JP6385374B2 - タンパク質製剤からエンドトキシンを除去するための物質および方法 - Google Patents
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Description
本願は2013年2月22日に出願された米国特許仮出願第61/768,232号の優先権を主張し、その全体は本明細書に参照により援用される。
アラントインと空隙排除クロマトグラフィーの組み合わせによってIgG−エンドトキシン混合物からエンドトキシンを減少。エンドトキシンを、20mMのHepes、150mMのNaCl、pH7.5中の1mg/mLのヒトIgG(clone her2)に添加して、3,300EU/mlにした。30%(w/v)のアラントインをこの混合物のアリコートに添加し、室温で15分混合した。この懸濁液を遠心分離によって清澄化した。タンパク質回収率は50%超であり、上清のエンドトキシン含有量は99%超減少し、20EU/mlとなった。その後、IgGを含む上清1mLを、20mMのHepes、150mMのNaCl、pH 7.5で平衡化した、電気陽性多孔性粒子(UNOsphere Q,Bio−Rad Laboratories)が充填された8.8mLの重力カラムに適用した。次に、15mlの平衡緩衝液を加え、1mlのフラクションをカラムの出口で収集した。溶出フラクションを280nmおよび254nmのUV吸光度およびLAL動力学的発色エンドトキシン分析によって分析した。90%超のIgGが、混合フラクション4、5、および6に溶出し(すなわち溶出体積3〜6ml)、可溶性アラントインはフラクション7以降のみで溶出した。空隙排除クロマトグラフィーは、混合フラクション4、5、および6で、95%超、エンドトキシンレベルをさらに減少させた。アラントイン媒介の共沈殿と電気陽性空隙排除クロマトグラフィーの組み合わせによる全体的なエンドトキシン減少は99.95%超で、1EU/ml未満となった。50mMトリス、pH8.2に平衡化された空隙排除カラムのみが異なる関連実験では、アラントイン−空隙排除処理の組み合わせの結果は、エンドトキシンを1mLあたり0.01EU未満に減少させた。
空隙排除のみによってIgG−エンドトキシン混合物からエンドトキシンを減少。エンドトキシンを、20mMのHepes、150mMのNaCl、pH7.5中の1mg/mLのヒトIgG(clone her2)に添加して、400EU/mlにした。試料は実施例1に記載されたものと同じ条件で空隙排除を受けた。約90%のIgGが混合フラクション4、5、および6に溶出し、エンドトキシン含有量は99.6%減少した。
アラントイン媒介の共沈殿と空隙排除クロマトグラフィーの組み合わせによってタンパク質溶液からエンドトキシンを減少。エンドトキシンを、20mMのHepes、350mMのNaCl、pH7.5中の1mg/mLのウシ血清アルブミン(BSA)の試料に添加した。試料は、電気陽性空隙排除クロマトグラフィーに使用された平衡および溶出緩衝液が350mMのNaClを含んだこと以外は、実施例1と同様に処理した。アラントイン媒介の共沈殿はエンドトキシンを99.95%超減少させ、90%超のタンパク質を回収した。空隙排除クロマトグラフィーはさらなるエンドトキシン減少を達成しなかったが、タンパク質試料から可溶性アラントインを効果的に除去し、85%超のタンパク質を回収した。
アラントイン媒介の共沈殿によるエンドトキシン除去への塩の影響。アラントイン(30%w/v)を、10,000EU/ml含む20mMのHEPES、pH7.5の水溶液に添加した。塩濃度は、0、0.05、0.15、0.5、および2MのNaClで選択した。0MのNaClでのアラントインのエンドトキシン除去効率は99.99%超であり、0.5MのNaClまでの塩濃度とは無関係であった。2MのNaClでのアラントインのエンドトキシン除去効率は99.997%に上昇した。
アラントイン媒介の共沈殿によるエンドトキシン除去へのpHの影響。実施例4の実験を150mMのNaCl、pH値3.5、5.5、7.5、および9.5で繰り返した。エンドトキシン除去は全てのpH値で99.9%超であり、pH7.5で最高であった(99.99%)。
アラントイン媒介の共沈殿によるエンドトキシン除去への界面活性剤の影響。実施例4に記載の実験を、洗剤(0.1〜10%のTween 20)の存在下で150mMのNaClで繰り返した。アラントインのエンドトキシン除去効率は、洗剤の存在下でわずかに低下したが、一貫して99.8%より高かった。
