FI60400B - Foerfarande foer utvinning av albumin ur blodplasma - Google Patents

Description

rSHF^l ΓβΙ rm KUULUTUSjULKAisu . n A n n LBJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 604 0 0 C (45)Patentti csyonnetty 11 01 19G2 Potent meddelat V’^'v ^ (51) Kv.ik.3/int.ci.3 c 07 G 7/00, A 61 K 57/02 SUO M I —FI N LAN D (11) P«*nttlh»li*mui — Pit*fittn*eknlng 7Ö0187 (22) Htk«ml«pUvi — Ai«eknln|sdif 20.01.78 * (23) Alkupllvl —GIM«h«tada| 20.01.78 (41) Tullut |ulklMk*l — Bllvlt offamllg 22.07.78

Patentti-ja rekisterihallitus .... .. , ,. ,,,., . . ,.., (44) Nihttvilulpanon ja kuul.lulluliun pvm. — 0

Patent- oeh registerstyrelsen Amökan utlagd och utl.tkrift«n publlcerad 30.09· 8l (32)(33)(31) Pyydetty atuoikau*— Begird prlorltet 21.01.77

Tanska-Danmark(DK) 258/77 (71) Nordisk Insulinlaboratorium, Ved Stadion 2, DK-2820 Gentofte, - Tanska-Danmark(DK) (72) Jurgen Frederik Hansen, R^dovre, Tanska-Daiimark(DK) (jk) Berggren Oy Ab (5^) Menetelmä puhdistetun albumiinin tuottamiseksi veriplasmasta -Förfarande för utvinning av albumin ur blodplasma Tämän keksinnön kohteena on menetelmä puhdistetun albumiinin tuottamiseksi veriplasman jakosuodatusta käyttäen.

Albumiini on aikaisemmin eristetty veriplasmasta suorittamalla jakosaostus alkoholien kuten etanolin avulla alhaisissa lämpö-" tiloissa, sekä saostamalla suolaliuoksista, esimerkiksi lisää mällä asteittain ammoniumsulfaattia. Näillä tunnetuilla menetelmillä on erilaisia haittoja. Niinpä saostus etanolilla saattaa aiheuttaa proteiinin denaturointia, jolloin saanto vähenee, ja suolasaostus antaa epäpuhtaita tuotteita, koska ei saavuteta mitään tarkkaa erotusta.

US-patehtin n:o 3 415 804 selityksestä on tullut tunnetuksi menetelmä proteiiniseosten jakosaostamiseksi polyetyleeniglykolin (PEG) läsnäollessa, polyetyleeniglykolin estäessä proteiinien dis-pergoitumisen. Sovellettaessa tätä menetelmää ihmisen veriplasman fraktioimiseen on aikaansaatu joukko jakeita, mm. albumiini-jae, jossa kuitenkin on epäpuhtauksina beta-globuliinia sekä muita proteiineja. Tällä menetelmällä ei ole siis voitu

C O 4 O O

aikaansaada tyydyttävästi puhdistettua albumiinia terapeuttiseen käyttöön.

DE-hakemusjulkaisussa 2 415 079 on esitetty menetelmä albumiinin eristämiseksi veriplasmasta ja sen tapaisista nesteistä lämmittämällä albumiinipitoinen neste noin 68°C:seen primäärisen C^-C^-alkoholin ja albumiinia stabiloivan aineen läsnäollessa globu-liinien saostamiseksi, minkä jälkeen jäähdytetään ja käsitellään PEG:11a albumiinin saostamiseksi. Stabilointiaineena käytetään esimerkiksi natriumkaprylaattia. Tällä menetelmällä ei kuitenkaan ole voitu täysin välttää niitä haittoja, jotka johtuvat mainittujen alkoholien taipumuksesta denaturoida proteiineja.

Edelleen on DK-kuulutusjulkaisusta 134 425 tullut tunnetuksi albumiinin valmistus saattamalla albumiiniliuos, kuten plasenta tai ihmisveriplasma, lämpökoaguloinnin alaiseksi kapryylihappo-ionien läsnäollessa lämpötilassa 52-64°C ja pH-arvossa 4,8-5,25. Lämpökoaguloinnissa saostuvat hemoglobiini, denaturoitu albumiini sekä epäpuhtauksina olevat proteiinit. Puhdistettu albumiini jää liuokseen, josta se voidaan ottaa talteen.

