PL206158B1 - Sposób otrzymywania oczyszczonych, rekombinowanych wariantów alergenu Bet v 1 - Google Patents

Sposób otrzymywania oczyszczonych, rekombinowanych wariantów alergenu Bet v 1

Info

Publication number
PL206158B1
PL206158B1 PL359713A PL35971301A PL206158B1 PL 206158 B1 PL206158 B1 PL 206158B1 PL 359713 A PL359713 A PL 359713A PL 35971301 A PL35971301 A PL 35971301A PL 206158 B1 PL206158 B1 PL 206158B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
purification
protein
recombinant
solution
chromatographic
Prior art date
Application number
PL359713A
Other languages
English (en)
Other versions
PL359713A1 (pl
Inventor
Roland Suck
Oliver Cromwell
Helmut Fiebig
Original Assignee
Merck Patent Gmbhmerck Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent Gmbhmerck Patent Gmbh filed Critical Merck Patent Gmbhmerck Patent Gmbh
Publication of PL359713A1 publication Critical patent/PL359713A1/pl
Publication of PL206158B1 publication Critical patent/PL206158B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/36Extraction; Separation; Purification by a combination of two or more processes of different types
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/107General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides
    • C07K1/113General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides without change of the primary structure
    • C07K1/1136General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides without change of the primary structure by reversible modification of the secondary, tertiary or quarternary structure, e.g. using denaturating or stabilising agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu rozpuszczania i oczyszczania rekombinowanych białek, które są powielane w bakteryjnych komórkach gospodarza, i odkładają się w postaci nierozpuszczalnych agregatów - form inkluzyjnych (ang. inclusion bodies). Oczyszczanie opiera się na doprowadzeniu wymienionych form inkluzyjnych do postaci rozpuszczalnych z zastosowaniem organicznych odczynników denaturujących oraz chromatografii. W tym celu dobiera się nieorganiczne, zasadowe, zawierające sól eluenty (fazy ruchome), które po oczyszczeniu umożliwiają otrzymanie rekombinowanego białka po neutralizacji w formie tolerowanej fizjologicznie, które można bezpośrednio stosować w medycynie. Sposób jest szczególnie odpowiedni do wariantów alergenu Bet v 1.
Sposób według wynalazku prowadzi się w warunkach, które odpowiadają wymogom obowiązującym przy otrzymywaniu farmaceutyków (GMP). Środki biologicznie aktywne bezpośrednio po rozpuszczeniu mogą być stosowane w postaci preparatów pozajelitowych. Odpowiednie rekombinowane alergeny lub alergeny modyfikowane, otrzymane sposobem według wynalazku, mogą więc znaleźć zastosowanie w ulepszonej terapii jak i w diagnostyce chorób alergicznych.
Powszechnym problemem występującym podczas otrzymywania rekombinowanych białek w bakteryjnych lub prokariotycznych komórkach gospodarza, jak na przykład E. coli jest fakt, że otrzymane, powielone białko nie wykazuje odpowiedniej struktury fałdowania - właściwej dla formy natywnej, która jest niezbędna dla uzyskania maksymalnej aktywności biologicznej. Niewłaściwa struktura fałdowania często prowadzi do tego, że szereg białek w środowisku, w którym zachodzi powielanie, występuje w postaci nierozpuszczalnej, względnie odkłada się w postaci agregatów, znanych z literatury fachowej jako formy inkluzyjne. Tworzenie wspomnianych form inkluzyjnych wywiera niekorzystny wpływ na rozpuszczalność i możliwości oczyszczania powielanego rekombinowanego białka (Marston et al., 1986, Biochem J. 240: 1-12).
Aby oczyścić zgromadzone w komórkach bakterii rekombinowane białko, często dodaje się do eluentu substancje denaturujące, jak na przykład mocznik lub chlorowodorek guanidyny. Dodatki te jednak nie mogą być stosowane w przypadku niektórych rodzajów chromatografii, na przykład w interaktywnej chromatografii hydrofobowej (ang. interaction hydrophobe chromatography). Ponadto rekombinowane białka mogą ulec niekorzystnym przemianom w reakcjach chemicznych, na przykład wskutek kontaktu z cyjanianem, który może powstawać w roztworach mocznika. Usunięcie środka denaturującego poprzez dializę, diafiltrację lub filtrację żelową umożliwia renaturację, czego dokonuje się na drodze dializy, diafiltracji lub filtracji żelowej. Procesy te są nie tylko długotrwałe lecz prowadzą często do ponownego wytrącania się produktów (białek). Przeprowadzenie analitycznego dowodu zupełnego usunięcia wyżej wymienionych środków denaturujących z końcowego produktu jest trudne. Przedstawiona powyżej problematyka nabiera szczególnego znaczenia w przypadku otrzymywania i oczyszczania rekombinowanych alergenów i alergenów modyfikowanych.
