EP0216870A1 - Für die anwendung beim menschen geeignete fibronektinlösung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Für die anwendung beim menschen geeignete fibronektinlösung und verfahren zu ihrer herstellung

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EP0216870A1
EP0216870A1 EP86902266A EP86902266A EP0216870A1 EP 0216870 A1 EP0216870 A1 EP 0216870A1 EP 86902266 A EP86902266 A EP 86902266A EP 86902266 A EP86902266 A EP 86902266A EP 0216870 A1 EP0216870 A1 EP 0216870A1
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EP
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fibronectin
plasma
solution
preparation
subjected
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EP86902266A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Binder
Peter Nemeth
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Serotherapeutisches Institut Wien GmbH
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Serotherapeutisches Institut Wien GmbH
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Publication date
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    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor
    • A61L2/02—Disinfection or sterilisation of materials or objects, in general; Accessories therefor using physical processes
    • A61L2/04—Heat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/78—Connective tissue peptides, e.g. collagen, elastin, laminin, fibronectin, vitronectin or cold insoluble globulin [CIG]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61L2103/00—Materials or objects being the target of disinfection or sterilisation
    • A61L2103/05—Living organisms or biological materials

Definitions

  • Fibronectin solution suitable for human use and process for its preparation
  • the invention relates to a fibronectin solution suitable for use on humans and to a process for its preparation.
  • Fibronectin is a high molecular weight glycoprotein which consists of two subunits, each with a molecular weight of approximately 220,000, and which occurs in soluble form in the plasma in a concentration of approximately 0.3 mg / ml. Fibronectin is found in insoluble form in the connective tissue and associated with the basal membrane. Soluble fibro nectin occurs with collagen . Heparin, fibrin and staphylococci interact, whereby it has a function in mediating the adhesion of cells, such as thrombocytes, the organization of fibrin clots and the formation of connective tissue, but in particular also as one of the main opsonizing factors has the phagocytosis function of the reticuloendothelial system.
  • Fibronectin is cross-linked with fibrin by activated factor XIII and causes the fibrin clot to solidify, which in this context attracts fibroblasts. According to its incorporation into the fibrin clot, the serum concentration of fibrin is about 20-50% lower than that of the plasma. Clinically of particular importance is the function of fibronectin as opsonin, and there is strong evidence that is necessary for normal functioning of the reticulo-endothelial system in the spleen, liver and "bone marrow fibronectin. Thus one finds in animal studies that the phagocytic capacity by artificial depletion of
  • Fibronectin is massively suppressed. Furthermore, fibro nectin mediates the binding of fibrin to macrophages and increases the phagocytosis of streptococci. A reduced level of fibronectin is found in patients after major operations or trauma and in advanced malignancies. diseases. The reduction in fibronectin could also be related to the . The development of the "shock lung" in sepsis is related. In patients in intensive care units, it was found that higher plasma fibronectin levels could be correlated with a significantly lower mortality during induction and that patients with fibronectin levels that dropped below 0.195 mg / ml during the stay had a 65% higher mortality than those patients in whom the fibronectin level did not drop below 0.195 mg / ml during the stay.
  • Fibronectin is in fresh plasma, fresh frozen Plas ⁇ ma containing antihemophilic plasma and cryoprecipitate and was Wandt therapeutically ange ⁇ in the form of cryoprecipitate, with dramatic improvements in some of 'patient th after trauma, particularly in terms of cardio-powder-monalen function found were.
  • these administration forms of fibronectin have the disadvantage of the relatively large volume and the fact that these administration forms cannot be treated by heat treatment analogously to the hepatitis-safe albumin.
  • the object of the invention is to provide a fibronectin preparation in the form of a solution which is virus-safe and can therefore be administered without restriction.
  • a fibronectin solution was created according to the invention which contains virus-safe fibronectin due to heat inactivation.
  • the process according to the invention for the preparation of this solution consists in starting material containing fibronectin in the form of cryoprecipitate, fresh frozen plasma, outdated plasma, low cryoprecipitate plasma or fibronectin-containing, human plasma fractions, for example with organic precipitants, such as polyethylene glycol, alcohols , Ether, or with inorganic precipitating agents, such as ammonium sulfate, sodium sulfate, sodium chloride, precipitated plasma, or chromatographically produced fibronectin-containing plasma fractions, such as, for example, ion exchange chromatography or affinity chromatography on gelatin, heparin or arginine-sepharose, subjected to fractionation stages,
  • a native Fibronek preparation contains at least one stabilizer sator adds at least a heat treatment
  • the supernatant containing fibronectin obtained is concentrated and freed of electrolytes and low molecular weight peptides and that the fibronectin solution thus obtained is added further solvents such as albumin, plasma protein solution processed into an intravenously administrable preparation for humans.