Tällä menetelmällä saadaan kuitenkin varsin epäpuhdasta tuotetta. Puhtautta voidaan parantaa suorittamalla ennen lämpökoagulointia jakosaostus, esim. trikloorietikkahapon ja etanolin avulla, mutta terapeuttisiin tarkoituksiin soveltuvaa puhdasta tuotetta ei kuitenkaan voida aikaansaada tällä tavalla, ja esikäsittely johtaa myös albumiinin denaturointiin.

Lämpökoaguloinnissa käytetään lisäksi melko suurta kaprylaattikonsentraatiota, eli 15-30 % proteiinin määrästä, koska mainitun kuulutus julkaisun mukaan jos kaprylaättipitoisuus on 10 % tai pienempi, länpökoagulointi ei onnistu.'

Nisäkäsplasman lämpökoagulointi on myös tunnettu brittiläisestä patentista n:o 739 024, mutta ei edeltävän PEG-saostuksen yhteydessä.

Tämä keksintö perustuu siihen toteamukseen, että on mahdollista yksinkertaisella tavalla alkoholeja lisäämättä yhdistää albumiinin jakosaostus PEG:11a stabilisaattorina toimivan kapryylihapon läsnäollessa suoritettuun lämpökäsittelyyn, joi- 3 60400 loin tapahtuu niiden epäpuhtauksien koaguloituminen, jotka muuten saostuisivat yhdessä albumiinin kanssa. Näin saavutetaan suuri saanto eli vähintään 90 % hyvin puhdasta albumiinia, jonka puhtaus on vähintään 99,5 % ja makroainepitoisuus enintään 0,1 % kokonaisproteiinimäärästä.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on näin ollen tunnusomaista, että a) veriplasmaan sekoitetaan polyetyleeniglykolia (PEG) pitoisuudeksi 150-300 g PEG/1 ja pH säädetään arvoon 6-7 fibrinogeenin ja globuliinien saostamiseksi, b) albumiinipitoinen supernatantti erotetaan syntyneestä sakasta, c) erotettuun supernatanttiin sekoitetaan tämän jälkeen tar-

" vittaessa uudelleen PEG pitoisuudeksi 150-300 g PEG/1 ja pH

säädetään arvoon 4,5-5,3 albumiinipitoisen fraktion saostamiseksi, d) saostettu albumiinipitoinen fraktio, joka sisältää PEG, liuotetaan uudelleen veteen, liuokseen sekoitetaan 2,5-4 paino-% kapryylihappoa laskettuna proteiinin määrästä ja pH säädetään arvoon 4,6-5,0, e) saadulle kapryylihappopitoiselle albumiiniliuokselle suoritetaan lämpököagulointi 50-65°C:ssa, ja f) albumiiniliuos erotetaan saostuneista koaguloituneista proteiiniepäpuhtauksista ja sitä käsitellään edelleen puhtaaksi albumiiniksi, sopivasti saostamalla kylmällä pienimolekyylisellä alkanolilla, jolloin PEG poistetaan ja erottamalla saostunut albumiini linkoamalla. PEG 4000 soveltuu parhaiten menetelmässä käytettäväksi, mutta suurempia tai pienempiä molekyy-lipainoja, kuten yleensä välillä 1000-50 000 olevia voidaan käyttää. Sopivin PEG-määrä on 180-200 g nestelitraa kohti.

Kuten edellä on mainittu, globuliinipitoisen jakeen saostus suoritetaan säätämällä pH arvoon 6-7, optimaalisen pH-arvon ollessa noin 6,7. Sakka erotetaan sopivimmin linkoamalla, ja saadun albumiinipitoisen liuoksen pH säädetään sen jälkeen arvoon 4,5-5,3, sopivimmin arvoon 4,9, jolloin albumiinipitoinen jae saostuu.

