FR2697163A1 - Process for the manufacture of botulinum toxin type A, crystalline, as a medicament. - Google Patents
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Abstract
Conformément à la présente invention, il est proposé un procédé de fabrication d'une toxine botulique de type A, cristalline, en tant que médicament notamment pour le traitement du strabisme et du blépharospasme, par l'obtention d'une toxine pure, procédé suivant lequel la toxine botulique de type A est soumise à une élimination efficace des acides nucléiques sans dénaturation de la toxine à l'aide d'un agent d'élimination des acides nucléiques comprenant une substance naturelle, telle que le Chitoxan sans dénaturation ni désactivation de la toxine, avec un rendement amélioré en activité toxique.According to the present invention, there is provided a process for the manufacture of a crystalline botulinum toxin type A, as a medicament in particular for the treatment of strabismus and blepharospasm, by obtaining a pure toxin, process according to which botulinum toxin type A is subjected to efficient elimination of nucleic acids without denaturation of the toxin using a nucleic acid elimination agent comprising a natural substance, such as Chitoxan without denaturation or deactivation of the toxin, with an improved yield in toxic activity.
Description
PROCEDE DE FABRICATION DE LA TOXINE BOTULIQUE DE TYPE A,PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF BOTULINUM TOXIN TYPE A,
CRISTALLINE, EN TANT QUE MEDICAMENT. CRYSTALLINE, AS A MEDICINAL PRODUCT.
La présente invention concerne un procédé de fabrication de la toxine botulique de type A, cristalline, en tant que médicament et, plus particulièrement, elle porte sur un procédé de fabrication de la toxine botulique de type A, cristalline, à partir d'une substance naturelle, telle que, par exemple, le Chitoxan (marque de fabrique de produits fabriqués par Dainippon Seiyaku Co) par utilisation d'un The present invention relates to a process for the manufacture of botulinum toxin type A, crystalline, as a medicament and, more particularly, to a process for the manufacture of botulinum toxin type A, crystalline, from a substance natural, such as, for example, Chitoxan (trademark of products made by Dainippon Seiyaku Co) by using a
agent d'élimination des acides nucléiques. nucleic acid removal agent.
La toxine botulique, en tant qu'exemple typique de neurotoxine provenant de bactéries, est une protéotoxine produite par Clostridium botulinum La toxine botulique est classée en huit sérotypes A, B, Cl, C 2, D, E, F, G en fonction de l'antigénicité Parmi eux, la toxine de type A a été la première à être purifiée et cristallisée (Lamnna, Botulinum toxin, as a typical example of neurotoxin from bacteria, is a proteotoxin produced by Clostridium botulinum Botulinum toxin is classified into eight serotypes A, B, Cl, C 2, D, E, F, G according to antigenicity Among them, type A toxin was the first to be purified and crystallized (Lamnna,
C.O E Mc Elroy et H W Eklund: Science, 103:613-614, 1946). C.O E Mc Elroy and H W Eklund: Science, 103: 613-614, 1946).
Jusqu'à présent, le procédé de fabrication de la toxine botulique de type A, cristalline, nécessitait des modes opératoires compliqués conduits dans l'ordre suivant: précipitation par un acide ( 1), lavage à l'eau, extraction par le chlorure de calcium et précipitation par un acide ( 2), extraction par un tampon de phosphate, précipitation par l'éthanol et extraction et dépôt dans une solution de sulfate d'ammonium De plus, étant donné que l'opération de fabrication est compliquée, elle nécessite la compétence et le savoir-faire de personnes qualifiées et expérimentées, et elle ne donne qu'un faible taux de récupération de la toxine, et l'on ne peut pas espérer obtenir la quantité requise et l'effet requis de celle-ci De plus, bien qu'un procédé comprenant la combinaison, par exemple, d'un traitement par une protamine, d'une chromatographie d'échange d'ions et d'une filtration sur gel, ait également été adopté, le Until now, the method for manufacturing botulinum toxin type A, crystalline, required complicated procedures carried out in the following order: precipitation with an acid (1), washing with water, extraction with chloride of calcium and acid precipitation (2), extraction with a phosphate buffer, precipitation with ethanol and extraction and deposit in an ammonium sulphate solution In addition, since the manufacturing operation is complicated, it requires the competence and know-how of qualified and experienced people, and it only gives a low recovery rate of the toxin, and one cannot hope to obtain the required quantity and the required effect thereof. more, although a method comprising the combination of, for example, protamine treatment, ion exchange chromatography and gel filtration, has also been adopted, the
rendement de cristallisation n'est pas intéressant. crystallization yield is not interesting.