W ostatnich kilkunastu latach, w skali światowej dramatycznie wzrosła liczba przypadków alergii typu 1. Do 20% ludności krajów uprzemysłowionych cierpi na dolegliwości związane z alergicznym nieżytem nosa (rhinitis), zapaleniem spojówek lub astmą oskrzelową. Alergie te wywoływane są przez alergeny znajdujące się w powietrzu (aeroalergeny), które uwalniane są z różnych źródeł, takich jak: pyłki roślinne, roztocza, sierść ssaków (koty, psy, konie) oraz pleśnie. Alergie o ostrym przebiegu mogą być także wywoływane przez użądlenia owadów, takich jak pszczoły i osy.
W przypadku substancji powodujących alergie typu 1 chodzi o białka, glikoproteiny lub polipeptydy. Alergeny te po wniknięciu do organizmu przez błony śluzowe lub po ukąszeniu reagują na powierzchni komórek tucznych z przeciwciałami-lgE (ang. ImmunglobulinE), wywołując u osób uczulonych reakcję alergiczną. W przypadku kiedy alergen zwiąże dwa lub większą ilość przeciwciał-lgE, wówczas komórki efektorowe uwalniają gwałtownie mediatory (na przykład histaminę lub prostaglandyny) oraz cytokiny, co prowadzi do powstawania klinicznych symptomów alergii. Za pomocą sekwencji c-DNA możliwe jest otrzymanie rekombinowanych alergenów, które mogą znaleźć zastosowanie w diagnostyce i terapii (Scheiner i Kraft, 1995, Allergy 50, 384-391). Rekombinowane alergeny mogą mieć szczególne znaczenie w przypadku metod diagnostycznych. W porównaniu z klasycznymi ekstraktami, umożliwiają one identyfikację indywidualnych widm uczuleniowych IgE.
Ponadto możliwe jest przeprowadzenie celowej modyfikacji genetycznej rekombinowanych alergenów, umożliwiającej uzyskanie obniżonej aktywności alergicznej przy niezmienionej aktywności względem regulatorowych komórek pomocniczych T (Schramm et al., 1999, J. Immunol. 162 (4), 2406-2414; Valenta et al., 1999, Biol. Chem. 380: 815-24; Singh et al., 1999, Int. Arch. Allergy Immunol. 119: 75-85).
PL 206 158 B1
W przyszł o ś ci szczególnie obiecują cymi w aspekcie specyficznej immunoterapii alergii typu 1 są takie właśnie alergeny modyfikowane. Wynalazek dotyczy w szczególności wspomnianych alergenów modyfikowanych.
Wobec powyższej współzależności, szczególnego znaczenia nabiera otrzymywanie rekombinowanych alergenów oraz alergenów modyfikowanych w powszechnie używanych bakteryjnych procesach powielania. Układy te, w porównaniu z układami eukariotycznymi posiadają istotną zaletę polegającą na tym, że już po krótkim czasie powielania można uzyskać wysokie wydajności produktu. Ponadto z farmakologicznego punktu widzenia ich zastosowanie pozbawione jest ryzyka zanieczyszczenia produktu wirusami i onkogenami. Jednakże w przypadku rekombinacyjnego sposobu otrzymywania, w bakteryjnych procesach powielania, główne alergeny, pochodzące z różnych źródeł, jak na przykład alergeny pyłków traw grupy 1 (Vrtala et al., 1996, J. Allergy Clin. Immunol. 97: 781-7) oraz 13 (Suck et al., 2000, Clin. Exp. Allergy 30: 324-332), alergeny roztocza Der f2 (Iwamoto et al., 1996, Int. Arch. Allergy Immunol. 109: 356-61), jak również trujące alergeny owadów fosfolipaza A2 oraz hialuronidaza (Soldatova et al., 1998, J. Allergy Clin. Immunol. 101: 691-8; Kuchler et al., 1989, Eur. J. Biochem. 184: 249-254), gromadzą się w komórkach gospodarza jako formy inkluzyjne. Również alergeny modyfikowane, jak na przykład fragmenty i multimery głównego alergenu pyłku brzozy Bet v 1 (fragment A, fragment B, Bet v 1 - trimer) zachowują się w podobny sposób, chociaż nie modyfikowany rekombinowany alergen Bet v 1 jest rozpuszczalny (Hoffmann-Sommergruber et al., 1997, Prot. Expr. Purific. 9: 233-39; van Hage-Hamsten et al., 1999, J. Allergy Clin. Immunol. 104: 969-7).
Celem wynalazku było opracowanie sposobu, który umożliwiałby oczyszczanie opisanych wcześniej białek rekombinowanych występujących w formie inkluzyjnej, w szczególności alergenów, względnie białek o działaniu alergicznym, w sposób możliwie najprostszy i zachowujący ich pełną aktywność, unikając wymienionych trudności, znanych z dotychczasowego stanu techniki.
Ponadto celem wynalazku było opracowanie techniki otrzymywania białek takim sposobem, aby podczas oczyszczania, a szczególnie pod koniec oczyszczania otrzymać białko w takiej postaci, która umożliwia jego bezpośrednie stosowanie, w lecznictwie lub diagnostyce, bez dalszej obróbki.