  • the fibronectin solution according to the invention is a heat-activated fibronectin preparation which contains, for example, 2 mg / ml fibronectin in its dimeric form, dissolved in a 5% strength plasma protein solution. Despite heat inactivation, this preparation has its full function in terms of binding to collagen and fibrin, mediating the adhesion of macrophages and increasing the phagocytosis rate of macrophages.
  • Both the adhesion of macrophages and the phagocytosis rate are influenced in a dose-dependent manner by the preparation according to the invention, an increase in adhesion of about 90% and an increase in the phagocytosis rate of more than 70% being obtained at a concentration of 100 ⁇ g / ml.
  • this preparation was tolerated in five patients at the highest tested concentration of 1 ml / kg with an infusion rate of 2 ml / min without side effects.
  • EXAMPLE Human plasma from healthy donors is diluted with purified water to a protein concentration of 3.8% and brought to a saturation of 25-28% with saturated ammonium sulfate solution.
  • the pH is 6.3 or 8.0.
  • the ammonium sulfate precipitate is dissolved at room temperature in sodium citrate solution, 0.0 ⁇ mol / liter, and the same amount of saturated sodium chloride solution is added at pH 7.6-8.0.
  • the resulting precipitation is again at room temperature tur dissolved in 0.06 molar sodium citrate solution, stabilized with 0.02 mol / liter sodium caprylate and 0.02 mol / liter sodium N-acetyl-DL-tryptophanate at a pH of 7.6 - 8.0. 50 g of glucose per liter of solution are then added. This is followed by a 10 hour pasteurization at a temperature of 57- ⁇ O ° C.
  • the clear supernatant containing fibronectin is diafiltered in order to remove the electrolytes and peptides below 20,000 daltons.
  • the fibro nectin is then concentrated using the same ultrafilter.
  • the fibronectin concentrate is mixed with plasma protein solution and stabilized with 0.03 mol / liter sodium caprylate and with 0.01 mol / liter sodium N-acetyl-DL-tryptophanate.
  • the isotonicity of the solution is achieved by adding sodium chloride (Na content 130-160 mmol / liter).
  • the pH is adjusted to 7.0 + _ 0.3.
  • Fibronectin-containing plasma protein solutions according to the invention can have, for example, the following compositions, the individual constituents being given in g / 1:

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Description

Für die Anwendung beim Menschen geeignete Fibronektin- lösung und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine für die Anwendung am Men¬ schen geeignete Fibronektinlösung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Fibronektin ist ein hochmolekulares Glykoprotein,wel¬ ches aus zwei Untereinheiten mit einem Molekulargewicht von jeweils etwa 220.000 besteht und das in löslicher Form im Plasma in einer Konzentration von etwa 0,3 mg/ml vor- kommt. In unlöslicher Form findet man Fibronektin im Binde¬ gewebe und mit der Basal embran assoziiert. Lösliches Fibro¬ nektin tritt mit Kollagen. Heparin, Fibrin und Staphylo- kokken in Wechselwirkung, wobei es eine Funktion in der Ver¬ mittlung von Adhäsion von Zellen,wie z.B. Thrombozyten, der Organisation von Fibringerinnseln und der Bildung von Binde¬ gewebe, insbesondere aber auch als einer der hauptsächlich opsonisierenden Faktoren bei der Phagozytosefunktion des re- tikuloendothelialen Systems besitzt.
Fibronektin wird durch aktivierten Faktor XIII mit Fibrin quervernetzt und bewirkt die Verfestigung des Fibringerinn¬ sels, wobei es in diesem Zusammenhang Fibroblasten anlockt. Entsprechend seiner Inkorporation in das Fibringerinnsel ist die Serumkonzentration von Fibrin um etwa 20-50% geringer als diejenige des Plasmas. Klinisch von besonderer Bedeutung ist die Funktion von Fibronektin als Opsonin, und es gibt deutliche Hinweise, daß für die normale Funktion des retikulo-endothelialen Systems in Milz, Leber und" Knochenmark Fibronektin erforderlich ist. So findet man in tierexperimentellen Untersuchungen, daß die Phagozytosekapazität nach artifizieller Depletierung von
Fibronektin massiv unterdrückt ist. Weiters vermittelt Fibro¬ nektin die Bindung von Fibrin an Makrophagen und steigert die Phagozytose von Streptokokken. Bei Patienten findet man ei¬ nen verminderten Fibronektinspiegel nach größeren Operatio¬ nen oder Traumata und bei fortgeschrittenen malignen Er- krankungen. Die Verminderung von Fibronektin könnte weiters mit der. Entstehung der "Schocklunge" bei Sepsis in Zusam¬ menhang stehen. Bei Patienten an Intensivstationen fand man, daß höhere Plasmafibronektin-Spiegel bei der Einwei- sung mit einer signifikant geringeren Mortalität korreliert werden konnten und daß Patienten mit Fibronektinspiegeln, die während des Aufenthaltes unter 0,195 mg/ml absanken, eine um 65% höhere Mortalität aufwiesen als solche Patien¬ ten, bei denen während des Aufenthaltes der Fibronektin- spiegel nicht unter 0,195 mg/ml absank.
