FR2584727A1 - Procede d'extraction de proteines du lait, produits, application du procede, et compositions pharmaceutiques - Google Patents
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Abstract
PROCEDE D'EXTRACTION DE LACTOPROTEINES PAR ADSORPTION-ELUTION SUR ECHANGEUR D'IONS A PH CONSTANT, PRODUITS OBTENUS, APPLICATION DU PROCEDE, ET COMPOSITIONS PHARMACEUTIQUES.
Description
La présente demande a pour objet un procédé d'extraction de protéines du
lait, notamment celles capables de fixer le fer, son application à la préparation notamment de lactotransferrines, les produits ainsi obtenus et
les compositions pharmaceutiques les renfermant.
Des procédés de préparation de protéines, notamment de lactotransferrines et/ou d'immunoglobulines ont déjà été décrits. On peut citer notamment le brevet français n 2 505 615 et l'article de Chéron (C.R. Acad. Sc. Paris t 284
(14 février 1977)).
Ces procédés ne permettent pas de préparer la lactotransferrine avec une qualité, un rendement et un matériel compatibles avec une préparation industrielle. Le procédé de la présente demande permet de préparer des lactoprotéines, notamment la lactotransferrine en une seule étape d'adsorption-élution sur échangeur d'ions, à pH constant, dans des conditions non dénaturantes et particulièrement douces, avec un matériel léger et industriel, et en un temps réduit. C'est ainsi que la présente demande a pour objet un procédé d'extraction des protéines du lait, notamment de celles capables de fixer le fer, a partir d'un lait substantiellement débarrassé de la caséine et des matières grasses, par adsorption sur échangeur d'ions puis élution des protéines adsorbées,
caractérisé en ce que l'adsorption et l'élution sont réalisées à pH constant.
L'échangeur d'ions utilisé peut être un échangeur d'anions, mais de préférence un échangeur de cations. Afin d'obtenir une élution plus rapide et plus facile pour éviter la dénaturation des protéines, on utilise de préférence une résine cationique faible, par exemple une résine carboxyméthylique comme celles commercialisées sous les noms CM Trisacryl (IBF) ou CM Sépharose (Pharmacia). Lorsque l'on utilise une résine cationique, l'adsorption et l'élution sont réalisées à un pH inférieur au point isoélectrique de la lactotransferrine, de préférence entre pH 5 et pH 8,5, notamment entre pH 6,5 et 8,3, et tout
particulièrement entre pH 7 et pH 8.
Le produit de départ est de préférence un lait cru dont on a préalablement retiré la majeure partie de la caséine et des matières grasses. On utilise par exemple un lactosérum doux ou acide. Le lait ne doit pas avoir été soumis à des opérations détruisant les protéines ou les dégradant, telles que pasteurisation dans des conditions violentes, comme quelques minutes à g90C par exemple, ou écrémage. Le lait cru peut être, par exemple, décaséiné par
précipitation à l'aide d'acide chlorhydrique.
La séparation du caillé et du lactosérum est réalisée selon les techniques - 1 -
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habituellement utilisées pour les séparations liquide-solide, telles que
décantation, centrifugation ou, de préférence, filtration.
Dans le cas de la filtration, la membrane choisie ne doit pas de préférence, fixer, par adsorption par exemple, les protéines; on utilise par exemple une membrane de nature cellulosique. Dans des conditions préférentielles de mise en oeuvre, on part d'un lactosérum concentré. Le lactosérum peut être concentré selon les méthodes classiques comme par évaporation par exemple, dans une proportion variant de
2 a 20 fois par exemple et de préférence d'environ 5 fois.
Le lactosérum concentré est de préference dessalé, de manière 3 diminuer
sa force ionique.
Ces dernières conditions de concentration et force ionique sont avantageusement remplies en une seule étape si l'on effectue une ultrafiltration. La nature de l'ultrafiltre doit être choisie de manière à ne
pas adsorber les lactoprotéines de manière trop importante, et à les retenir.