空隙排除クロマトグラフィーによるエンドトキシン除去への塩の影響。約1,000EU/ml含む20mMのHEPES、pH7.5の水溶液1mlを、実施例1に記載された、電気陽性多孔性粒子(UNOsphere Q, Bio−Rad Laboratories)が充填された8.8mL重力カラムに適用した。試料、平衡および溶出緩衝液の塩濃度は、150、250、および350mMのNaClで選択した。空隙排除によるエンドトキシン除去は350mMのNaClで35%、250mMのNaClで99.99%であった。150mMのNaClでの電気陽性空隙排除は、全ての溶出フラクションのエンドトキシンレベルを検出限界以下(<0.01EU/ml)に減少させた。
電気陽性空隙排除クロマトグラフィーによるエンドトキシン除去へのpHの影響。実施例7の実験を150mMのNaCl、pH値3.5、5.5、および7.5で繰り返した。電気陽性空隙排除クロマトグラフィーは、全ての溶出フラクションのエンドトキシンレベルを、全てのpH範囲で、検出限界以下(<0.01EU/ml)に減少させた。
アラントインと組み合わせた有機添加剤の影響。モノクローナルIgGを含む細胞を含む細胞培養収集物は、0.01%エタクリジンと組み合わせて1%アラントインで処理した。pHが約7.2、電気伝導率が約13.5mSの試料に(これらの条件はいわゆる生理的条件に相当)、金属親和性リガンドTREN(Bio Works TREN hi−sub)および疎水性リガンド(Macroprep T−butyl)の同量を含むクロマトグラフィー媒体が充填されたカラムを通過させた。これより前の工程の後の抗体回収率は99%であった。試料をUNOsphere Qが充填された空隙排除カラムに適用した。電気陽性空隙排除工程からの回収は99%であり、それは全体の回収の98%に相当した。エンドトキシン含有量は1EU/mL未満であり、99%超の宿主タンパク質の汚染物質が除去され、DNAが6ログ超、減少した。それと共にウイルス除去は76%超であった。この実施例は、アラントイン親和性および電気陽性空隙排除工程が1つ以上の工程によって分離されてもよいことを示し、アラントイン工程は有機修飾因子の存在下で効果的に行われてもよく、本明細書で開示された方法はエンドトキシン以外のさまざまな汚染物質を除去するさらなる利点を有し得る。
電気陽性空隙排除に適したクロマトグラフィー媒体。さまざまな市販のアニオン交換クロマトグラフィー媒体を電気陽性空隙排除クロマトグラフィーを行う能力に関して評価した。UNOsphere QおよびNuvia Qは、空隙体積に対して許容範囲の実験IgGモノクローナル抗体の排除を達成した。Capto Qは効果が劣ったが、全く効果がないわけではなかった。他のアニオン交換体ははるかに効果は劣り、それらはGigaCap Q、Tentacle DEAE−Fractogel、Dowex Agl 4、Q Sephadex A25、Q Sepharose Fast Flow、およびPOROS HQなどであった。モノリシックおよび膜交換体は完全に不適切であった。これらの結果は、全てのアニオン交換体が電気陽性空隙排除可能なわけではないことを示している。UNOsphere QおよびNuvia Qを超える候補媒体は適切であり得るが、これらの媒体は始めるのに好都合な場所を提供する。
多モード疎水性相互作用の水素結合−電気陽性クロマトグラフィー粒子での空隙排除クロマトグラフィー。アニオン交換、水素結合、および疎水性相互作用の官能性を具体化するとされるクロマトグラフィー媒体のCapto adhereを含むカラムを準備した。単なる電気陽性度を超えたその化学官能性及びカラムに導入されたタンパク質とそれらの官能性との共同相互作用のために、抗体は、アニオン交換クロマトグラフィーの技術で市販された媒体においてより、より広い範囲の条件で結合する傾向があり、それは、電気陽性空隙排除を行うことができる条件が比例的に限られていることを意味する。NaClのさまざまな濃度およびさまざまなpH値の実験が、50mMのアセテート、pH5.0が、適用された抗体の空隙排除を媒介するのに適していることを見出した。これらの条件下で、Capto adhereは、UNOsphere Qより約10倍多いエンドトキシン除去を達成した。
5%アラントインで処理後の1mLあたり22.8エンドトキシンユニットを含む精製されたIgGの試料を、UNOsphere Qによる空隙排除モードで、アニオン交換クロマトグラフィーによってさらに処理し、過剰なアラントインを除去し、さらにエンドトキシンレベルを低下させた。カラムを50mMのHepes、150mMのNaCl、pH7.0で平衡化した実験で、エンドトキシンは0.472EU/mLに減少した。カラムを50mMのHepes、100mMのNaCl、pH7.0で平衡化した別の実験で、エンドトキシンは0.078EU/mLに減少した。カラムを50mMのHepes、50mMのNaCl、pH7.0で平衡化した別の実験で、エンドトキシンは0.022EU/mLに減少した。