Istotą wynalazku jest sposób otrzymywania następujących oczyszczonych, rekombinowanych wariantów alergenu Bet v 1:
- trimer,
- fragment A (aminokwas 1-74),
- fragment B (aminokwas 75-164), z form inkluzyjnych uzyskanych w procesie powielania bakteryjnego, które są nierozpuszczalne w ośrodku powielania, charakteryzujący się tym, że obejmuje następujące etapy:
(i) roztworzenia oddzielonych nierozpuszczalnych form inkluzyjnych w organicznych odczynnikach denaturujących, (ii) oczyszczenia roztworu otrzymanego w etapie (i) za pomocą co najmniej jednego etapu chromatografii z zastosowaniem zasadniczo nieorganicznych niebuforowych eluentów alkalicznych zawierających sól, które są kluczowe dla otrzymania czystego białka, oraz (iii) neutralizacji alkalicznego roztworu otrzymanego po końcowym etapie oczyszczania, który zawiera rozpuszczone, zrenaturowane i biologicznie aktywne białko.
Dzięki temu rekombinowane białko dzięki szybkiej neutralizacji po końcowym etapie oczyszczania, pozostaje w roztworze, co prowadzi do uzyskania środowiska fizjologicznego.
Sposób według wynalazku jest w szczególności optymalny dla otrzymywania rekombinowanych wariantów głównego alergenu pyłku brzozy Bet v 1. Sposób ten jest dla tych pierwotnych produktów powielania ogólnym sposobem otrzymywania. Sposób według wynalazku może także służyć do oczyszczania, renaturowania oraz preparowania pierwotnych alergenów oraz alergenów modyfikowanych innego pochodzenia, które po powieleniu występują w formach zainkludowanych.
Termin „alergeny modyfikowane” lub „warianty alergenów” należy według wynalazku rozumieć jako fragmenty, multimery, jak na przykład dimery, trimery, jak również zmodyfikowane pierwotne alergeny lub ich fragmenty/multimery. Ostatnie z wymienionych należy, według wynalazku, rozumieć jako wstawienia (insercje), braki (wycięcia) lub podstawienia pojedynczych aminokwasów lub większej liczby aminokwasów w łańcuchach polipeptydowych.
Korzystne jest stosowanie modyfikowanych alergenów rekombinowanych, nie występujących w przyrodzie, które nie posiadają lub posiadają obniż oną aktywność wzglę dem IgE, i jednocześ nie zachowują swoją aktywność względem komórek T.
PL 206 158 B1
Rekombinowane alergeny i alergeny modyfikowane otrzymane sposobem według wynalazku nadają się szczególnie do zastosowań w immunoterapii specyficznej i diagnostyce chorób alergicznych.
W celu oczyszczenia, pierwotnie otrzymane nierozpuszczalne agregaty bia ł ek poddaje się denaturacji za pomocą znanych odczynników denaturujących, co powoduje ich rozpuszczenie. Korzystnie stosuje się roztwory mocznika o stężeniach w zakresie od 5-10 M, szczególnie korzystnie stężenie wynosi 8 M. Alternatywnie stosować można także inne odczynniki na przykład stężone roztwory zasady sodowej lub potasowej (0,2 M do 1 M) lub wcześniej wspomniany chlorowodorek guanidyny.
W nastę pnym etapie nanosi się rozpuszczone, zdenaturowane biał ko na odpowiednie wypeł nienie chromatograficzne (fazę stacjonarną). Szczególnie korzystnymi do tego celu są wymieniacze jonowe, a zwłaszcza anionity.
Charakterystyczne dla wynalazku jest zastosowanie nieorganicznych, niebuforowych, alkalicznych roztworów zawierających sól, jako eluentów. Odpowiednimi eluentami są roztwory, na przykład NaOH lub KOH w połączeniu z NaCI lub KCI. Korzystne są jednak roztwory zawierające wodorowęglany sodu lub potasu, jako odczynniki obniżające pH. Korzystne eluenty zawierają NaOH, NaCI lub NaOH, NaCI oraz NaHCO3. Alkaliczne, wodne roztwory (eluenty) cechują się według wynalazku zawartością NaOH względnie KOH od 5 mM do 50 mM (mol/L), korzystne są roztwory 15-25 mM, a szczególnie korzystne stężenie to 20 mM. W początkowym etapie chromatografii utrzymuje się stosunkowo niskie stężenie soli (na przykład NaCI), tak że białko ulega mocnemu związaniu z wymieniaczem jonowym. Początkowe stężenie soli, według wynalazku, zawiera się w granicach między 5-50 mM, korzystne są stężenia pomiędzy 15 a 30 mM, a szczególnie korzystne stężenie wynosi 20 mM. Na tym etapie oczyszczania usuwa się środek denaturujący jak również zanieczyszczenia, które nie wiążą się wystarczająco silnie z wypełnieniem chromatograficznym. Jeśli stosuje się dodatek NaHCO3, to jego stężenie mieści się w granicach od 5 do 15 mM, a optymalne stężenie wynosi 11 mM.