Fibronektin ist in Frischplasma, frisch gefrorenem Plas¬ ma, antihämophilem Plasma und Kryopräzipitaten enthalten und wurde therapeutisch in Form von Kryopräzipitat ange¬ wandt, wobei zum Teil dramatische Verbesserungen bei'Patien- ten nach Traumata, insbesondere hinsichtlich der kardio-pul- monalen Funktion gefunden wurden. Diese Verabreichungsformen von Fibronektin haben jedoch den Nachteil des relativ großen Volumens und der Tatsache, daß diese Darreichungsformen nicht durch Hitzebehandlung analog zu dem hepatitis-sicheren Albumin behandelt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fibronektinpräparat in Form einer Lösung zu schaffen, das virussiche-r und daher unbeschränkt verabreichbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wurde erfindungsgemäß eine Fibro- nektinlösung geschaffen, die durch Hitzeinaktivieι?ung virus¬ sicher gamachtes Fibronektin enthält.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Lösung besteht darin, daß man Fibronektin enthaltendes Aus¬ gangsmaterial in Form von Kryopräzipitat, fresh frozen Plas- ma, outdated Plasma, kryopräzipitatarmem Plasma oder fibro- nektinhältigen, humanen Plasmafraktionen, z.B. mit organischen Fällungsmitteln, wie Polyäthylenglykol, Alkoholen, Äther, oder mit anorganischen Fällungsmitteln, wie Ammonsulfat, Natriumsulfat, Natriumchlorid, gefälltem Plasma, oder chro- matographisch hergestellten fibronektinhältigen Plasmafrak¬ tionen, wie z.B. Ionenaustauschchro atographie oder Affini¬ tätschromatographie an Gelatine-, Heparin- oder Arginin— sepharose, Fraktionierungsstufen unterwirft, em so erhalte¬ nen nativen Fibronek inpräparat mindestens einen Stabili- sator zusetzt, es einer Hitzebehandlung mindestens bei
50°C zur Trennung des Fibronektins und hierauf einer neuerlichen Pasteurisierung bei mindestens 60°C während mindestens 10h unterwirft, daß man den dabei erhaltenen Fibronektin enthaltenden überstand einengt und von Elek¬ trolyten und niedermolekularen Peptiden befreit und daß man die so erhaltene Fibronektinlösung unter Zusatz weite¬ rerLösungsmittel wie Albumin, Plasmaproteinlösung zu einem intravenös verabreichbaren Präparat für den Menschen ver- arbeitet.
Im Gegensatz zu den bisher bekannten Darreichungsformen stellt die erfindungsgemäße Fibronektinlösung eine hitzein¬ aktivierte Fibronektinpräparation dar, welche z.B.2mg/ml Fibronektin in seiner dimeren Form, gelöst in einer 5%- igen Plasmaproteinlösung enthält. Trotz Hitzeinaktivierung besitzt dieses Präparat seine volle Funktion hinsichtlich Bindung an Kollagen und Fibrin, der Vermittlung des Haftens von Makrophagen und der Steigerung der Phagozytoserate von Makrophagen. Sowohl die Haftung von Makrophagen wie auch die Phagozytoserate wird durch das erfindungsgemäße Präparat dosisabhängig beeinflußt, wobei bei einer Konzentration von 100 j.g/ml eine Steigerung der Haftung um etwa 90% und eine Steigerung der Phagozytoserate um mehr als 70% erhal¬ ten wird. In vorklinischen Untersuchungen war dieses Prä- parat bei fünf Patienten in der höchsten getesteten Konzen¬ tration von 1 ml/kg mit einer Infusionsgeschwindigkeit von 2 ml/min ohne Nebenwirkungen verträglich.
Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher er¬ läutert: BEISPIEL: Humanes Plasma von gesunden Spendern wird mit ge¬ reinigtem Wasser auf eine Proteinkonzentration von 3,8% verdünnt und mit gesättigter Ammoniumsulfatlösung bis zu einer Sättigung von 25-28% gebracht. Der pH-Wert ist 6,3 oder 8,0. Der Ammoniumsulfat-Niederschlag wird bei Zimmertempera¬ tur in Natriumcitrat-Lösung, 0,0β Mol/Liter, aufgelöst und bei pH 7,6-8,0 mit der gleichen Menge gesättigter Natrium¬ chloridlösung versetzt. Der entstandene Niederschlag wird wieder bei Zimmertempera- tur in 0,06 molarer Natriumcitratlösung aufgelöst, mit 0,02 Mol/Liter Natriumcaprylat und 0,02 Mol/Liter Natrium- N-acetyl-DL-tryptophanat bei einem pH-Wert von 7,6 - 8,0 stabilisiert. Sodann wird mit 50 g Glucose pro Liter Lösung versetzt. Es folgt eine 10-stündige Pasteurisation bei einer Temperatur von 57-βO°C.
Nach Abtrennen des entstandenen Niederschlages wird der klare fibronektinhaltige überstand diafiltriert, um die Elektrolyte und Peptide unter 20 000 Dalton zu entfernen. Anschließend wird mit demselben Ultrafilter das Fibro¬ nektin konzentriert. Das Fibronektin-Konzentrat wird zur klinischen Anwendung mit Plasma-Proteinlösung versetzt und mit 0,03 Mol/Liter Natriumcaprylat und mit 0,01 Mol/Liter Natrium-N-acetyl-DL-tryptophanat stabilisiert. Die Iso- tonie der Lösung wird durch Zugabe von Natriumchlorid erreicht (Na-Gehalt 130 - 160 mMol/Liter) . Der pH-Wert wird auf 7,0 +_ 0,3 eingestellt.
Das Endprodukt wird abgefüllt und in den entsprechenden Behältern 10 Stunden bei 6θ°C pasteurisiert. E-rfindungsgemäße fibronektinhaltige Plasma-Protein- Lösungen, wie sie zur Anwendung am Menschen geeignet sind, können beispielsweise folgende Zusammensetzungen haben, wobei die einzelnen Bestandteile in g/1 angegeben sind:
A B C Gesamteiweiß 49,23 53,30 48,40 davon: a) Albumin 44,75 48,18 41,19 b) Fibronektin 0,97 1,05 0,81 c) hitzestabile Globuline 3,51 4,07 6,40
Natriumchlorid 8,48 8,19 5,42 Natriumcaprylat 4,99 4,99 4,99
Natrium-N-acetyl-DL- tryptophanat 2,68 2,68 2,68

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :
1. Für die Anwendung am Menschen geeignete Fibronektin¬ lösung, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Hitzeinakti- vierung virussicher gemachtes Fibronektin enthält.
2. Verfahren zur Herstellung der Fibronektinlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Fibronektin enthaltendes Ausgangsmaterial in Form von Kryopräzipitat, fresh frozen Plasma, outdated Plasma, kryopräzipitatarmem Plasma oder fibronektinhältigen humanen Plasmafraktionen, oder von z.B. mit organischen Pällungsmitteln, wie Poly- äthylenglykol, Alkoholen, Äther, oder mit anorganischen Pällungsmitteln, wie Ammoniumsulfat, Natriumsulfat, Natrium¬ chlorid, gefälltem Plasma oder chromatographisch herge¬ stellten, fibronektinhältigen Plasmafraktionen (z.B. Ionenaustauscherchromatographie oder Affinitätschromato¬ graphie an Gelatine-, Heparin- oder Argininsepharose) Fraktionierungsstufen unterwirft, dem so erhaltenen nativen Fibronektinpräparat mindestens einen Stabilisator zusetzt, es einer Hitzebehandlung bei mindestens 50°C zur Trennung des Pibronektins und hierauf einer neuerlichen Pasteurisie¬ rung bei mindestens 6θ°C während mindestens 10 Stunden unterwirft, daß man den dabei erhaltenen Fibronektin enthal¬ tenden überstand einengt und von Elektrolyten und nieder¬ molekularen Peptiden befreit u'nd daß man die so erhaltene Fibronektinlösung unter Zusatz weiterer Lösungsmittel wie
Albumin, Plasmaproteinlösung zu einem intravenös verabreich¬ baren Präparat für. den Menschen verarbeite .
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