Claims (14)
- (1)過飽和量のアラントインを、所望のタンパク質および汚染物質として少なくとも1つのエンドトキシンを含むタンパク質製剤に添加する工程と、(2)前記添加する工程の後に固体を除去し、カラム内の電気陽性粒子の粒子充填層上での空隙排除クロマトグラフィーによるさらなる精製のために試料を供給する工程であって、前記粒子充填層が粒子間体積を有する、工程と、(3)前記粒子充填層に前記試料を適用する工程であって、前記電気陽性粒子が空隙排除クロマトグラフィーを支持し、前記試料が有する試料体積が前記粒子間体積より大きくない、工程と、(4)所望のタンパク質および減量したエンドトキシンを含む精製された試料を溶出する工程であって、前記溶出した所望のタンパク質が、前記カラムに適用された緩衝液の含有量とは関係なく、前記カラムを平衡化した前記緩衝液に存在する工程と、を含む方法。
- 前記アラントインの前記過飽和量が、(1)10%、(2)5%、(3)0.6〜6%、(4)6〜10%、(5)10〜15%、(6)15〜20%、(7)20〜50%、および(8)50%超からなる群から選択される量であり、前記量が重量/体積で与えられる、請求項1記載の方法。
- 前記固体を除去することが、沈降、遠心分離、濾過、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されるものを含む、請求項1記載の方法。
- 前記タンパク質製剤のpHまたは塩濃度が、前記添加する工程の前、前記添加する工程の間、または前記添加する工程の後に調整される、請求項1記載の方法。
- 前記タンパク質製剤のpHまたは塩濃度が、前記適用する工程の前に調整される、請求項1記載の方法。
- 前記粒子充填層に対する前記試料体積が、(1)40%未満、(2)35%未満、(3)30%未満、(4)20%未満、(5)10%未満、(6)5%未満、(7)2%未満、および(8)1%未満からなる群から選択されるものであるように、前記試料体積が、前記粒子充填層の前記粒子間体積より少ない、請求項1記載の方法。
- 前記粒子充填層に適用される前記試料体積が、前記粒子間体積の99%、前記粒子間体積の95%、前記粒子間体積の90%、前記粒子間体積の80%、前記粒子間体積の70%、前記粒子間体積の60%、前記粒子間体積の50%、前記粒子間体積の25%、前記粒子間体積の10%、前記粒子間体積の5%、前記粒子間体積の2%、前記粒子間体積の1%、およびその中間の体積百分率の群から選択されるものから構成される量だけ、前記粒子間体積より少ない、請求項1記載の方法。
- 前記する適用工程の前に、前記方法が、アニオン交換媒体の前記粒子充填層を、前記所望のタンパク質が前記アニオン交換媒体と実質的に結合することを防ぐために選択された緩衝液で平衡化することをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記所望のタンパク質が前記アニオン交換媒体と実質的に結合することを防ぐことが、前記緩衝液を十分低いpHにすることを含む、請求項8記載の方法。
- 前記所望のタンパク質が前記アニオン交換媒体と実質的に結合することを防ぐことが、前記緩衝液を十分高い塩濃度にすることを含む、請求項8または9記載の方法。
- 前記緩衝液が、(1)7、(2)8、(3)6、および(4)6〜8の範囲からなる群から選択されるものを含むpHを有する、請求項9または10記載の方法。
- 前記緩衝液が、(1)0mM、(2)50mM、(3)150mM、および(4)0mM〜150mMの範囲からなる群から選択されるものを含む塩化ナトリウム濃度を含む、請求項9または10記載の方法。
- 空隙排除アニオン交換クロマトグラフィーで使用されるアニオン交換クロマトグラフィー媒体が、UNOsphere Q、Nuvia Q、またはCapto Q、および別の空隙排除アニオン交換クロマトグラフィー対応アニオン交換媒体からなる群から選択されるものを含む、請求項1記載の方法。
- 空隙排除アニオン交換クロマトグラフィーが、(1)300cm/時以下、(2)200cm/時以下、(3)100cm/時以下、および(4)50cm/時以下からなる群から選択される非ゼロ線流速を含む線流速で行われる、請求項1記載の方法。
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