Tämä jae sisältää epäpuhtauksina joitakin proteiineja, kuten transferiiniä, haptoglobiinia, α^-antitrypsiiniä, antitrombii-nia-IH ja lipoproteiineja sekä PEG:tä. Sakka liuotetaan jälleen veteen esim. sellaiseen vesimäärään, että proteiinipitoisuudeksi tulee noin 80 g/1. Sen jälkeen lisätään kapryylihappoa> söpivim- 4 60400 min määrässä 2-3 g/1, esim. 2,5 g/1. Liuoksen pH säädetään arvoon 4,6-5,0, parhaiten arvoon 4,8, ja liuos kuumennetaan lämpötilaan 50-65°C, sopivimmin lämpötilaan 60°C, kohtuullisen kuu-mennusajan ollessa noin 30 minuuttia.

Tässä lämpökäsittelyssä koaguloituu erilleen pääosa vielä jäljellä olevista proteiini-epäpuhtauksista. Jos tällainen lämpökäsittely suoritettaisiin yli 55°C olevassa lämpötilassa kapryyli-happoa lisäämättä, albumiini hajoaisi ja saanto jäisi epätyydyttävän pieneksi.

Lämpökäsittelyn jälkeen tuote jäähdytetään ja koagulaatti erotetaan linkoamalla tai suodattamalla. Lingotusta tai suodatetusta liuoksesta eristetään puhdistettu albumiini ja vapautetaan PEG: sta tunnetulla tavalla saostamalla. Niinpä voidaan lisätä etanolia, sopivimmin 40 %, ja säädettäessä pH arvoon 4,8 sekä jäähdytettäessä liuos alle 0°C olevaan lämpötilaan puhdistettu albumiini saostuu. Tämä kerätään esimerkiksi linkoamalla sekä kuivataan pakastamalla.

Keksinnön mukaisella menetelmällä on se etu, että yksinkertaisella tavalla voidaan valmistaa erittäin puhdasta albumiinituotetta suurin saannoin. Edelleen on tälle menetelmälle tunnusomaista se, että sitä voidaan käyttää teollisessa mittakaavassa. Prosessissa vältetään myös denaturoitujen globuliinien esiintyminen, niin että näitä proteiineja sisältäviä jakeita voidaan käsitellä edelleen arvokkaitten globuliinien aikaansaamiseksi suurin saannoin ja puhtaassa tilassa.

Vaikka PEG-saostus ja lämpökoagulointi ovat molemmat olleet tunnettuja, ei aikaisemmin ole huomattu yhdistää näitä puhdistus-menetelmiä eikä ainakaan ole voitu aavistaa, että samalla saavutetaan tuotteen puhtauden olennainen paraneminen. Tällaista yhdistelmää käyttämällä vältetään myös albumiinin denaturoituminen, mikä epäilemättä on selityksenä suurelle saannolle.

Edelleen on keksinnön mukaisella menetelmällä se etu, että lähtöaineena käytetään veriplasmaa. Tämä on mahdollista, koska globu-liinit eivät denaturoidu, kuten edellä on mainittu, joten niitä voidaan käsitellä suurin saannoin.

5

6 O 4 O O

Keksinnön mukaista menetelmää kuvataan lähemmin seuraavassa esimerkkien avulla.

Esimerkki 1 100 litraa sitraattistabiloitua ihmisen plasmaa sekoitetaan 137 litraan polyetyleeniglykoli 3000:n 33-painoprosenttiseen vesiliuokseen, niin että lopullisen liuoksen PEG-pitoisuudeksi tulee 19 %. pH säädetään arvoon 6,7 + 0,1. Kun seoksen on annettu seistä 45 minuuttia, se lingotaan. Sakka koostuu fibrinogeenista ja globu-liinista. Nesteosa sisältää albumiinin. Albumiinipitoiseen nes-teeseen sekoitetaan etikkahappoa kunnes pH saa arvon 5,0-4,8. Muodostuva saostuma, joka on albumiinia, erotetaan linkoamalla. Albumiini liuotetaan 80 litraan tislattua vettä lämpötilassa n.