Odczynnik denaturujący usuwa się korzystnie z roztworu denaturującego poprzez wiązanie rozpuszczonego białka rekombinowanego do materiału chromatograficznego i zastępowanie roztworu denaturującego odpowiednim nieorganicznym, niebuforowym eluentem o odczynie alkalicznym, zawierającym sól o stężeniu zapewniającym dobre wiązanie białka z materiałem chromatograficznym.
Według wynalazku, w celu wyeluowania (żargon: wymycia z kolumny), związanego z fazą stacjonarną rekombinowanego białka, przy zachowaniu niezmienionych pozostałych warunków chromatografii, stosuje się gradient stężenia soli (NaCI lub KCI). Korzystne jest stosowanie liniowego gradientu pomiędzy wartością początkową stężenia wynoszącą ok. 20 mM NaCI (KCI), a wartością końcową stężenia soli równą 0,1 M NaCI. W ten sposób otrzymuje się pożądane białko, pozbywając się pozostałych zanieczyszczeń takich jak na przykład inne białka. Przedmiotem wynalazku jest zatem sposób uwalniania, związanego z chromatograficzną fazą stacjonarną, rekombinowanego białka, od zanieczyszczeń, zwiększając stężenie soli w eluencie. Dokonuje się tego stosując odpowiedni gradient stężenia soli.
W niektórych przypadkach można bezpośrednio otrzymać pożądaną czystość białka, bez stosowania żadnych dodatkowych etapów oczyszczania. W takich przypadkach otrzymuje się od razu białko w formie aktywnej, odpowiedniej do użycia, z wyłączeniem wspomnianego (opisanego dokładniej) etapu neutralizacji.
W przeciwnym przypadku (to znaczy jeśli nie uzyska się od razu wymaganej czystości białka w pierwszym etapie), według wynalazku, przeprowadza się chromatografię ponownie. Zastosowanie znajdują wszelkie typowe metody chromatograficzne.
W szczególnoś ci należ y się tutaj kierować wł asnoś ciami fizykochemicznymi konkretnego biał ka podlegającego oczyszczaniu. W przypadku alergenów i alergenów modyfikowanych typu Bet v 1, właściwe jest stosowanie interaktywnej chromatografii hydrofobowej. Alternatywnie można stosować technikę filtracji żelowej.
Według wynalazku odpowiedni do tego celu jest proces trójetapowy, który obejmuje zastosowanie: wymieniacza jonowego, interaktywnej chromatografii hydrofobowej oraz filtracji żelowej, w wymienionym porządku. Nie stanowi to jednak żadnego ograniczenia sposobu według wynalazku.
W zwią zku z tym, przedmiotem wynalazku jest również sposób wymagający co najmniej jednego dalszego etapu chromatografii, odpowiednio interaktywnej chromatografii hydrofobowej i/lub filtracji żelowej.
Charakterystyczne dla wynalazku jest przeprowadzanie wszystkich etapów oczyszczania przy takich jakościowych i ilościowych składach eluentów, jakie zostały podane w niniejszym opisie. Dotyczy to NaOH, NaCI, a szczególnie NaHCO3, jak również odpowiednich związków potasu. Jedynie
PL 206 158 B1 stężenie soli kuchennej może być zmieniane na poszczególnych etapach. Przykładowo: używając interaktywnej chromatografii hydrofobowej, stosuje się odwrotny gradient stężenia NaCI (KCI), wychodząc od wyższego stężenia początkowego (1-3 M, korzystnie 2 M) i przechodząc do niższego stężenia końcowego (30-10 mM, korzystnie 20 mM).
Korzystne stężenie soli w roztworze produktu końcowego, uzyskuje się stosując odpowiednie stężenie soli na ostatnim etapie oczyszczania. Stężenie to (soli w roztworze produktu końcowego), według wynalazku powinno być fizjologicznie tolerowane. Na przykład jeśli filtracja żelowa stanowi ostatni etap, odpowiedniego trójstopniowego procesu oczyszczania, to stosuje się około 150 mM roztwór NaCI. Ponadto pożądane stężenie końcowe soli (w roztworze produktu), po ostatnim etapie, można osiągnąć przez rozcieńczenie lub dodanie soli, przy czym jest to również uzależnione od docelowej ilości białka jaka ma być uzyskana po chromatografii.
Po ostatnim etapie oczyszczania, którym w korzystnej wersji sposobu według wynalazku jest filtracja żelowa, następuje neutralizacja roztworu, względnie renaturacja białka przez dodatek rozcieńczonego kwasu. Szczególnie korzystny jest HCI, przy czym ustala się wartość pH pomiędzy 6,5 a 8,0. Roztwór zawierający aktywne rekombinowane białko może być od tego momentu, względnie po skorygowaniu stężenia soli (na przykład Na+) i białka, stosowany bezpośrednio jako gotowy preparat.
Korzystne jest, aby po oczyszczaniu prowadzić neutralizacje w zakresie pH między 6,5 a 8,0, stosując rozcieńczone kwasy, korzystnie rozcieńczony HCI.