L'un des problèmes posés par la cristallisation de la toxine botulique de type A est comment obtenir une toxine en tant que macromolécule facilement cristallisable dans toute la mesure du possible et l'autre problème est comment permettre l'élimination de substances inhibant la cristallisation, comprenant principalement les acides nucléiques contenus dans une solution de culture, sans dénaturer la toxine Le premier problème peut être résolu par le choix d'une souche productrice de la toxine botulique de type A ayant une masse moléculaire de 500 000 à 900 000, et la solution au second problème dépend de la manière dont les acides nucléiques peuvent être éliminés dans des One of the problems with crystallizing botulinum toxin type A is how to get a toxin as an easily crystallizable macromolecule as much as possible and the other problem is how to allow the elimination of substances that inhibit crystallization, comprising mainly the nucleic acids contained in a culture solution, without denaturing the toxin The first problem can be solved by choosing a strain producing botulinum toxin type A having a molecular mass of 500,000 to 900,000, and the solution to the second problem depends on how nucleic acids can be removed in
conditions douces.mild conditions.
La présente invention a été accomplie pour pallier les inconvénients précités de la technique antérieure, et son but est de proposer un procédé de fabrication de la toxine botulique de type A, cristalline, capable d'améliorer la stabilité et l'efficacité de celle-ci en tant que médicament notamment pour le traitement du strabisme et du The present invention has been accomplished to overcome the aforementioned drawbacks of the prior art, and its aim is to propose a process for the manufacture of botulinum toxin type A, crystalline, capable of improving the stability and the efficiency thereof. as a medicament in particular for the treatment of strabismus and
blépharospasme, par l'obtention d'une toxine pure. blepharospasm, by obtaining a pure toxin.
La présente invention a été réalisée sur la base d'un perfectionnement à la technique antérieure telle que décrite ci-dessus, et c'est un objectif de celle-ci que d'améliorer la stabilité et l'efficacité de ladite toxine en tant que médicament notamment pour le traitement du strabisme The present invention has been made on the basis of an improvement in the prior art as described above, and it is an objective of the latter to improve the stability and the effectiveness of said toxin as medicine especially for the treatment of strabismus
et du blépharospasme.and blepharospasm.
Pour atteindre l'objectif précité, conformément à la présente invention, la toxine botulique de type A est cristallisée sans perte de toxicité à l'aide d'un agent d'élimination des acides nucléiques comprenant une substance To achieve the above objective, in accordance with the present invention, botulinum toxin type A is crystallized without loss of toxicity using a nucleic acid elimination agent comprising a substance
naturelle, telle que le Chitoxan.natural, such as Chitoxan.
Tout d'abord, parmi des souches productrices de la toxine botulique de type A, des souches productrices de la toxine L d'une masse moléculaire de 500 000 et de la toxine LL d'une masse moléculaire de 900 000 avec un titre d'hémagglutination élevé et présentant une toxicité élevée, sont choisies Les souches sont cultivées dans un milieu de First of all, among strains producing botulinum toxin type A, strains producing toxin L with a molecular mass of 500,000 and toxin LL with a molecular mass of 900,000 with a titer of high hemagglutination and presenting a high toxicity, are chosen The strains are cultivated in a medium of
culture approprié, par exemple, un milieu de culture NZ- appropriate culture, for example, an NZ- culture medium
amine, un acide est ajouté à un filtrat de culture pour provoquer une précipitation, et une solution tampon de phosphate dont on fait varier la concentration molaire est utilisée à la place du chlorure de calcium pour extraire amine, an acid is added to a culture filtrate to cause precipitation, and a phosphate buffer solution whose molar concentration is varied is used in place of calcium chloride to extract
l'ingrédient toxique de façon efficace du précipité. the toxic ingredient effectively from the precipitate.
Ensuite, l'extrait liquide est soumis de façon répétée à un contrôle du p H, un repos pendant toute une nuit, une centrifugation, une dissolution dans une solution tampon d'acétate, une modification de p H et une centrifugation pour obtenir un surnageant limpide Un agent d'élimination des acides nucléiques est ajouté au liquide surnageant dans les Then, the liquid extract is repeatedly subjected to p H control, overnight rest, centrifugation, dissolution in acetate buffer solution, modification of p H and centrifugation to obtain a supernatant clear A nucleic acid removal agent is added to the supernatant in the
conditions les plus efficaces.most effective conditions.
Jusqu'ici, le calcium et un alcool étaient utilisés Until now, calcium and an alcohol were used
de façon habituelle pour éliminer les acides nucléiques. in the usual way to remove nucleic acids.