+* Q

40 C, ja liuokseen lisätään 200 g kapryylihappoa. pH säädetään arvoon 4,8+0,1 IM NaOH-vesiliuoksella. Liuosta kuumennetaan lämpötilassa 60 + 0,5°C 30 minuuttia. Muodostuva sakka erotetaan linkoamalla. Lingottu liuos saostetaan kylmällä etanolilla (40 % etanolia, -5°C, pH = 4,8).

Saostunut albumiini erotetaan linkoamalla ja pakastekuivataan.

Kun albumiini on liuotettu tislattuun veteen, liuokseen lisätty 0,04M kapryylihappoa ja pH säädetty arvoon 7,0 + 0,4, liuos lasketaan pulloihin, joita lämpökäsitellään 60°C:ssa 10 tuntia käytettäväksi sen jälkeen terapeuttiseen tarkoitukseen. Makroaine-sisältö, ts. molekyylipainoltaan suurempien kuin 200 000 g/mooli __ olevien aineiden osuus, on vähemmän kuin 0,1 % koko proteiini- määrästä. Albumiinin saanto on noin 90 % plasman sisältämästä albumiinimäärästä.

Tutkittaessa albumiinia värillisen polyakryyliamidielektroforee-sin avulla puhtauden todetaan olevan vähintään 99,5 %.

Esimerkki 2

Sen osoittamiseksi, että keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan albumiini, joka on huomattavasti puhtaampi, määritettynä makroainepitoisuutena, kuin molemmilla tunnetuilla puhdistus-menetelmillä, joihin keksintö perustuu, saatu albumiini, suoritettiin seuraava koe: 6 60400

Laboratoriossa valmistettiin seuraavat puhdistetut albumiinival-misteet: 1. Albumiini valmistettu ihmisveriplasmasta yksinomaan PEG-fraktioinnilla 1000 ml sitraatti-stabiloitua ihmisveriplasmaa ja 1370 ml 33 painoprosenttista polyetyleeniglykolin 3000 vesiliuosta sekoitettiin, jolloin liuoksessa oli 19 % PEG. pH säädettiin arvoon 6,7 + 0,1. Seos sai seistä 45 minuuttia ja lingottiin tämän jälkeen. Sakka koostui fibrinogeenista ja globuliinista. Albumiini sisältyi supernatanttiin. Albumiinipitoiseen supernatanttiin sekoitettiin etikkahappoa pH-arvoksi 5,0-4,8. Tuloksena syntyvä sakka, jonka muodosti albumiini, erotettiin linkoamalla. Albumiini liuotettiin uudelleen 800 ml:an tislattua vettä ja suodatettiin. Suodatettu liuos saostettiin kylmällä etanolilla (40 % etanolia,, -5°C, pH = 4,8). Saostunut albumiini erotettiin linkoamalla ja pakkaskuivattiin. Tislattuun veteen uudelleen liuotettu tuote, johon oli lisätty 0,04 M kapryylihappoa ja pH säädetty arvoksi 7,0 + 0,4, pullotettiin, lämpökäsiteltiin 60°C:ssa 10 tuntia, minkä jälkeen puhtaus määritettiin jäljempänä esitetyllä tavalla.

2. Albumiini eristetty ihmisveriplasmasta lämpökoaguloinnilla stabiloivan kapryylihappomäärän läsnäollessa 1000 mitan sitraatti-stabiloitua ihmisveriplasmaan lisättiin 2 ml kapryylihappoa. pH säädettiin arvoon 4,8 + 0,1 NaOHtn 1 M vesiliuoksen avulla. Liuos lämmitettiin 60 + 0,5°C:ssa 30 minuuttia. Syntyvä sakka erotettiin linkoamalla. Lingottu liuos saostettiin kylmällä etanolilla (40 % etanolia, -5°C, pH = 4,8). Saostunut albumiini erotettiin linkoamalla ja pakkaskuivattiin. Kun oli liuotettu uudelleen tislattuun veteen, lisätty 0,04 M kapryylihappoa ja pH säädetty arvoksi 7,0 + 0,4, pullotettiin liuos, lämpökäsiteltiin 60°C:ssa 10 tuntia, minkä jälkeen puhtaus määritettiin jäljempänä esitetyllä tavalla.