Poniżej bardziej szczegółowo opisano sposób według wynalazku, na przykładzie otrzymywania modyfikowanych alergenów głównego alergenu pyłku brzozy - Bet v 1, mianowicie rekombinowanego fragmentu A (aminokwas 1-74) i B (aminokwas 75-164), jak również rekombinowanego trimeru.
W celu oczyszczenia, pierwotne nierozpuszczalne agregaty denaturuje się mocznikiem, odpowiedni jest 8 M roztwór. Alternatywnie można stosować na przykład 0,2 M ług sodowy.
Pierwszy etap oczyszczania chromatograficznego realizuje się na anionicie, na przykład Source Q. Podczas tego procesu alergeny lub alergeny modyfikowane zostają związane z nośnikiem (fazą stacjonarną - wypełnieniem kolumny) i roztwór denaturujący zostaje zastąpiony eluentem. Alkaliczny eluent powoduje, że białko pozostaje w roztworze. Następnie elucja (wymywanie) z gradientem NaCI prowadzi do częściowego oddzielenia zanieczyszczeń bakteryjnych i fragmentów biologicznie aktywnych.
Wstępnie oczyszczone i znajdujące się w stanie równowagi alergeny lub alergeny modyfikowane, zostają uwolnione od pozostałych zanieczyszczeń bakteryjnych podczas dwóch dalszych etapów oczyszczania - interaktywnej chromatografii hydrofobowej oraz filtracji żelowej. W tym przypadku używa się generalnie tych samych eluentów, skomponowanych z niskomolowej zasady i soli o zmiennym stężeniu. Przedmiotem wynalazku jest więc specjalny system eluentów umożliwiający skuteczne oczyszczanie białka. Działanie eluentu polega na tym, że białko podczas oczyszczania utrzymuje się w niewielkim stężeniu w roztworze (to znaczy nie nastę puje wytrą canie biał ka, a jego stężenie jest na tyle wysokie, że umożliwia oczyszczanie chromatograficzne).
Sposób według wynalazku, charakteryzuje się tym, że po ostatnim etapie chromatografii otrzymuje się oczyszczone rekombinowane białka w postaci rozpuszczalnej lub renaturuje poprzez prostą neutralizację zasady obecnej w eluencie za pomocą odpowiedniego kwasu. Przy właściwym doborze stężeń składników eluentu otrzymuje się roztwór fizjologiczny, odpowiedni do stosowania w postaci preparatów pozajelitowych. Oczyszczone rekombinowane alergeny lub alergeny modyfikowane identyfikuje się na podstawie pomiarów ich znanych cech fizycznych, chemicznych, immunologicznych lub biologicznych, w szczególności w oparciu o pomiar punktu izoelektrycznego, SDS-PAGE oraz specyficzne przeciwciała monoklonalne, jak również przeciwciała IgE u alergików. Kontrolę rozpuszczalników prowadzi się przez pomiar wartości pH roztworu oraz oznaczenie stężenia Na+ i Cl-, a w odpowiednich przypadkach CO32-. Odpowiednie metody są ogólnie znane i opisane. Wydajności oczyszczonych według wynalazku, rekombinowanych alergenów lub alergenów modyfikowanych, otrzymanych w formie roztworu, zawierają się w granicach 75-95% w stosunku do pierwotnego wyjściowego białka.
Otrzymane w ten sposób komponenty alergenów mogą być stosowane w diagnostyce in vivo oraz in vitro w ramach rozdzielczej identyfikacji komponentów alergenów w widmach uczuleniowych specyficznych dla danego pacjenta, jak również w specyficznej immunoterapii alergii.
Ponadto poprzez wydzielenie (izolację lub chemiczną przemianę) oczyszczonego rekombinowanego białka, można otrzymywać preparaty farmaceutyczne o przedłużonym działaniu.
PL 206 158 B1
Tabela 1 przedstawia schematycznie optymalną realizację sposobu, według wynalazku:
T a b e l a 1
Wydzielenie (separacja) form inkluzyjnych Denaturowanie na przykład 8 M roztworem mocznika Chromatografia na anionicie, na przykład Source Q roztwór A: 20 mM NaOH, 20 mM NaCI, 11 mM NaHCO3 roztwór B: 20 mM NaOH, 0,5 M NaCI, 11 mM NaHCO3 (opcjonalnie) interaktywna chromatografia hydrofobowa, na przykład Source PHE roztwór A: 20 mM NaOH, 2 M NaCI, 11 mM NaHCO3 roztwór B: 20 mM NaOH (opcjonalnie) filtracja żelowa, na przykład Superdex 75 roztwór A: 10 mM NaOH, 11 mM NaHCO3,
148,4 mM NaCI renaturacja / formulacja docelowe białko w 10 mM NaOH, 148,4 mM NaCI, 11 mM NaHCO3 + dodatek 100 mM HCI po 10 mM = rozpuszczalne białko docelowe w roztworze 0,154 M Na+
Podsumowując można stwierdzić że, wynalazek, dzięki przedstawionej metodologii (która obejmuje: specjalne zestawienie składu eluentów chromatograficznych, wybór mediów chromatograficznych, jak również określone wartości pH i stężeń soli), stwarza technologiczne i farmakologiczne możliwości prowadzenia produkcji rozpuszczalnych alergenów rekombinowanych i alergenów modyfikowanych o wysokiej czystości, z otrzymywanych pierwotnie nierozpuszczalnych agregatów, przy niewielkim nakładzie pracy oraz czasu. Ponieważ warunki, w których oczyszcza się i renaturuje, względnie rozpuszcza rekombinowane białko, są lepsze i farmakologicznie korzystniejsze w porównaniu ze znanymi sposobami, to otrzymywane substancje czynne mogą być stosowane w diagnostyce chorób alergicznych, a w postaci preparatów pozajelitowych również w terapii.
