ES2321631T3 - Metodos para la deteccion de contaminantes microbianos en soluciones de dialisis peritoneal. - Google Patents

Metodos para la deteccion de contaminantes microbianos en soluciones de dialisis peritoneal. Download PDF

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Abstract

Método para fabricar una solución de diálisis peritoneal, comprendiendo el método las fases de: proporcionar un polímero de glucosa; realizar un análisis de biocarga para organismos termófilos acidófilos con el fin de detectar la presencia de Alicyclobacillus acidocaldorius; esterilizar el polímero de glucosa; añadir un reactivo al polímero de glucosa, pudiendo el reactivo reaccionar con un peptidoglicano; determinar la cantidad de peptidoglicano; y utilizar el polímero de glucosa para preparar la solución de diálisis peritoneal si se determina que está presente un nivel suficientemente bajo de peptidoglicano.

Description

Métodos para la detección de contaminantes microbianos en soluciones de diálisis peritoneal.
Campo y antecedentes de la invención
En general, la presente invención se refiere a la detección de contaminantes microbianos gram-positivos. Más concretamente, la presente invención se refiere a composiciones y métodos que emplean la detección de peptidoglicanos en soluciones de diálisis peritoneal. Los peptidoglicanos son los principales componentes de la pared celular de los organismos gram-positivos y, por tanto, sirven como buenos marcadores para estos microbios.
Debido a enfermedades, heridas u otras causas, el sistema renal puede fallar. En el fallo renal debido a cualquier causa existen diversos trastornos fisiológicos. El equilibrio entre el agua, minerales (por ejemplo Na, K, Cl, Ca, P, Mg, SO_{4}) y la excreción de una carga metabólica diaria de iones fijos ya no es posible en el fallo renal. Durante el fallo renal, los productos finales tóxicos del metabolismo del nitrógeno (por ejemplo urea, creatinina, ácido úrico, etc.) pueden acumularse en la sangre y en los tejidos.
Los procesos de diálisis están concebidos para la separación de elementos en solución mediante difusión a través de una membrana semipermeable (transporte de solutos difusivo), mediante un gradiente de concentración. Ejemplos de procesos de diálisis incluyen hemodiálisis, diálisis peritoneal y hemofiltration.
El tratamiento de hemodiálisis utiliza la sangre del paciente para eliminar desechos, toxinas y excesos de agua en el paciente. El paciente se conecta a una máquina de hemodiálisis y la sangre del paciente se bombea a través de la máquina. Se insertan catéteres o similares en las venas y arterias del paciente para conectar el flujo de sangre hacia y desde la máquina de hemodiálisis. De la sangre del paciente se eliminan residuos, toxinas y el exceso de agua y la sangre se infunde de nuevo al paciente. Los tratamientos de hemodiálisis pueden durar varias horas y generalmente se realizan en un centro de tratamiento aproximadamente tres o cuatro veces por semana.
Para superar las desventajas que suelen asociarse con la hemodiálisis clásica se han desarrollado otras técnicas, tales como la diálisis peritoneal.
La diálisis peritoneal utiliza el propio peritoneo del paciente como membrana semipermeable. El peritoneo es el revestimiento membranoso de la cavidad del cuerpo que, debido al gran número de vasos sanguíneos y capilares, es capaz de actuar como membrana semipermeable natural.
En la diálisis peritoneal, se introduce una solución de diálisis estéril en la cavidad peritoneal utilizando un catéter o similar. Después de un período de tiempo suficiente, se logra un intercambio de solutos entre el dializado y la sangre. La eliminación de fluidos se logra mediante el suministro de un gradiente osmótico adecuado de la sangre al dializado para permitir la salida de agua de la sangre. Esto permite devolver a la sangre un equilibrio ácido-base, de electrolitos y fluidos adecuado. La solución de diálisis simplemente se drena de la cavidad corporal a través del catéter. Ejemplos de los diferentes tipos de diálisis peritoneal incluyen diálisis peritoneal ambulatoria continua, diálisis peritoneal automatizada y diálisis peritoneal de flujo continuo.
Las soluciones de diálisis peritoneal estándar contienen dextrosa para efectuar el transporte del agua y de los productos de desecho metabólicos a través del peritoneo. Aunque la dextrosa tiene la ventaja de ser relativamente segura y barata, tiene una serie de desventajas. Debido al reducido tamaño, la dextrosa se trasporta rápidamente a través del peritoneo, lo que conduce a una pérdida de gradiente osmótico y a la pérdida de ultrafiltración en aproximadamente de 2 a 4 horas de infusión. Se ha sugerido mejorar las características de ultrafiltración de las soluciones de diálisis peritoneal sustituyendo la dextrosa por sustancias de alto peso molecular, tales como polímeros de glucosa. Un ejemplo de agente novedoso de alto peso molecular es la icodextrina. Las soluciones de diálisis que contienen icodextrina están disponibles comercialmente y se ha descubierto que son útiles en el tratamiento de pacientes con enfermedad renal en su etapa final.
La peritonitis es una de las principales complicaciones de la diálisis peritoneal. La sospecha clínica de peritonitis la provoca el desarrollo de un dializado con aspecto turbio que aparece en combinación con diversas manifestaciones clínicas que pueden incluir dolor abdominal, náuseas, vómitos, diarrea y fiebre. Véase, por ejemplo, Vas SI: Peritonitis. En: Nolph KD, ed. Peritoneal Dyalisis. 3ª ed., Dordrecht, Países Bajos: Kluwer Academic Publishers, 1989:261-84. La mayoría de los episodios de peritonitis son causados por infecciones bacterianas intraperitoneales y el diagnóstico se suele establecer fácilmente mediante cultivos de dializado positivos. Sin embargo, hay varias causas bien documentadas de peritonitis estéril no infecciosa. La peritonitis aséptica o estéril, que también se describe como peritonitis aséptica, química o de cultivo negativo, generalmente es causada por un producto químico o por un cuerpo extraño irritante.