Cependant, aucun résultat remarquable ne peut être obtenu même lorsque des conditions, telles que la concentration et le p H de l'agent d'élimination des acides nucléiques, sont modifiées De plus, la protamine est connue en tant qu'agent d'élimination des acides nucléiques, mais elle provoque la précipitation non seulement des acides nucléiques mais également de protéines nécessaires, bien qu'elle ait un excellent effet en tant qu'agent d'élimination De plus, elle entraîne un problème de différence d'homogénéité entre chacun des lots, ce qui est un défaut propre des produits naturels Ensuite, un mode opératoire d'élimination de la protamine en excès à partir du précipité résultant doit encore être ajouté Par ailleurs, le Chitoxan (marque de fabrique de produits fabriqués par Dainippon Seiyaku Co) est une substance naturelle de masse moléculaire élevée, qui est une substance naturelle obtenue par désacétylation de la chitine (poly-N-acyl-p-D-glucosamine) contenue dans des carapaces externes par exemple de crabes et de crevettes, et les produits C-7 et C-9, obtenus par réduction de sa masse moléculaire, peuvent de façon efficace éliminer les acides nucléiques sans perte de la toxine Lorsqu'un relargage par le sulfate d'ammonium est conduit après élimination des acides nucléiques par le Chitoxan, le Chitoxan en excès ne précipite pas et, après dissolution de la toxine relarguée dans une solution tampon de phosphate, on a ajouté progressivement du sulfate d'ammonium et on a laissé reposer However, no remarkable results can be obtained even when conditions, such as the concentration and p H of the nucleic acid eliminating agent, are modified.In addition, protamine is known as an eliminating agent. nucleic acids, but it causes precipitation not only of nucleic acids but also of necessary proteins, although it has an excellent effect as an elimination agent. In addition, it causes a problem of difference in homogeneity between each. batches, which is a specific defect in natural products Then, a procedure for removing excess protamine from the resulting precipitate must still be added Furthermore, Chitoxan (trademark of products manufactured by Dainippon Seiyaku Co ) is a natural substance of high molecular mass, which is a natural substance obtained by deacetylation of chitin (poly-N-acyl-pD-glucosami ne) contained in external shells, for example of crabs and shrimps, and the products C-7 and C-9, obtained by reduction of its molecular mass, can effectively eliminate the nucleic acids without loss of the toxin When a salting out with ammonium sulfate is carried out after elimination of the nucleic acids by Chitoxan, the excess Chitoxan does not precipitate and, after dissolution of the toxin released in a phosphate buffer solution, ammonium sulfate is gradually added and we let it rest
pour faire cristalliser facilement la toxine. to easily crystallize the toxin.
Dans le procédé de fabrication utilisant la méthode de Duff, le rendement en toxine botulique de type A, cristalline, était aussi faible que 1,4-3,1 %, en supposant la solution de culture comme représentant 100 % Bien qu'il ait pu être augmenté jusqu'à environ 5 % par l'amélioration du procédé d'extraction, l'activité toxique a pu être conservée jusqu'à 10 % par le procédé d'élimination des acides nucléiques conforme à la présente invention à l'aide du Chitoxan. Compte tenu de ce qui vient d'être exposé, conformément à la présente invention, les acides nucléiques peuvent être éliminés de façon efficace lors de la fabrication de la toxine botulique de type A, cristalline, le taux de conservation de l'activité toxique peut être amélioré et, comme résultat, un effet remarquable peut être atteint en tant que médicament notamment pour le traitement du strabisme In the manufacturing process using Duff's method, the yield of botulinum toxin type A, crystalline, was as low as 1.4-3.1%, assuming the culture solution to represent 100%. could be increased up to about 5% by improving the extraction process, the toxic activity could be kept up to 10% by the process for removing nucleic acids according to the present invention using Chitoxan. In view of what has just been explained, in accordance with the present invention, the nucleic acids can be eliminated effectively during the production of botulinum toxin type A, crystalline, the rate of conservation of the toxic activity can to be improved and, as a result, a remarkable effect can be achieved as a medicament especially for the treatment of strabismus
et du blépharospasme.and blepharospasm.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de l'exemple suivant. Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the following example.
ExempleExample
(Culture) Clostridium botulinum, souche Hall, milieu de culture (Culture) Clostridium botulinum, Hall strain, culture medium
NZ-amine, culture immobile à 350 C pendant 4 jours. NZ-amine, immobile culture at 350 C for 4 days.