P r z y k ł a d
Otrzymywanie rozpuszczalnych wariantów alergenów Bet v 1 (aktywne terapeutycznie alergeny modyfikowane rekombinowanego alergenu Bet v 1, fragment
A i B oraz trimer Bet v 1)
Standardowo oczyszczone formy inkluzyjne alergenów modyfikowanych, denaturuje się optymalnie 8 M roztworem mocznika, 20 mM Tris/HCI. Po pełnej denaturacji przeprowadza się filtrację na sączkach (filtrach) o porowatości 0,22-0,45 μm, lub wykonuje odpowiednie 5-15 min odwirowanie przy 10000-20000 x g. Klarowny roztwór poddaje się chromatografii na wymieniaczu jonowym Source 15Q. (Pharmacia), doprowadzonym do równowagi roztworem alkalicznym o składzie: 20 mM NaOH, 11 mM NaHCO3, 20 mM NaCI. Materiał wypełnienia musi być stabilny przy wartości pH 12,0. Działanie wyjściowego roztworu o stosunkowo wysokim pH polega na tym, że prawie wszystkie białka ulegają związaniu z anionitem. Wyjątek stanowią rzadkie białka, których punkt izoelektryczny leży powyżej 11,0. Roztwór denaturujący (na przykład 8 M mocznik) oraz farmakologicznie niepożądane bufory (na przykład Tris) eliminuje się przemywając zaadsorbowane białko. Technika ta pozwala, przy zachowaniu rozpuszczalności rekombinowanych białek, na przejście do kolejnego rozpuszczalnika, umożliwiającego przeprowadzenie następnych etapów izolacji (separacji). Następnie prowadzi się elucję rosnącym gradientem NaCI, na przykład od 20 mM NaOH, 11 mM NaHCO3 20 mM NaCI do 20 mM NaOH, 11 mM NaHCO3, 0,5 M NaCI, usuwając zanieczyszczenia (białka komórek gospodarza) i fragmenty substancji czynnych.
Następny etap chromatografii stanowi interaktywna chromatografia hydrofobowa (tylko dla fragmentów). Stosuje się eluat z etapu 1 z wysokomolowym roztworem soli, na przykład 5 M NaCI oraz 20 mM NaOH, 11 mM NaHCO3, wiążący docelowe białko. Eluowanie związanego docelowego białka prowadzi się alkalicznym roztworem o niskiej lub zerowej zawartości soli, na przykład 20 mM NaOH. Stosowane wypełnienie do interaktywnej chromatografii hydrofobowej musi być stabilne do pH 12, na przykład Source PHE.
Jako trzeci etap prowadzi się filtrację żelową w warunkach alkalicznych, na przykład Superdex 75. Eluent komponuje się tak, aby zneutralizować zasadę, uzyskując pożądany skład finalny na przykład 10 mM NaOH, 11 mM NaHCO3 oraz 148,4 mM NaCI.
Końcowy eluat filtracji żelowej neutralizuje się kwasem, uzyskując z jednej strony neutralne pH, które powoduje przejście białka do postaci rozpuszczalnej lub jego renauturację, a z drugiej strony poprzez
PL 206 158 B1 neutralizację uzyskuje się pożądane stężenie soli. Przykładowo z roztworu: 10 mM NaOH, 11 mM NaHCO3 oraz 148,4 mM NaCI, otrzymuje się roztwór fizjologiczny dodając 100 mM HCI w stosunku 1/10 (obj. / obj.). Stężenia kontroluje się wykonując zwykłe pomiary wartości pH oraz pomiar stężenia Na+. Opisany sposób sprowadza się więc do minimalnej obróbki próbek, krótkiego czasu ich przetrzymywania, zastosowania wyłącznie substancji kompatybilnych farmakologicznie, zgodności eluentu z różnymi typami podziałów chromatograficznych oraz pominięciem czasochłonnych procesów jak dializy. Zastosowanie zasady sodowej wyklucza ponadto degradację lub zanieczyszczenie obrabianego białka przez mikroorganizmy, jak również eliminuje lub skutecznie degraduje endotoksyny mogące sprawiać utrudnienia wynikające z powielania bakteryjnego. Kolejność oraz liczba opisanych powyżej etapów chromatograficznych może ulegać zmianie, w zależności od specyficznych cech fizykochemicznych docelowego białka. Spis stosowanych roztworów znajduje się w Tabeli 2.