En 1977 se produjo uno de los principales brotes de peritonitis estéril entre los pacientes en diálisis peritoneal. Esto se atribuyó a la intrínseca y oculta contaminación por endotoxinas de la solución de diálisis. Los lotes de dializado peritoneal con indicios sospechosos tenían niveles de endotoxina que oscilaban entre 2 y 2,5 unidades de endotoxina (UE)/ml. Véase, por ejemplo, Karanicolas S, Oreopoulos DG, Izatt SH, y col.: Epidemic of aseptic peritonitis caused by endotoxin during chronic peritoneal dyalisis, N Engl J Med 1977; 296:1336-7. Una epidemia similar de peritonitis aséptica debida a la contaminación por endotoxinas en pacientes sometidos a diálisis peritoneal de ciclo continuo se publicó en 1998. Véase, por ejemplo, Mangram AJ, Archbald LK, M Hupert, Outbreak of sterile peritonitis among continuous cycling peritoneal dyalisis patients, Kidney Int 1988; 54: 1367-71. Otras causas publicadas de peritonitis aséptica incluyen vancomicina administrada intraperitonealmente (véase, por ejemplo, Smith T, Baile G, Eisele G: Chemical peritonitis associated with intraperitoneal vancomycin, Ann Pharm 1991; 25:602-3; y DI Chancy, Gouse SF: Chemical peritonitis secondary to intraperitoneal vancomycin, Am J Kidney Dis 1991; 17:76-9), anfotericina B (véase, por ejemplo, Benevent D, El Akoun N, Lagarde C: Dangers of administration of intraperitoneal amphotericin B in continuous ambulatory peritoneal dyalisis, Press Med 1984; 13: 1844) y acetaldehído (véase, por ejemplo, Tuncer M, M Sarikaya, Sezer T, y col.: Chemical peritonitis associated with high dyalisate acetaldehyde concentrations, Nephrol Dial Transplant 2000; 15:2037-40). Una forma única de peritonitis aséptica, peritonitis eosinofílica, es muy habitual que puede tener lugar poco después del inicio de la diálisis peritoneal. Véase, por ejemplo, Gokal R, Ramos JM, Ward MK, y col.: "Eosinophilic peritonitis" in CAPD, Clin Nephrol 1981; 15:328-330.
Como ya se ha explicado anteriormente, se pueden utilizar polímeros de glucosa, como icodextrina, en lugar de dextrosa en las soluciones de diálisis peritoneal. La icodextrina es un polímero de glucosa derivado a partir de la hidrólisis del almidón de maíz. Tiene un peso molecular de entre 12 y 20.000 dalton. En general, las soluciones de diálisis peritoneal que contienen icodextrina como agente osmótico se utilizan para intercambios de larga permanencia (> 4 horas). La mayoría de las moléculas de glucosa de la icodextrina están unidas linealmente por enlaces glucosídicos \alpha (1-4) (> 90%), mientras que una pequeña fracción (< 10%) está unida mediante enlaces \alpha (1-6).
La icodextrina se introdujo en la práctica clínica en el Reino Unido en 1994 y en otros países europeos a partir de 1996. Las ventajas clínicas de la icodextrina para tiempos de permanencia prolongados, especialmente en pacientes con estados de alto a alto transporte medio y pérdida de ultrafiltración, son bien aceptadas y son las responsables de su popularidad mundial. Véase, por ejemplo, Wilkie ME, Plant MJ, Edwards L, y col.: icodextrin 7,5% dialysate solution (glucose polymer) in patients with ultrafiltration failure: extension of technique survival, Perit Dial Int 1997; 17:84-7; Wolfson M, Piraino B, Hamburger RJ, Morton AR, for the icodextrin Study Group: A randomized controlled trial to evaluate the efficacy and safety of icodextrin in peritoneal dialysis, Am J Kidney Dis 2002; 40: 1055-65; y Mujais S, K Nolph, Gokal R, y col.: Evaluation and management of ultrafiltration problems in peritoneal dialysis, Perit Dial Int 2000; 20 (Suppl 4): S5-S21.
Desde la introducción de la icodextrina para su uso en soluciones de diálisis peritoneal, se han publicado casos esporádicos de peritonitis aséptica. Véase, por ejemplo, Pinerolo MC, porri MT, D'Amico G: Recurrent sterile peritonitis at onset of treatment with icodextrin, Perit Dial Int 1999; 19:491-2; Williams PF: Timely initiatión of dialysis, Am J Kidney Dis 34:594-595, 1999; Williams PF, Foggensteiner L: Sterile/alergic peritonitis with icodextrin in CAPD patients, Perit Dial Int 2002; 22:89-90; Foggensteiner L, Bayliss J, Moss H, y col.: Timely Initiation of dialysis single-exchange experiences in 39 patients starting peritoneal dialysis, Perit Dial Int 2002; 22:471-6; Heering P, Brause M, Plum J, y col.: Peritoneal reaction to icodextrin in a female patient on CAPD. Perit Dial Int 2001; 21:321-2; Del Rosso G, Di Liberato L, Pirilli A, y col.: A new form of acute adverse reaction to icodextrin in peritoneal dialysis patient, Nephrol Dial Transplant 2000; 15:927-8; Goffm E, Scheiff JM: Transitient sterile chemical peritonitis in a CAPD patient using icodextrin, Perit Dial Int 2002; 22:90-l; Tintillier M, Pochet JM, Christophe JL, Scheiff JM, y col.: Transient sterile chemical peritonitis with icodextrin: clinical presentation, prevalence, and literature review, Perit Dial Int 2002; 22:534-7; y Gokal R: icodextrin-associated sterile peritonitis, Perit Dial Int 2002; 22:445-8. Estos pacientes suelen presentarse con dializado turbio, sin dolor abdominal y recuentos de células de dializado que oscilan entre 300 y 3.500/mm^{3} con porcentajes variables de neutrófilos, linfocitos y macrófagos. En general, no hay ningún cambio en el perfil de ultrafiltración o en la permeabilidad peritoneal para los solutos. Los cultivos fueron invariablemente negativos, sin evidencia de eosinofilia sanguínea periférica o peritoneal. Además, todos los componentes de la solución y los niveles de endotoxina están dentro de las especificaciones del producto y las soluciones de diálisis peritoneal a base de icodextrina cumplen con todas las normas de la Farmacopea actual. Apoyado en estos informes, en 2001 el fabricante de la solución que contiene icodextrina (BAXTER HEALTHCARE CORPORATION) modificó el Resumen de Características del Producto (SPC) para incluir un efluente turbio como "efecto secundario no deseable" de la icodextrina.