(Précipitation par un acide-1) Addition d'acide sulfurique: p H ajusté à 3,5 avec H 2504 3 N, mise au repos pendant toute une nuit ( 40 C) Elimination du surnageant (siphon) Centrifugation Précipité: Dissous dans de l'eau distillée, p H ajusté à 5,0 avec Na Cl 0,1 N Centrifugation (Extraction) Précipité: Additionné d'une solution tampon de phosphate 0,2 M (p H 6,0) Centrifugation Surnageant Précipité: Additionné d'une solution tampon de tris-H Cl 0,1 M à laquelle est associé Na Cl 0,5 M (p H 7,5) Centrifugation (Précipitation par un acide-2) Addition d'H Cl: p H ajusté à 3,7 avec H Cl 2 N, mise au repos pendant toute une nuit (Precipitation with an acid-1) Addition of sulfuric acid: p H adjusted to 3.5 with H 2504 3 N, left to stand overnight (40 C) Elimination of the supernatant (siphon) Centrifugation Precipitate: Dissolved in distilled water, p H adjusted to 5.0 with 0.1 N Na Cl Centrifugation (Extraction) Precipitate: Addition of a 0.2 M phosphate buffer solution (p H 6.0) Centrifugation Supernatant Precipitate: Addition of '' a 0.1 M tris-H Cl buffer solution with which 0.5 M Na Cl is associated (p H 7.5) Centrifugation (Precipitation by an acid-2) Addition of H Cl: p H adjusted to 3 , 7 with H Cl 2 N, left to stand overnight
( 4 C)(4 C)
Elimination du surnageant (siphon) Centrifugation Précipité: Dissous dans une solution d'acétate 0,05 M (p H 5,0) Centrifugation tampon (Traitement par C-9) Surnageant: Solution de C-9 à 5 % ajoutée jusqu'à 0,1 % en une minute, avec agitation pendant 10 minutes dans un récipient contenant de la glace Centrifugation Surnageant Addition de sulfate d'ammonium: Sulfate d'ammonium solide ajouté pour obtenir une solution Removal of the supernatant (siphon) Precipitated centrifugation: Dissolved in a 0.05 M acetate solution (p H 5.0) Buffer centrifugation (Treatment with C-9) Supernatant: 5% C-9 solution added up to 0.1% in one minute, with stirring for 10 minutes in a container containing ice Centrifugation Supernatant Addition of ammonium sulphate: Solid ammonium sulphate added to obtain a solution
saturée à 50 %.saturated at 50%.
Mise au repos pendant toute une nuit à C. Centrifugation Précipité Précipité dissous dans une solution tampon de phosphate 0,03 M à p H 6,8 Dialyse Dialysé avec une solution tampon de phosphate 0,03 M à p H 6,8 (Cristallisation) Addition de sulfate d'ammonium: Sulfate d'ammonium ajouté jusqu'à ce que la solution manifeste une couleur nacrée, à condition que la concentration finale ne dépasse pas une concentration de 0,9 M. Sédimentation de cristaux: Laissé à 40 C (Préparation de la solution de C-9 à 5 %) De l'eau distillée a été ajoutée au produit C-9 (Kurimover, fabriqué par Dainippon Seiyaku, Lot No K 143) dans un rapport 10 à 1 Ensuite, H Cl i N a été ajouté dans un rapport de 2, et on a agité à l'aide d'un agitateur pendant 2 heures Le p H a été ajusté à 4-6 avec de l'hydroxyde de sodium 1 N La solution a été diluée par de l'eau distillée Put to rest overnight at C. Centrifugation Precipitate Precipitate dissolved in a 0.03 M phosphate buffer solution at p H 6.8 Dialysis Dialysis with a 0.03 M phosphate buffer solution at p H 6.8 (Crystallization ) Addition of ammonium sulphate: Ammonium sulphate added until the solution shows a pearly color, provided that the final concentration does not exceed a concentration of 0.9 M. Crystal sedimentation: Left at 40 C (Preparation of the 5% C-9 solution) Distilled water was added to product C-9 (Kurimover, manufactured by Dainippon Seiyaku, Lot No K 143) in a 10 to 1 ratio Then, H Cl i N was added in a ratio of 2, and stirred with a stirrer for 2 hours The p H was adjusted to 4-6 with 1 N sodium hydroxide The solution was diluted with distilled water
jusqu'à former une solution à 5 %. until forming a 5% solution.
Il est manifeste que, dans cette invention, une large gamme de différents modes opératoires peut être établie sur la base de l'invention, sans que l'on s'écarte de l'esprit et du domaine de définition de celle-ci La présente invention n'est pas non plus limitée par ses modes It is obvious that, in this invention, a wide range of different operating modes can be established on the basis of the invention, without departing from the spirit and the field of definition thereof. invention is also not limited by its modes
opératoires spécifiques.specific operating procedures.
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