Neutralizacja /rozpuszczanie po filtracji żelowej
- powolne dodawanie 100 mM HCI w stosunku 1/10 obj. (w odniesieniu do odbieralnika) na przykład w 100 ml wyjściowego roztworu zawarte jest:
mM NaOH, 148,4 mM NaCI, 11 mM NaHCO3 po neutralizacji 110 ml:
mM NaHCO3 * 10/11 = 10 mM NaHCO3 10 mM NaOH/HCI (NaCI) * 10/11 = 9,1 mM NaCI 148,4 mM NaCI * 10/11 = 134,9 mM NaCI
Gotowy roztwór składa się więc z 154 mM Na+, 144 mM Cl-, 10 mM CO3-, (licząc CO32- i HCO3 razem)
T a b e l a 2
Roztwory do rozdziałów chromatograficznych wariantów Bet v 1
Chromatog./białko Próbka Roztwór A Roztwór B Gradient
AlEX (wymiana jonowa)
Fragment 1 8 M mocznik, 20 mM Tris/HCI pH 8 20 mM NaOH, 10 mM NaCI, 11 mM NaHCO3 20 mM NaOH, 500 mM NaCI, 11 mM NaHCO3 10 CV
Fragment 2 j.w. j.w. j.w. j.w.
Trymer j.w. j.w. 20 mM NaOH, 800 mM NaCI, 11 mM NaHCO3 j.w.
HIC (chromatografia z oddziaływaniem hydrofobowym)
Fragment 1 AIEX pula ustalona na 2M NaCI 20 mM NaOH, 2 M NaCI, 11 mM NaHCO3 20 mM NaOH 10 CV
Fragment 2 AIEX pula ustalona na 3M NaCI 20 mM NaOH, 3 M NaCI, 11 mM NaHCO3 20 mM NaOH 10 CV
Trymer - - - -
Filtracja żelowa
Fragment 1 pula HIC 10 mM NaOH, 148,4 mM NaCI, 11 mM NaHCO3
Fragment 2 j.w. j.w. - -
Trymer pula Q j.w. - -
Zebrane roztwory oraz frakcje przechowuje się w temp. pokojowej (CV = objętość kolumny).

Claims (12)

1. Sposób otrzymywania następujących oczyszczonych, rekombinowanych wariantów alergenu Bet v 1:
- trimer,
- fragment A (aminokwas 1-74),
- fragment B (aminokwas 75-164), z form inkluzyjnych uzyskanych w procesie powielania bakteryjnego, które są nierozpuszczalne w ośrodku powielania, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:
(i) roztworzenia oddzielonych nierozpuszczalnych form inkluzyjnych w organicznych odczynnikach denaturujących, (ii) oczyszczenia roztworu otrzymanego w etapie (i) za pomocą co najmniej jednego etapu chromatografii z zastosowaniem zasadniczo nieorganicznych niebuforowych eluentów alkalicznych zawierających sól, oraz (iii) neutralizacji alkalicznego roztworu otrzymanego po końcowym etapie oczyszczania, który zawiera rozpuszczone, zrenaturowane i biologicznie aktywne białko.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpoznano rekombinowane warianty nie posiadają lub posiadają obniżoną aktywność względem IgE, i jednocześnie zachowują swoją aktywność względem komórek T.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ż e jako odczynnik denaturujący stosuje się mocznik lub chlorowodorek guanidyny.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że odczynnik denaturujący usuwa się z roztworu denaturującego poprzez wiązanie rozpuszczonego białka rekombinowanego do materiału chromatograficznego i zastępowanie roztworu denaturującego odpowiednim nieorganicznym, niebuforowym eluentem o odczynie alkalicznym, zawierającym sól o stężeniu zapewniającym dobre wiązanie białka z materiałem chromatograficznym.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że związane rekombinowane białko eluuje się zwiększając stężenie soli i pozbawia zanieczyszczeń w tym procesie.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że zwiększenie stężenia soli osiąga się za pomocą gradientu.
7. Sposób według zastrz. 4 albo 5, albo 6, znamienny tym, ż e jako materiał chromatograficzny stosuje się wymieniacz anionowy.
8. Sposób według zastrz. 4 albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, ż e przeprowadza się co najmniej jeden dalszy etap oczyszczania chromatograficznego.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że jako dalszy etap oczyszczania chromatograficznego przeprowadza się interaktywną chromatografię hydrofobową i/lub filtrację żelową.
10. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, że jako eluent chromatograficzny stosuje się NaOH, NaHCO3 oraz NaCI.
11. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, znamienny tym, że neutralizację przeprowadza się w zakresie wartości pH między 6,5 do 8,0 po oczyszczeniu.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że do neutralizacji używa się HCI.