Los productos farmacéuticos parenterales están obligados a estar libres de sustancias contaminantes, por ejemplo sustancias que pueden causar fiebre. Debido a que las endotoxinas derivadas de bacterias gram-negativas son el contaminante más común en los productos parenterales, los famosos pirógenos que nos interesan son los LPS. Las normas actuales de la farmacopea establecen que se aplicará uno de los dos análisis de detección de contaminación por pirógenos a los productos parenterales. Estos análisis son el análisis de pirógenos en conejos y el análisis LAL. Aunque generalmente fiables, ambos análisis tienen deficiencias. El análisis en conejos se basa en una respuesta febril que depende a su vez de la elaboración de citoquinas pirogénicas. Los análisis de pirógenos en conejos pueden ser falsamente negativos si el pirógeno se encuentra en una concentración demasiado baja como para inducir una respuesta sistémica, aunque de magnitud suficiente para producir una reacción inflamatoria local. A su vez, el análisis LAL, más sensible, no detecta pirógenos distintos a los LPS. Pirógenos, tales como virus, hongos, ADN, exotoxinas gram-positivas o componentes de la pared celular bacteriana procedentes de bacterias gram-positivas, como peptidoglicanos y similares, no van a ser detectados por un análisis LAL. Véase, por ejemplo, Dinarello CA, O'Conner JV, LoPreste G: Human leukocyte pyrogen test for detection of pyrogenic material in growth hormone produced by recombinant Escherichia coli, CHN J Microbiol 1984; 20:323-9; Poole S, Thorpe R, Meager A, y col.: Detection of pyrogen by cytokine release, Lancet 1988; l (8577): 130; Ray A, Redhead K, Selkirk S, et y col.: LPS composition antigenicity and reactogenicity of phase variants of Bordetella pertussis, FEMS Microbiol Lett 1991; 63:211-7; Taktak YS, Selkirk S, Bristow AF, y col.: Assay of pyrogens by interleukin-6 release monocytic cell lines, J Pharm Pharmacol 1991; 43:578-82; y Fennrich S5 Fischer M, Hartung T, y col.: Detection of endotoxins and other pyrogens using human whole blood, Dev Biol Stand 1999; 101:131-9.
El brote epidémico mundial de peritonitis aséptica observado con las soluciones de diálisis peritoneal a base de icodextrina mencionado anteriormente sirve como ejemplo centinela de cómo productos parenterales actuales con contaminantes microbianos libres de endotoxinas pueden considerarse seguros en virtud de las normas de la Farmacopea, aunque provocando efectos clínicos adversos. Por tanto, existe la necesidad de proporcionar normas mejoradas para productos parenterales que emplean procedimientos de detección a fin de garantizar mejor que los productos parenterales estén efectivamente libres de sustancias contaminantes.
Sumario de la invención
Según la presente invención, se proporciona un método para fabricar una solución de diálisis peritoneal según la reivindicación 1 y un método para analizar un polímero de glucosa según la reivindicación 12.
En general, la presente invención se refiere a la detección de contaminantes microbianos gram-positivos. En particular, la presente invención se refiere a composiciones y métodos que emplean la detección de peptidoglicanos en soluciones de diálisis peritoneal. Los inventores han descubierto de manera sorprendente una nueva causa de la peritonitis aséptica - peritonitis aséptica asociada a la contaminación microbina gram-positiva de una solución de diálisis. El peptidoglicano es un componente importante de la pared celular bacteriana en gram-positivos y, por tanto, puede servir como marcador para bacterias gram-positivas. Por tanto, los análisis de peptidoglicanos se pueden utilizar de manera eficaz para prevenir la peritonitis en pacientes que utilizan soluciones de diálisis peritoneal, tales como soluciones de diálisis peritoneal que contienen un polímero de glucosa que incluye una icodextrina y similares.
La icodextrina se obtiene a partir de almidón de maíz, un producto natural. Es bien sabido que los productos de origen natural están contaminados con una amplia variedad de microorganismos. Los inventores han descubierto que algunos productos naturales, tales como el almidón de maíz, contienen una bacteria acidófila termófila, tal como Alicyclobacillus acidocaldariuos. Este último organismo es ubicuo en la industria alimentaria, en particular en bebidas ácidas. Es el Alicyclobacillus el que produce el guayacol, una sustancia que elimina el sabor del zumo de naranja. Véase, por ejemplo, Matsubara H, Goto K, Matsumara T, y col., Alicyclobacillus acidiphilus sp. Nov, una nueva bacteria termoacidófila, omega-alicíclica que contiene ácido graso, aislada de las bebidas ácidas. Int J Syst Evol Microbiol 2002; 52:1681-5.
En general no se ha admitido que las soluciones de diálisis peritoneal y las soluciones parenterales están contaminadas por este organismo o por sus productos de degradación. Esto se debe principalmente a que el procedimiento actual de análisis para la contaminación microbiana de las soluciones de diálisis peritoneal y parenteral, en general, no es capaz de detectar este organismo o sus productos de degradación.
Con este propósito, en una realización, la presente invención proporciona un método para la fabricación de una solución de diálisis peritoneal tal como se describe en la reivindicación 1.
En una realización, la reacción inicia una cascada de serina-proteasa.
En una realización, la cascada de serina-proteasa incluye una cascada de profenol-oxidasa.
En una realización, el reactivo se obtiene a partir de plasma de larvas de gusanos de seda.
En una realización, la cantidad de peptidoglicano se determina mediante una medida colorimétrica en respuesta a la reacción entre el peptidoglicano y el reactivo.
En una realización, el nivel suficientemente bajo de peptidoglicano es de aproximadamente 10 ng/ml o inferior.