60400 7 3. Markkinoilla oleva ihmisalbumiinipreparaatti, joka on valmistettu Cohn'in mukaisesti ja jota myy Gutter, USA.

4. Albumiini, joka on valmistettu keksinnön mukaisesti esimerkissä esitetyllä tavalla.

Vertailu suoritettiin kunkin edellä olevan preparaatin makroaine- pitoisuuden määrittämiseksi analyyttisellä geelisuodatuksella (R) "Sephadex G 150":en käyttäen väliaineena puskuria, joka sisälsi 1,5 g monokaliumfosfaattia (analyysipuhdasta), 3,4 g natrium-^ fosfaattia (analyysipuhdasta), 8,8 g natriumkloridia ja tislattua vettä määrään 1000 ml. Eluointinopeus oli 25 ml/h.

^ Saatiin seuraavat tulokset:

Makroainepitoisuus

Preparaatti 1 (PEG-saostettu) noin 5 % " 2 (Lämpökoaguloitu) " 1,5 % " 3 (Cohn' in menetelmän mukainen) " 2 % " 4 (Keksinnön mukainen) alle 0,1 %a^

On huomattava, että käytetyn määritysmenetelmän alaraja on 0,1 %.

Näistä vertailevista tuloksista näkyy, että keksinnön mukainen menetelmä antaa tuotteen, jonka puhtaus on yllättävästi parempi kuin tunnetuilla menetelmillä saatava puhtaus, jolloin etenkin PEG-saostus on osoittautunut riittämättömäksi.

Claims (1)

1. 8 6 0 4 0 0 Patenttivaatimus Menetelmä laskimonsisäisesti annettavaksi sopivan albumiinin talteenottamiseksi, jonka puhtaus on vähintään 99,5 % ja makro-ainepitoisuus enintään 0,1 % saannon ollessa vähintään 90 %, fraktioimalla ihmisveriplasmaa ilman läsnäolevien globuliinien denaturointia, tunnettu siitä, että a) veriplasmaan sekoitetaan polyetyleeniglykolia (PEG) pitoisuudeksi 150-300 g PEG/1 ja pH säädetään arvoon 6-7 fibrinogeenin ja globuliinien saostamiseksi, b) albumiinipitoinen supernatantti erotetaan syntyneestä sakasta, c) erotettuun supernatanttiin sekoitetaan tämän jälkeen tarvittaessa uudelleen PEG pitoisuudeksi 150-300 g PEG/1 ja pH säädetään arvoon 4,5-5,3 albumiinipitoisen fraktion saostamiseksi, d) saostettu albumiinipitoinen fraktio, joka sisältää PEG, liuotetaan uudelleen veteen, liuokseen sekoitetaan 2,5-4 paino-% kapryylihappoa laskettuna proteiinin määrästä ja pH säädetään arvoon 4,6-5,0, e) saadulle kapryylihappopitoiselle albumiiniliuokselle suoritetaan lämpökoaguloinit 50-65°C:ssa, ja f) albumiiniliuos erotetaan saostuneista koaguloituneista proteiiniepäpuhtauksista ja sitä käsitellään edelleen puhtaaksi albumiiniksi, sopivasti saostamalla kylmällä pienimolekyylisellä alkanolilla ja erottamalla saostunut albumiini linkoamalla. Förfarande för utvinning av för intravenös administrering lämplig albumin med en renhet pä minst 99,5 % ooh ett makrostoffinnehäll pä högst 0,1% iett utbyte av minst 90 %, genom fraktionering av human blodplasma utan denaturering av närvarande globuliner, kännetecknat av att a) i blodplasma inblandas polyetylenglykol (PEG) till en halt av 150-300 g PEG/1 ooh pH inställes pä värdet 6-7 för utfällning av fibrinogen ooh globuliner, b) den albuminhaltiga supernatanten skiljes frän den bildade fällningen, c) i den fränskilda supernatanten därefter vid behov änyo inblandas PEG till en halt av 150-300 g PEG/1 ooh pH inställes pä värdet 4,5-5,3 för utfällning av en albuminhaltig fraktion,'·'·