Le seuil de sélectivité sera par exemple choisi entre 10 000 et 70 000, et de préférence entre 25 000 et 50 000, l'ultrafiltre peut se présenter sous forme plane, tubulaire, sous la forme de fibres creuses ou de spirales. Comme ultrafiltres ne fixant pas ou fixant peu les lactoprotéines, notamment la lactotransferrine, on peut citer particulièrement ceux de nature polysulfonique
commercialisée sous le nom Millipore, notamment ceux de référence PSED OHV 10.
Le dessalage et la concentration sont ainsi réalisés par le même dispositif, avec le même appareillage; le dessalage est dans ce cas de préférence effectué par diafiltration (ultrafiltration sous légère surpression)
avec 1/2 i 2 volumes d'eau distillée par exemple.
L'adsorption des lactoprotéines et leur élution sont réalisées en utilisant une même concentration du produit tampon pour conserver le pH choisi, et en modifiant seulement la force ionique à l'aide de chlorure de sodium. Les différentes forces ioniques sont choisies de manière a éluer d'abord les protéines indésirables, puis seulement la protéine désirée. Par exemple, l'élution des protéines capables de fixer le fer, notamment la lactotransferrine est avantageusement précédée de 1 i 5 Mlutions de force ionique moindre, et de préférence 1 à 3 élutions. Le tampon d'élution est de préférence anionique
tel un tampon phosphate.
L'éluat intéressant est ensuite avantageusement dessalé pour éliminer les petites molécules de poids moléculaire inférieur i 1 000. Le dessalage est réalisé classiquement, par exemple par tamisage i l'aide d'ultrafiltres Millipore par exemple ou par chromatographie par perméation de gels, G25 par
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Le procédé selon la présente invention est particulièrement performant, car un cycle complet de préparation de lactotransferrine pure à partir de lactosérum par ultrafiltration et séparation sur échangeur de cations est réalisé en 9 heures, alors qu'un procédé tel que celui de Chéron cidessus cité nécessite 24 heures, soit trois fois plus de temps environ. Les lactoprotéines substantiellement pures en solution peuvent alors
avantageusement être séchées, notamment par lyophilisation.
Les protéines fixant le fer peuvent avantageusement être soumises à l'action par exemple d'un complexant, de préférence un chélatant, plus affine qu'elles pour le fer, afin d'augmenter leur capacité en fixation de fer. On
utilise par exemple un tampon phosphate EDTA.
Le complexant peut être éliminé par dessalage selon les techniques déjà indiquées.
La présente demande a aussi pour objet les produits obtenus par les procé-
dés ci-dessus décrits, notamment la lactotransferrine et les immunoglobulines.
Le procédé ci-dessus décrit est avantageusement utilisé pour leur préparation.
L'intérêt en thérapeutique des lactoprotéines est bien connu, en particulier l'activité bactériostatique de la lactotransferrine. C'est pourquoi la présente demande a enfin pour objet les compositions pharmaceutiques
renfermant les produits obtenus par le procédé ci-dessus décrit.
A titre de médicaments, les produits obtenus par le procédé ci-dessus peuvent être incorporés dans des compositions pharmaceutiques destinées à la
voie digestive ou parentérale.
Ces compositions pharmaceutiques peuvent être, par exemple, solides ou liquides et se présenter sous les formes pharmaceutiques couramment utilisées en médecine humaine, comme par exemple, les comprimés, simples ou dragéifiés, les
gélules, les granulés, les suppositoires, les collyres, les solutions nasales.
Elles sont préparées selon les méthodes usuelles. Le ou les principes actifs peuvent y être incorporés a des excipients habituellement employés dans ces compositions pharmaceutiques, tels que le talc, la gomme arabique, le lactose, l'amidon, le stéarate de magnésium, le beurre de cacao, les véhicules aqueux ou non, les corps gras d'origine animale ou végétale, les dérivés paraffiniques, les glycols, les divers agents mouillants, dispersants ou émulsifiants, les conservateurs. Les applications des latotransferrines obtenues par le procédé s'étendent, bien entendu, à d'autres secteurs tels que vétérinaires
nutrionnels ou agro-alimentaire.