En una realización, la solución a base de polímero de glucosa incluye una icodextrina.
En una realización, el reactivo se añade a la icodextrina en la forma de una materia prima que se emplea para obtener la solución polimérica basada en glucosa.
Aún en otra realización, la presente invención proporciona un método de análisis de una solución de diálisis peritoneal como se describe en la reivindicación 12.
En una realización, se pueden utilizar columnas de afinidad con resinas que se unen a los peptidoglicanos a fin de reducir al mínimo la contaminación por peptidoglicanos en los polímeros de glucosa.
Una ventaja de la presente invención es proporcionar mejores métodos para la fabricación y utilización de soluciones de diálisis peritoneal que emplean un análisis de biocarga para organismos termófilos acidófilos a fin de detectar la presencia de Alicyclobacillus acidocaldorius y un protocolo de detección para determinar la presencia de peptidoglicanos en las soluciones de diálisis peritoneal.
Se describen y evidencian otras características y ventajas de la presente invención en la siguiente descripción detallada de la invención y en las figuras.
Breve descripción de las figuras
Figura 1: ilustra la correlación entre la respuesta IL-6 en un análisis PBMC y la concentración de peptidoglicanos en icodextrina. La respuesta IL-6 se midió en monocitos recién aislados de voluntarios sanos. Cada símbolo y cada línea representan datos de un único donante.
Figura 2: ilustra el efecto de los peptidoglicanos en la infiltración de neutrófilos en el fluido peritoneal de la rata. El fluido peritoneal se recogió seis horas después de una inyección única (35 ml/kg) de icodextrina conteniendo peptidoglicanos.
Figura 3: ilustra el efecto de los peptidoglicanos en TNF-\alpha en el fluido peritoneal de la rata.
Figura 4: ilustra el efecto de los peptidoglicanos en IL-6 en el fluido peritoneal de la rata.
Figura 5: ilustra la frecuencia (%) de peritonitis aséptica relacionada con el uso de icodextrina.
Descripción detallada de la invención
En general, la presente invención se refiere a la detección de organismos gram-positivos y de fragmentos de los mismos. En particular, la presente invención se refiere a métodos y composiciones que emplean la detección de peptidoglicanos en soluciones de diálisis peritoneal. Los inventores han descubierto sorprendentemente una nueva causa de la peritonitis aséptica - peritonitis aséptica asociada a la contaminación microbiana gram-positiva de una solución de diálisis. Un peptidoglicano es un componente importante de la pared celular bacteriana gram-positiva y por ello puede servir como marcador para bacterias gram-positivas. En este sentido, se puede utilizar un análisis para detectar la contaminación por un peptidoglicano a fin de evitar de manera eficaz la peritonitis en pacientes que necesitan soluciones de diálisis peritoneal, por ejemplo en soluciones de diálisis peritoneal que contienen un polímero de glucosa que comprende icodextrina y equivalentes.
Se cree que la peritonitis aséptica asociada a las soluciones de diálisis peritoneal basadas en icodextrina es el caso más adverso conocido debido a un contaminante de origen microbiano para una solución de diálisis peritoneal. en base a investigaciones experimentales que se describirán en detalle después, esto sugiere que el peptidoglicano de la solución de diálisis peritoneal basada en icodextrina es el agente causante de la peritonitis aséptica. Además, los datos de farmacovigilancia que se detallarán posteriormente confirman la efectividad de la acción correctiva y del método de "screening" de fabricación para prevenir la aparición de peritonitis. Estos resultados ponen de manifiesto que aunque la endotoxina merecidamente es uno de los productos bacterianos más preocupantes que pueden causar efectos adversos en los pacientes, no es el único. En este sentido, pirógenos sin endotoxinas, tales como peptidoglicanos, que no han sido previamente identificados, pueden producir una inflamación clínicamente significativa. Por tanto, esto demuestra que a los productos farmacéuticos parenterales que superan los análisis compendiados y, por tanto cumplen las normas de la farmacopea, todavía se les puede exigir un mayor nivel de análisis para determinar la eficacia y seguridad de la utilización de estos productos a fin de garantizar una mejor calidad de vida a los sujetos relacionados con la utilización de los mismos.
En la presente invención, se reconoció la contaminación pirogénica no LPS como un problema, ya que los intercambios de diálisis peritoneal permitieron la observación directa de una inflamación inducida por peptidoglicanos in situ. Un peptidoglicano es un heteropolímero que se forma a partir de enlaces beta -1,4 entre el ácido N-acetilmurámico y residuos de N-acetil-D-glucosamina reticulados por puentes peptídicos. Véase, por ejemplo, Royce CL, Pardy RL: Endotoxin-like properties of an extract from a symbiotic, eukaryotic chloerella-like green algae, J Endotoxin Res 1996;3:437-44. el esqueleto glicano es químicamente homogéneo, mientras que los péptidos que reticulan los azúcares varían. Los peptidoglicanos constituyen aproximadamente el 40% en peso de la pared celular gram-positiva, aunque aproximadamente entre el 1 y el 10% del peso total de la pared celular gram-negativas. Royce CL, Pardy RL: Endotoxin-like properties of an extract from a symbiotic, eukaryotic chloerella-like green algae, J Endotoxin Res 1996;3:437-44. El peptidoglicano y otro componente de pared celular, el ácido lipoteicoico, incluyen prácticamente todos los componentes inflamatorios principales de las paredes celulares gram-positivas. Véase, por ejemplo, Sriskandan S, Cohen J: Gram-positive sepsis, en: Opal SM, Cross AS, eds. Bacterial Sepsis and Septic Shock, Philadelphia: WB Saunders Company, 1999:397-412.