PL359713A 2000-09-08 2001-08-18 Sposób otrzymywania oczyszczonych, rekombinowanych wariantów alergenu Bet v 1 PL206158B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10044360A DE10044360A1 (de) 2000-09-08 2000-09-08 Verfahren zur Aufreinigung von rekombinanten als unlösliche Aggregate exprimierte Proteinen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL359713A1 PL359713A1 (pl) 2004-09-06
PL206158B1 true PL206158B1 (pl) 2010-07-30

Family

ID=7655449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL359713A PL206158B1 (pl) 2000-09-08 2001-08-18 Sposób otrzymywania oczyszczonych, rekombinowanych wariantów alergenu Bet v 1

Country Status (14)

Country Link
US (1) US6900034B2 (pl)
EP (1) EP1315740B1 (pl)
JP (1) JP5174312B2 (pl)
CN (1) CN1468255A (pl)
AT (1) ATE443712T1 (pl)
AU (2) AU8769501A (pl)
CA (1) CA2421438C (pl)
DE (2) DE10044360A1 (pl)
ES (1) ES2333939T3 (pl)
HU (1) HUP0303554A2 (pl)
PL (1) PL206158B1 (pl)
PT (1) PT1315740E (pl)
RU (1) RU2299214C2 (pl)
WO (1) WO2002020559A1 (pl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL206709B1 (pl) 2002-02-27 2010-09-30 Merck Patent Gmbh Sposób wytwarzania i sposób obniżania aktywności IgE głównego hipoalergicznego alergenu pyłku brzozy rBet v 1, główny hipoalergiczny alergen pyłku brzozy rBet v 1uzyskiwany takim sposobem i jego zastosowanie jako leku oraz kompozycja farmaceutyczna zawierająca taki główny alergen
CA2487673C (en) * 2003-12-02 2010-11-02 F. Hoffmann-La Roche Ag Improved method for the recombinant production and purification of protein kinases
RU2513948C2 (ru) * 2008-08-08 2014-04-20 Янссен Фармацевтика Нв Антиаллергенные комбинации солей кальция и лантана
EP2721051B1 (en) * 2011-06-15 2017-11-29 ASIT BioTech s.a. A method for the production of hydrolyzed allergens
CN104558100A (zh) * 2015-02-04 2015-04-29 吉林农业大学 包涵体的预处理方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK0432419T3 (da) * 1989-12-05 1994-11-14 American Cyanamid Co Fremgangsmåde til solubilisering og naturering af somatotropiner under anvendelse af lav urinstofkoncentration
US5912327A (en) * 1996-09-30 1999-06-15 Human Genome Sciences, Inc. Method of purifying chemokines from inclusion bodies
SE9703531D0 (sv) * 1997-09-30 1997-09-30 Rudolf Valenta Non-anaphlactic forms of allergens and their use

Also Published As

Publication number Publication date
ATE443712T1 (de) 2009-10-15
DE50115119D1 (de) 2009-11-05
HUP0303554A2 (hu) 2004-03-01
AU8769501A (en) 2002-03-22
WO2002020559A1 (de) 2002-03-14
PT1315740E (pt) 2009-12-29
JP5174312B2 (ja) 2013-04-03
AU2001287695B2 (en) 2006-10-05
CA2421438C (en) 2010-10-26
EP1315740B1 (de) 2009-09-23
EP1315740A1 (de) 2003-06-04
US6900034B2 (en) 2005-05-31
JP2004508384A (ja) 2004-03-18
PL359713A1 (pl) 2004-09-06
RU2299214C2 (ru) 2007-05-20
CN1468255A (zh) 2004-01-14
CA2421438A1 (en) 2003-03-06
US20030170815A1 (en) 2003-09-11
ES2333939T3 (es) 2010-03-03
DE10044360A1 (de) 2002-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4228154A (en) Purification of plasma albumin by ion exchange chromatography
US9441021B2 (en) Process for the preparation of hypoallergenic major birch pollen allergen rBet v 1
PL206158B1 (pl) Sposób otrzymywania oczyszczonych, rekombinowanych wariantów alergenu Bet v 1
JP5868587B2 (ja) オオアワガエリからの主要アレルゲンPhlp1の変異体
Dedic et al. Immune recognition of novel isoforms and domains of the mugwort pollen major allergen Art v 1
DE69708420T2 (de) Herstellung von gereinigten (Poly)Peptiden
JP6647220B2 (ja) Hmg−up(超高純度グレードのヒト閉経期ゴナドトロピン)を得るための方法及び夾雑物を含まない組成物
WO2020234742A1 (en) Granulocyte colony stimulating factor purification
JP2007277094A (ja) 改変ダニ主要アレルゲン含有医薬組成物
Hasan et al. Plant antimicrobial peptides in Bangladesh: sources, extraction, purification and characterization
WO2019077432A1 (en) IMPROVED PURIFICATION METHOD OF RECOMBINANT PTH (1-34)
Idar et al. Purification of IgY Anti-SARS-CoV-2-Chicken Nucleocapsid and Elimination of Its Low-temperature Storage-induced Aggregates
EP0662327A1 (en) Use of self-incompatability receptor proteins (SLG and SRK) of plants for the treatment of allergic diseases
JPH06228197A (ja) 卵黄からのγーリベチンの分画方法
TW201323436A (zh) 自非乙醯化蛋白質分離乙醯化蛋白質