Les exemples qui suivent illustrent la présente invention, sans toutefois
la limiter.
Exemple 1: Extraction de lactotransferrine On ajoute sous agitation 15,8 ml d'acide chlorhydrique à 37-39% à 3,5 1
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de lait cru, laisse précipiter à 40 C pendant 1 heure, filtre sur membrane cellulosique, soumet les 2100 ml de lactosérum ainsi obtenus à une ultrafiltration sur membrane Millipore de nature polysulfonique à seuil de coupure 25000 (Référence PSED OHV 10), par diafiltration avec son volume d'eau distillée, puis concentre à 420 ml. On ajuste à 7,0 le pH de la solution concentrée à l'aide de soude en mesurant au pH-mètre, et ajuste la force ionique à 0,15 M à l'aide de chlorure de sodium en mesurant au conductimètre. 400 ml de solution sont envoyés au débit de 3 ml/mn sur une colonne de 25 mm de diamètre interne remplie de 100 ml de CM Sépharose CL 6B (Pharmacia) préalablement équilibré dans un tampon phosphate 0,15 M pH 7,0, en effectuant les élutions au débit de 3 ml/mn avec un tampon phosphate 0,1 M pH 7,0 dont la force ionique est ajustée à l'aide de chlorure sodium, selon le gradient suivant: 270 ml à 0,15 M ml à 0,25 M 145 ml à 0,30 M. La lactotransferrine est éluée avec 430 ml à 0, 4 M. On opère un dessalage sur gel G 25 Pharmacia, lyophilise la solution obtenue et obtient 84 mg de
1 actotransferrine.
Exemple 2: Extraction de lactotransferrine On opère comme indiqué à l'exemple 1 à partir de 1,5 1 de lait cru. ml de solution sont envoyés au débit de 1 ml/mn. On effectue une élution avec 150 ml de tampon phosphate 0,15 M.pH 7,0 de force ionique 0,25 M, puis élue la lactotransferrine avec 80 ml de tampon pH. 7,0 de force ionique 0,43 M. Apres dessalage et hyophilisation, on obtient 40 mg de
1 actotransferrine.
Exemple 3: Composition pharmaceutique On a préparé des gouttes nasales ayant la composition suivante: lactotransferrine 5 mg stabilisant 250 mg eau distillée q.s.p. 5 ml
Claims (11)
1 - Procédé d'extraction des protéines du lait, notamment de celles capables de fixer le fer, à partir d'un lait substantiellement débarrassé de la caséine et des matières grasses, par adsorption sur échangeur d'ions puis élution des protéines adsorbées, caractérisé en ce que l'adsorption et l'élution sont réalisées à pH constant. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'échangeur d'ions
est un échangeur de cations.
3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'échangeur est
une résine cationique faible.
4 - Procédé selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que l'adsorption
et l'élution sont réalisées à un pH compris entre 5 et 8,5.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'adsorption et
l'élution sont réalisées à un pH compris entre 7 et 8.
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le lait
substantiellement débarrassé de la caséine et des matières grasses est un
lactoserum concentré 5 fois environ.
7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la concentration
est réalisée par ultrafiltration.
8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le seuil de coupure
de l'ultrafiltre est compris entre 25 000 et 50 000.
9 - Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'ultrafiltre a
une nature polysulfonique.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que
l'élution des protéines capables de fixer le fer est précédée par i à 5 élutions
de force ionique moindre.
11 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que
l'élution des protéines capables de fixer le fer est suivie de l'action d'un
complexant du fer.
12 - Les produits obtenus par le procédé selon l'une des revendications 1 à 11.
13 - Application du procédé selon les revendications 1 à 11 à la préparation
de lactotransferrine.
14 - Application du procédé selon les revendications 1 à 11 à la préparation
d'immunoglobulines. - Compositions pharmaceutiques renfermant l'un au moins des produits obtenus
par les procédés selon l'une des revendications 1 à 11.
- 5 -
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