Al igual que las endotoxinas, los peptidoglicanos pueden inducir la producción de citoquinas en una amplia variedad de células y se sabe hace tiempo que tienen una acción inmunomoduladora. Véase, por ejemplo, Garner RE, Hudson JA: Intravenous inyection of candida-derived mannan results in elevated tumor necrosis factor alpha levels in serum, Infect Immun 1996; 64:4561-6; y Schwab J: Phlogistic properties of peptidoglycan-polysaccharide polymers from cell walls of pathogenic and normal flora bacteria which colonize humans, Infect Immun 1993; 61:4535-9. Sin embargo, los peptidoglicanos son varios órdenes de magnitud menos potentes que las endotoxinas como provocadores de estos efectos biológicos. Véase, por ejemplo, Henderson B, Poole S, Wilson M: Modulins bacteriana: a novel class of virulence factors which cause host tissue pathology by inducing cytokine synthesis, Microbiol Rev 1996; 60:316-41; y Nakagawa Y, Maeda H, Murai T: Evaluation of the in vitro pyrogen test system based on proinflammatory cytokine release from human monocytes: Comparison with a human whole blood culture test system and with rabbit pyrogens test, Clin Diag Inmunol 2002; 9:588-97. Por ejemplo, la dosis mínima pirogénica de peptidoglicanos en conejos es 7,3 \mug/kg, mientras que la de endotoxinas es 0,0027 \mug/kg. Véase, por ejemplo, Henderson B, Poole S, Wilson M: Bacterial modulins: a novel class of virulence factor which cause host tissue pathology by inducing cytokine synthesis, Microbiol Rev 1996; 60:316-41.
Además de por la ausencia de sustancias que contienen pirógenos, en general la seguridad de los productos parenterales se define mediante los análisis de Farmacopea de determinación de la esterilidad. Los cultivos bacterianos se realizan normalmente a pH neutro utilizando una temperatura de incubación de entre 20 y 35ºC. Éstas son condiciones subóptimas para el crecimiento de microorganismos acidófilos termófilos tales como Alicyclobacillus acidocaldarius, que requieren un medio ácido y una temperatura elevada para el crecimiento. Por tanto, las "definiciones de esterilidad" habitualmente empleadas y los ensayos de apoyo pueden no detectar aquellos microorganismos que no crecen en condiciones convencionales. En una realización de la presente solicitud, se utiliza la hidrólisis ácida a alta temperatura para hidrolizar el almidón a fin de producir icodextrinas. Estas condiciones de fabricación son adecuadas para el crecimiento de Alicycclobacillus acidocadarius, aunque incompatibles con las que se utilizan para determinar la esterilidad en base a la biocarga.
Como se ha mencionado anteriormente, a continuación se muestra una descripción detallada de las conclusiones de la investigación de conformidad con una realización de la presente invención, a modo de ejemplo y sin limitación.
Investigaciones físicas y químicas
La mayoría de las moléculas de glucosa de la icodextrina están unidass linealmente mediante enlaces glicosídicos \alpha(1-4) (> 90%), mientras que una pequeña fracción (< 10%) está unida mediante enlaces \alpha(1-6). La distribución de pesos moleculares de la icodextrina se llevó a cabo por cromatografía de permeabilidad en gel. Se evaluó la distribución de los enlaces glicosídicos \alpha (1 \rightarrow 6) y \alpha (1 \rightarrow 4) en icodextrina por espectroscopía de resonancia magnética nuclear. Se examinaron las impurezas orgánicas volátiles y semivolátiles por cromatografía líquida de alta resolución y espectroscopía de masas.
Análisis del efluente dializado
Se analizaron muestras del efluente dializado de pacientes para detectar la presencia de metabolitos de icodextrina, triglicéridos, proteínas totales y citoquinas pirogénicas selectivas (IL-6, IL-1\beta y TNF-\alpha). Se analizaron los metabolitos de icodextrina mediante cromatografía de intercambio aniónico de alta resolución con detección amperométrica pulsada. Véase, por ejemplo, Burke RA, Hvizd MG, Shockley TR: Direct determination of polyglucoside metabolites in plasma using anion-exchange chromatography with pulsed amperometric detection, J Chromatogr B 1997; 693:353-7. Los análisis de triglicéridos y proteínas se realizaron mediante un analizador químico Boehringer Mannheim / Hitachi 911. Las medidas de las citoquinas se llevaron a cabo utilizando kits ELISA (R & D Sistemas, Minneapolis, MN).
Medida de los pirógenos
Se determinó la concentración de endotoxinas en solución de icodextrina mediante un análisis LAL cromogénico de punto fijo. Véase, por ejemplo, Weary M, Dubczak J, Wiggins J, y col.: Validating an LAL chromogenic substrate pyrogen test for large volume parenterals, In: Watson SW, Levin J, Novitsky TJ, eds, Detection of bacterial endotoxin with limulus amebocyte lysate test, New York: Alan R. Liss, 1987:307-22. Se llevó a cabo un análisis de pirógenos en conejos de conformidad con las directrices establecidas en la Farmacopea Europea. Farmacopea Europea, pirógenos, 4ª ed., Estrasburgo, Francia: Consejo de Europa, 2002:131-2. Se utilizó un análisis de pirógenos ex vivo que mide la respuesta IL-6 en células mononucleares de sangre periférica recién aisladas (PBMC) después de la exposición a una sustancia de análisis para cuantificar los pirógenos sin endotoxinas. Véase, por ejemplo, Dinarello CA, O'Conner JV, LoPreste G: Human leukocyte pyrogen test for detection of pyrogenic material in growth hormone produced by recombinant Escherichia coli, J Clin Microbiol 1984; 20:323-9, y Poole S, Thorpe R, Meager A, y col.: Detection of pyrogen by cytokine release, Lancet 1988; l (8577): 130.
Medida de los peptidoglicanos
Se realizó la cuantificación de Peptidoglicanos (PG) mediante el análisis de plasma de larvas de gusano de seda (SLP) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd, Osaka, Japón). Véase, por ejemplo, Tsuchiya M, N Asahi, Suzouki F: Detection of peptidoglycan and B-glucan with silkworm larvae plasma test, FEMS Immunol médical Micrbiol 1996; 15:129-34, y la patente U.S. 4970152. El SLP contiene todos los factores de la reacción en cascada de la profenol-oxidasa, un mecanismo de autodefensa de los insectos. La reacción en cascada PPO se inicia mediante los peptidoglicanos, en la cual se activa en última instancia la PPO para la fenol-oxidasa. La actividad fenol-oxidasa se detecta colorimétricamente con 3,4-dihidroxifenilalanina como sustrato. El límite de detección de los peptidoglicanos en solución de icodextrina se encontró a 7,4 ng/ml. El análisis SLP no detectó endotoxinas.
