ungefähr 200 ml Säure für jedes Gramm Harz gewaschen.
Die dialysierte Proteinlösung wird in einem geeigneten Polypropylen-Behälter mit dem mit HCl gewaschenen Harz gemischt (ungefähr 2 ml Proteinlösung für jedes ml Gel).
Die durch das Gel und die Proteinlösung gebildete Mischung wird für 4 Stunden bei Raumtemperatur gerührt.
Das Harz wird von der das nicht kovalent am festen Träger gebundene Protein enthaltenden Pufferlösung mittels Zentrifugieren bei 200 bis 400 g für 10 Minuten getrennt. Der Überstand wird mittels Absaugung abgezogen, während das durch das Harz geformte Kügelchen nochmals mit 0,1 M Glycerinpuffer bei pH 8,5 (5 ml für jeden ml Harz) suspendiert wird.
Das Harz wird mit dem Glycerinpuffer für 18 Stunden bei 4°C gerührt.
Nach der Trennung des Harzes von der Pufferlösung mittels Zentrifugieren bei 200 g für 10 Minuten wird das Kügelchen nochmals mit 0,1 M Natriumacetatpuffer, der 0,5 M NaCl enthält, bei pH4 suspendiert. Das Harz wird dreimal unter Verwendung desselben Natriumacetatpuffers gewaschen. Nach dem dritten Waschen wird das Harz wieder mit einem physiologischen Natriumphosphatpuffer suspendiert und es wird zweimal unter Verwendung desselben Puffers gewaschen.
Nach dem zweiten Waschen mittels des Phosphatpuffers wird das Harz wieder mit einem Phosphatpuffer, der 0,04% Natriumazid enthält, suspendiert.
Prüfung der Bindungseffizienz
Die nach einer 4-stündigen Inkubation mit dem Harz geerntete Proteinlösung wird gegen einen 0,1 M Natriumkarbonatpuffer pH 8,5 dialysiert.
Die Proteinkonzentration der nach einer 4-stündigen Inkubation mit dem Harz Sepharose-4B CNBr erhaltenen Lösung und die der Anfangsproteinlösung werden. unter Verwendung des "Protein Assay" Kit von Biorad (Richmond, CA) ermittelt.
Die Proteinmenge, die kovalent an das Harz gebunden ist, wird unter Verwendung der folgenden Formel ermittelt: Ertrag% = 100 – (C2)/C1 × 100,wobei
C1 = Proteinkonzentration vor dem kovalenten Binden mit dem Harz,
C2 = Proteinkonzentration im Überstand nach der ersten Inkubation mit Harz
wobei
Q = die Proteinmenge (mg) gebunden am Harz,
(C) = die Konzentration der Proteinlösung vor dem kovalenten Binden an das Harz,
VolP = das Volumen (ml) an Proteinlösung, welche zum kovalenten Binden an das Harz verwendet wird ,
VolR = das Volumen (ml) an Harz, welches nach dem Ende des Bindens erhalten wird, ist.
Das Binden wird dann gemäß dem oben beschriebenen Verfahren durchgeführt.

Claims

Verwendung eines Moduls zur Durchführung der spezifischen Immunadsorption aus Vollblut oder einem Plasma eines oder mehrerer pathogener Faktoren ausgewählt aus HIV-Virus, gp120-Antigen, gp120/Anti-gp120 Immunkomplexen, TNF-α, Interleukinen (IL 1β, IL4, IL6, IL8, IL 10), löslichen HLA-Molekülen (Klasse I und/oder Klasse II), gp41-Protein, aus gp41 und Anti-gp41 Antikörpern gebildeten Immunokomplexen, zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung, zur Behandlung des erworbenen Immunschwächesyndroms (AIDS), wobei das Modul einen Behälter mit einer inneren zwischen einer Blut oder Plasma zuführenden Leitung und einer Entleerungsleitung angeordneten Kammer und einer in der inneren Kammer, angeordneten festen Phase (11) umfasst, wobei an der festen Phase spezifische Liganden mittels kovalenter Bindungen fest angebracht sind, wobei jeder spezifische Ligand dazu geeignet ist, einen korrespondierenden pathogenen Faktor einzufangen, dadurch gekennzeichnet, dass die Liganden gebildet sind aus rekombinanten CD4-Molekülen, und/oder Anti-CD4 Antikörpern, und/oder GNA (Galanthus Nivalis Agglutinin) Lektin, und/oder monoklonalen und/oder polyklonalen Anti-gp120, und/oder Anti-CD4 Antikörpern und/oder durch ein Peptidfragment des C1q-Proteins und/oder nativem oder rekombinantem C1q-Protein und/oder Anti-TNF-α Antikörpern und/oder Anti-Interleukin Antikörpern, und/oder Anti-HLA (Klasse I und/oder Klasse II) Antikörpern, und/oder Anti-gp41 Antikörpern.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifischen Liganden fest an einer in wässriger Lösung unlöslichen festen Phase gebunden sind.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Phase eine Mehrzahl an Mikrokugeln umfasst.
Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokugeln eine mikroporöse Struktur aufweisen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokugeln hergestellt sind aus einem Material ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend 2-Hydroxyethylmethacrylat, Polystyrol, Divinylbenzol, Polyethylen, Acrylamid, Polyamid, Silika, Dextran, Agarose, Zellulose, Glas oder andere synthetische Polymere.
Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrokugeln einen Durchmesser im Bereich von 5 bis 1000 Mikron aufweisen.
Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Phase aus wenigstens einer porösen Membran gebildet ist.
Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Phase aus wenigstens einem Bündel mikroporöser Kapillargefäße gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das oder jenes Bündel der Kapillargefäße aus Polyvinylsulfon oder Tetrafluorethylen gebildet ist.
Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Phase aus einem schwammartigen oder expandierten Material mit offenen Zellen gebildet ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Blut einer Behandlung zur Abtrennung des korpuskularen Teils vom Plasma unterzogen wird, wobei nur derart abgetrenntes Plasma der Adsorption mittels des spezifischen Liganden unterzogen wird, so dass ein Plasma mit einer geringen Konzentration an pathogenen Faktoren erhalten wird, und wobei das derart behandelte Plasma dann mit einer geeigneten Menge des korpuskularen Teils des zuvor abgetrennten Bluts gemischt wird.
Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Blut vor dem Abtrennen des korpuskularen Teils vom Plasma ein Antikoagulationsmittel zugesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung zwischen korpuskularem Teil und Plasma durch Zentrifugieren durchgeführt wird.
Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des eine geringe Konzentration an pathogenen Wirkstoffen aufweisenden Plasmas in einem ge eigneten Behälter aufbewahrt wird.
Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil des eine geringe Konzentration an pathogenen Wirkstoffen aufweisenden Plasmas in einem geeigneten Behälter vor der Mischung mit einer geeigneten Menge an korpuskularem Teil des Blut aufbewahrt wird.