Como se explica con todo detalle en la patente U.S. 4.970.152, por ejemplo, la detección de peptidoglicanos (o \beta-G) se puede llevar a cabo de la siguiente manera. Una muestra que contiene el peptidoglicano se mezcla bien con un reactivo que incluye una fracción que reacciona específicamente con el peptidoglicano ("PG") para preparar una solución de reacción. Después de un cierto tiempo, se puede medir la actividad enzimática, por ejemplo la actividad BAEEasa, PPAE, PO, etc., en la solución de reacción mediante un método convencional y compararse con las curvas de calibración previamente obtenidas con soluciones de PG estándar a concentraciones conocidas para determinar la cantidad de PG.
Alternativamente, es posible aplicar el fenómeno de que el tiempo necesario para la activación de PO depende de la concentración de PG en la muestra. Esto es, después de la mezcla del reactivo de PG con una muestra en presencia del sustrato de PO se mide el tiempo necesario para llegar a un cierto valor de la cantidad de producto de reacción generado por la PO.
A modo de ejemplo y no limitativo, puede llevarse a cabo un procedimiento experimental que utiliza el análisis SLP de conformidad con una realización de la presente invención de la siguiente manera.
El peptidoglicano (PG) y (1,3)-D-glucano (BG) son componentes de las paredes celulares de bacterias gram-positivas y hongos respectivamente. Se miden PG y BG mediantet el análisis de plasma de larvas de gusanos de seda (SLP). El análisis SLP contiene todos los factores de la reacción en cascada de la profenol-oxidasa (PPO), un importante mecanismo de autodefensa de los insectos. La reacción en cascada de la PPO se inicia mediante el peptidoglicano, donde que la PPO transforma la 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA) en melanina. El resultado de la formación de melanina es detectado colorimétricamente a 650 nm utilizando un lector de placas estándar. Se analiza la materia prima de icodextrina sin diluir, teniendo un límite de detección (LOD) de 0,74 ng/ml (el punto estándar más bajo detectable). El producto terminado, tal como EXTRANEAL, se analiza después de diluirlo diez veces a fin de mitigar la inhibición matricial causada por la presencia de electrolitos. La fase de dilución de la muestra da como resultado un LOD de 7,4 ng/ml después de corregido para la dilución 1:10.
Estudios en animales
Se determinó el Nivel Sin Efecto Observado (NOEL) para el peptidoglicano en icodextrina en un modelo de rata. Un total de 45 ratas Sprague-Dawley macho (Harlan Inc, Indianapolis, IN, EE.UU.), con un peso de entre 255-280 g fueron divididas en 9 grupos iguales. Cada grupo recibió una única inyección intraperitoneal de icodextrina enriquecida con 0, 1, 5, 10, 50, 100, 500, 1.000 o 5.000 ng/ml de peptidoglicano a una dosis de 35 ml/kg. En estos experimentos se utilizó el peptidoglicano derivado de Staphylococcus aureus (Toxin Technology Inc, Sarasota, FL, USA). Seis horas después de la inyección, las ratas se sacrificaron y se recogió el fluido de la cavidad peritoneal cuantitativamente determinando el peso y volumen. Se analizó el fluido peritoneal para determinar el recuento de células nucleadas y el recuento diferencial, las proteínas totales y las concentraciones de IL-6 y TNF-\alpha.
Análisis estadístico
Después de un estudio de mercado se analizaron los datos de varios centenares de lotes de icodextrina fabricados entre julio de 2000 y septiembre de 2002 para determinar la relación entre el nivel de peptidoglicanos y la incidencia de peritonitis aséptica. Para acumular las suficientes frecuencias de de reclamaciones a fin de mostrar visualmente y de manera efectiva las reclamaciones por millón (CPM), los datos se clasificaron en cuanto al nivel de peptidoglicanos en una escala logarítmica, a saber \leq 7,4, > 7,4-15, > 15-30, > 30-60 y \geq 60 ng/ml. Para cada rango de concentración de peptidoglicano, se calculó el total de reclamaciones y el total de unidades vendidas. Las unidades CPM vendidas se calcularon como el total de reclamaciones dividido entre el total de unidades vendidas multiplicado por un millón. Se utilizó una regresión binomial negativa para evaluar la relación entre las CPM y el nivel de peptidoglicanos. El análisis estadístico se realizó con el procedimiento GENMOD SAS (SAS Institute, Cary, NC, EE.UU.).
Casos clínicos
Según los informes recibidos a través del sistema de farmacovigilancia mundial de Baxter Healthcare Corporation en el año 2000, la frecuencia [(número de reclamaciones \div número de pacientes tratados) x 100] de peritonitis aséptica fue del 0,095%. Se produjo un aumento constante en los casos reclamados en 2001 hasta un pico de frecuencia de 1,04% en marzo de 2002. Los pacientes rara vez presentaban fiebre o toxicidad en apariencia; el dolor abdominal era de moderado a ausente, el dializado era turbio y celular con recuentos de células de dializado que oscilaban entre 300 y 3.500/mm^{3} (porcentajes variables de neutrófilos, linfocitos y macrófagos sin eosinófilos). A diferencia de la peritonitis bacteriana, no hubo cambios en la ultrafiltración o en la permeabilidad peritoneal para solutos pequeños. Los cultivos de sangre y dializado siempre fueron negativos. Los médicos locales eligieron de manera variable los antibióticos. Todos los signos clínicos se resolvieron al poner fin a la icodextrina. En algunos casos, se volvió a usar la icodextrina y reapareció la peritonitis aséptica. La Baxter Healthcare CORPORATION inició una retirada voluntaria en todo el mundo de varios centenares de lotes de icodextrina en mayo de 2002.
Investigaciones físicas y químicas de la icodextrina
Se llevaron a cabo investigaciones físicas y químicas exhaustivas de los lotes retirados de icodextrina. Estos análisis no revelaron ninguna diferencia en la distribución de pesos moleculares de la icodextrina, en la derivación porcentual de enlaces glucosídicos o en las trazas de impurezas orgánicas volátiles y semivolátiles entre los lotes relacionados con la peritonitis aséptica y aquellos no asociados con casos clínicos adversos. Todos los componentes de la solución de los lotes problemáticos de dializado que contenían icodextrina estaban dentro de las especificaciones del producto y cumplían las normas de la Farmacopea actual.
Análisis del efluente dializado
Se observó una acusada elevación en la concentración de IL-6 en el efluente dializado del paciente con peritonitis aséptica en comparación con el efluente control (> 5.000 frente a 59 pg/ml respectivamente). Se observó un aumento en la concentración de proteínas de la muestra problema en comparación con el control (236 mg/dl frente a 125 mg/dl respectivamente). No hubo diferencias en la icodextrina y sus metabolitos (polímeros de glucosa con un grado de polimerización de 2 a 7) entre las muestras problema y las de control. Estos resultados indican que ni la icodextrina ni sus metabolitos son la causa probable de la peritonitis aséptica.
Análisis de pirógenos de la icodextrina
Los niveles de endotoxinas de todas las muestras de icodextrina relacionadas con la peritonitis aséptica se encontraban dentro de los límites del producto (< 0,25 EU/ml) según se determinó mediante en ensayo LAL. En el análisis de pirógenos en conejos no hubo un aumento de la temperatura ni en los lotes de icodextrina problema ni en los otros. Sin embargo, se observó un aumento en la respuesta de IL-6 en el análisis PBMC in vitro de los lotes de dializado que contienen icodextrina problema y con la materia prima utilizada para la fabricación de los lotes de dializado peritoneal problema, tal como se ilustra en la Tabla 1 siguiente.
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TABLA 1 Respuesta IL-6 de lotes de icodextrina problema y no problema en el análisis PBMC. En este análisis, una respuesta IL-6 superior a 500 pg/ml se considera una respuesta pirogénica positiva
1
La sustancia que provoca IL-6 en las muestras problema no se vio afectada en presencia de polimixina B, lo que sugiere que no era LPS. Véase, por ejemplo, Pool EJ, Johaar G, James S, y col.: Diferenciación between endotoxin and non-endotoxin pyrogens in human albumin solutions using an ex vivo whole blood culture assay, J Inmunoassay 1999; 20:79-89. En un experimento de filtración utilizando un filtro de corte de peso molecular de 30 kD, se encontró el contaminante que produce la respuesta inflamatoria en el análisis PBMC en el retenido, lo que indica que el peso molecular de la sustancia era > 30 kD, es decir, mayor que la icodextrina. Los análisis negativos para LPS, aunque con una respuesta positiva para la PBMC de IL-6, indicaron que la causa probable de la peritonitis aséptica era un contaminante pirogénico sin endotoxinas en la materia prima de icodextrina utilizada para la fabricación de la solución de diálisis peritoneal final.
Análisis microbiológico y de peptidoglicanos
El análisis de varios centenares de lotes retirados de icodextrina indicaron que el 41% de los lotes estaban contaminados con peptidoglicanos, detectado mediante análisis SLP. Las concentraciones de peptidoglicano oscilaban entre el límite de detección de 7,4 ng/ml y 303 ng/ml. Debido a que la fabricación de icodextrina a partir de maltodextrina requiere calor y acidificación, se realizó una investigación microbiológica de la presencia de organismos problemáticos. Se descubrió que las primeras fases de la icodextrina estaban contaminadas con un organismo gram-positivo termófilo y acidiofílico, Alicyclobacillus acidocaldarius. El Alicyclobacillus era la fuente de peptidglicano contaminante. El calor y los procedimientos de filtración estéril aplicados al producto casi final eliminaron las bacterias, aunque no los contaminantes de peptidoglicano. Se descubrió una correlación positiva entre los niveles de peptidoglicano en la icodextrina y la respuesta IL-6 observada en el análisis PBMC (Véase la Fig. 1). Se observó una variabilidad sustancial en la respuesta IL-6 entre donantes, lo que sugiere un rango de sensibilidad al peptidoglicano.
Estudios en animales
Se investigaron los efectos de la administración intraperitoneal de peptidoglicano en ratas con el fin de establecer un NOEL. Esto puede emplearse para establecer una regulación en la fabricación de icodextrina. Las proteínas totales, los glóbulos blancos y los neutrófilos se elevaron en el líquido peritoneal de icodextrina + ratas tratadas con peptidoglicano en comparación con las ratas control, que recibieron icodextrina sin peptidoglicano. La infiltración de neutrófilos en el fluido peritoneal mostró un aumento dosis-dependiente en NOEL de 100 ng/ml (Véase la Fig. 2). Ambas citoquinas inflamatorias mostraron un aumento dosis-dependiente con valores NOEL de 10 ng/ml para TNF-\alpha (Véase la Fig. 3) y de 100 ng/ml para IL-6 (Véase la Fig. 4). El NOEL más bajo para el peptidoglicano fue para la respuesta TNF-\alpha, que era de 10 ng/ml.
Correlación entre los peptidoglicanos y la peritonitis aséptica
Se encontró una correlación positiva entre la concentración de peptidoglicanos en la icodextrina y la CPM, tal como se ilustra en la Tabla 2.
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TABLA 2 Correlación entre las reclamaciones por millón (CPM) de unidades vendidas y la concentración de peptidoglicano en solución de icodextrina
2
El CPM de referencia era de 18,2 cuando los niveles de peptidoglicano estaban por debajo del límite de detección de 7,4 ng/ml. En cambio, el CPM era 252,9 cuando los niveles de peptidoglicano eran iguales o superiores a 60 ng/ml. La asociación entre la CPM y el peptidoglicano fue altamente significativa (p < 0,0001).
Incidencia de la peritonitis aséptica tras la acción correrctiva
En mayo de 2002, la BAXTER HEALTHCARE CORPORATION retiró todos los lotes de icodextrina contaminados con peptidoglicano en una concentración >10 ng/ml, así como todos los lotes que no fueron analizados para detectar los peptidoglicanos en el momento de la retirada. Además, se aplicó una regulación interna para los peptidoglicanos por debajo del límite de detección del análisis (< 7,4 ng/ml) para la liberación del producto. Se puso en práctica un control en serie sistemático de peptidoglicanos y bacterias termófilas. Las concentraciones de peptidoglicanos en todos los últimos lotes fabricados estaban por debajo del límite de detección del análisis SLP y están libres de agente inductor IL-6 según el análisis PBMC
La Fig. 5 muestra la tasa mensual de incidencia de la peritonitis aséptica de septiembre de 2001 a enero de 2003. La frecuencia de las reclamaciones disminuye desde un valor máximo del 1,04% en marzo de 2002 al 0,013% en enero de 2003 a raíz de la aplicación de las medidas correctivas. El número de pacientes que utilizan una solución de diálisis peritoneal conocida comercial tal como EXTRANEAL de Baxter Healthcare CORPORATION durante este período se mantuvo aproximadamente en 7.000. Estos resultados sugieren que las acciones correctivas son eficaces para evitar el exceso de reclamaciones de peritonitis aséptica debida a la contaminación por peptidoglicanos en una solución de diálisis que contiene icodextrina.
Como ya se ha explicado, la presente invención se refiere a composiciones y métodos que emplean la detección de peptidoglicanos en soluciones de diálisis peritoneal. Esto permite analizar fragmentos bacterianos, ya que los peptidoglicanos son los principales componentes de la pared celular de los organismos gram-positivos. En este sentido, la detección de peptidoglicanos se puede utilizar eficazmente para prevenir la peritonitis en pacientes que utilizan soluciones de diálisis peritoneal, tales como soluciones de diálisis peritoneal que contienen un polímero de glucosa, incluyendo icodextrina y similares.
Cabe destacar que las composiciones, las soluciones de diálisis peritoneal y los métodos de fabricación y la utilización de los mismos se pueden proporcionar en cualquier forma adecuada de conformidad con una realización de la presente invención. En una realización, la presente invención proporciona análisis de biocarga, tales como análisis de biocarga para organismos acidofílicos y termofílícos de acuerdo con los procedimientos estándar tal como se describen en diversas farmacopeas. Este tipo de análisis se puede utilizar como un nivel adicional de análisis, además de los análisis de detección de fragmentos bacterianos mediante la detección de peptidoglicanos como ya se ha expuesto.
En una realización, la presente invención proporciona métodos para la fabricación de una solución de diálisis peritoneal tal como se describe en la reivindicación 1.
En una realización, la presente invención proporciona un análisis tal como se describe en la reivindicación 12 para determinar si una solución de diálisis peritoneal, tal como una solución a base de icodextrina, incluye peptidoglicanos superando un nivel suficiente para causar peritonitis en el paciente que utiliza la misma. La presente invención proporciona un protocolo de detección que utiliza un reactivo, por ejemplo un reactivo derivado de un plasma larvas de gusanos de seda, para tal fin. Cabe destacar que el procedimiento de detección puede llevarse a cabo en cualquier momento oportuno antes de aplicar la solución de diálisis peritoneal.

Claims (18)

1. Método para fabricar una solución de diálisis peritoneal, comprendiendo el método las fases de:
proporcionar un polímero de glucosa;
realizar un análisis de biocarga para organismos termófilos acidófilos con el fin de detectar la presencia de Alicyclobacillus acidocaldorius;
esterilizar el polímero de glucosa;
añadir un reactivo al polímero de glucosa, pudiendo el reactivo reaccionar con un peptidoglicano;
determinar la cantidad de peptidoglicano; y
utilizar el polímero de glucosa para preparar la solución de diálisis peritoneal si se determina que está presente un nivel suficientemente bajo de peptidoglicano.
2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la reacción inicia una cascada de serina-proteasa.
3. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque la cascada de serina-proteasa incluye una cascada de profenol-oxidasa.
4. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el reactivo se deriva de plasma de larvas de gusano de seda.
5. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la cantidad de peptidoglicano se determina además mediante una medida colorimétrica en respuesta a la reacción entre el peptiglicano y el reactivo.
6. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el nivel suficientemente bajo de peptidoglicano es de aproximadamente 10 ng/ml o inferior.
7. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la solución a base de polímero de glucosa incluye una icodextrina.
8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque el reactivo se añade a la solución a base de polímero de glucosa.
9. Método según la reivindicación 1, que además comprende una fase que consiste en separar el peptidoglicano para proporcionar el nivel suficientemente bajo del mismo cuando se determina que no existe el nivel suficientemente bajo de peptidoglicano.
10. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero de glucosa incluye icodextrina.
11. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el análisis de biocarga se realiza en un medio ácido a una temperatura superior a 35ºC.
12. Método de análisis de un polímero de glucosa para usar en la preparación de una solución de diálisis peritoneal para detectar contaminación por peptidoglicanos, comprendiendo el método las fases de:
proporcionar un polímero de glucosa,
realizar un análisis de biocarga para organismos termófilos acidófilos a fin de detectar la presencia de Alicyclobacillus acidocaldorius;
esterilizar el polímero de glucosa;
añadir un reactivo a una solución del polímero de glucosa, pudiendo el reactivo reaccionar con el peptidoglicano para iniciar una cascada de serina-proteasa; y
determinar la cantidad de peptidoglicano.
13. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque la cascada de serina-proteasa incluye una casada de profenol-oxidasa.
14. Método según la reivindicación 13, caracterizado porque el reactivo se deriva de plasma de larvas de gusano de seda.
15. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque la solución a base de polímero de glucosa incluye una icodextrina.
16. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque el reactivo se añade a un polímero de glucosa en forma del materia prima que se utiliza para preparar la solución a base de polímero de glucosa.
17. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque la solución a base de polímero de glucosa se analiza en lo que se refiere a una cantidad de peptidoglicano que sobrepasa aproximadamente 10 ng/ml.
18. Método según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque el análisis de biocarga se realiza en un medio ácido a una temperatura superior a 35ºC.
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