RU2745443C1

RU2745443C1 - Способ получения средства, обладающего антигипоксической, регенеративной активностью

Info

Publication number: RU2745443C1
Application number: RU2020119199A
Authority: RU
Inventors: Михаил Юрьевич Фонарев
Original assignee: Федеральное государственное унитарное предприятие "Московский эндокринный завод"
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2020-06-10
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Изобретение относится к области медицины и биотехнологии, и касается способа получения лекарственного средства, обладающего антигипоксической, регенеративной активностью, а именно к способу получения компонента дыхательной цепи - цитохрома С. Лекарственное средство получают из биологического сырья, а именно сердец сельскохозяйственных парно- и непарнокопытных животных. Предлагаемый способ предусматривает измельчение подготовленного сырья, экстракцию 2,0-3,0% раствором трихлоруксусной кислоты при температуре 10-20°С и рН 3,0-4,5. Экстракт осветляют и последовательно осуществляют осаждение балластных примесей при рН 9,0-11,0 и рН 3,5-5,0 с последующей сепарацией и микрофильтрацией. Далее проводят сорбцию экстракта на катионите. После завершения сорбции катионит промывают водой для инъекций и аммиачно-аммонийным буферным раствором. Затем проводят элюцию цитохрома С с катионита раствором сульфата аммония с последующей очисткой его путем дополнительного добавления сульфата аммония, диафильтрацией и концентрированием цитохрома С ультрафильтрацией. Раствор полупродукта после ультрафильтрации подвергают стерилизующей фильтрации и лиофильной сушке. Изобретение позволяет получить лекарственное средство цитохрома С, полностью отвечающее требованиям Государственной Фармакопеи Российской Федерации. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр., 1 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к области медицины, к области получения лекарственного средства, обладающего антигипоксической, регенеративной активностью, а именно к способу получения цитохрома С из миокарда сельскохозяйственных парно- и непарнокопытных животных.

Цитохром С - гем-содержащий белок, относящийся к классу цитохромов, содержит в структуре гем типа с. Является важнейшим компонентом дыхательной цепи. Локализован в терминальном звене дыхательной цепи митохондрий (Mavridou DA, Ferguson SJ, Stevens JM. Cytochrome с assembly. IUBMB Life. 2013 Mar;65(3):209-16).

Цитохром С используется в медицине в качестве лекарственного метаболического средства, оказывая антигипоксическое, трофическое действие, стимулирует процессы регенерации.

Изобретение используется при получении лекарственного средства цитохрома С в промышленных масштабах.

Известен способ получения цитохрома С из мышц сердца млекопитающих - свиней, крупного рогатого скота и лошадей (Патент RU 2435597, опубл. 10.12.2011, бюл. №34), включающий обезжиривание сердец свиней крупного рогатого скота или лошадей, удаление из них связок и сосудов, измельчение и экстракцию 2,5% раствором кислоты трихлоруксусной при температуре 10-15°С, при рН 3,9-4,2, отделение экстракта от фарша. Сорбцию целевого продукта проводят непосредственно из отфильтрованного экстракта при рН экстракта на катионите UNOsphere™ S, уравновешенном стартовым буферным раствором, содержащий 2 мМ лимонной кислоты и 1,5 мМ трис (трис (гидроксиметил) аминометан) при рН 3,9-4,2, после завершения сорбции катионит промывают стартовым буферным раствором, балластные белки удаляют с катионита UNOsphere™ S 80 мМ раствором трис и затем проводят элюцию цитохрома С раствором сульфата аммония с концентрацией 0,3 М, после стадии элюции осуществляют осаждение балластных белков путем добавления сухого сульфата аммония из расчета 0,270 г/мл.

Недостатком указанного способа получения цитохрома С является невысокая степень чистоты цитохрома С, показатель чистоты (Е550/280) цитохрома С в элюате (отношение экстинкции раствора цитохрома С при длине волны 550 нм и раствора цитохрома С при длине волны 280 нм) составляет 0,92-0,93, что требует для осаждения балластных белков из элюата использование повышенного количества сульфата аммония (0,27 г/мл), также к существенным недостаткам указанного способа получения цитохрома С является использование растворов, в состав которых входят дорогостоящие реактивы, такие как лимонная кислота и трис(гидроксиметил) аминометан.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения цитохрома С из мышц сердца млекопитающих - свиней, крупного рогатого скота и лошадей (Патент RU 2528061, опубл. 10.09.2014, бюл. №25), включающий измельчение исходного сырья с получением фарша, экстракцию 2,5% раствором трихлоруксусной кислоты при температуре 10-15°С и рН 3,9-4,2. Далее отделяют экстракт и осуществляют его сорбцию на катионите Nuvia™ S, уравновешенном дистиллированной водой. После завершения сорбции катионит Nuvia™ S промывают дистиллированной водой и аммиачно-аммонийным буферным раствором. Затем проводят элюцию цитохрома С с катионита Nuvia™ S раствором сульфата аммония с последующей очисткой его диафильтрацией до полного удаления ионов сульфата аммония и концентрированием цитохрома С ультрафильтрацией.

Недостатком указанного способа получения цитохрома С является присутствие родственных примесей по данным электрофореза в полиакридном геле, выходящим за пределы нормируемых значений, согласно требованиям Государственной Фармакопеи Российской Федерации (сумма примесей - не более 0,1%), что не позволяет использовать полученный цитохром С в качестве лекарственного средства и требует проведение дополнительных операций очистки. Таким образом, данный способ позволяет получить цитохром С, который, тем не менее, не соответствует требованиям, предъявляемым к активной фармацевтической субстанции и, делает невозможным получение лекарственных препаратов на его основе. Вышеуказанные недостатки значительно сокращают эффективность и экономичность технологического процесса.

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ получения лекарственного средства цитохрома С из экстракта с использованием технологических операций осаждения балластных примесей, обеспечивающих высокую степень чистоты целевого продукта, соответствующую требованиям Государственной Фармакопеи Российской Федерации.

Техническим результатом настоящего изобретения является: увеличение емкости по целевому продукту, повышение выхода и степени чистоты цитохрома С.

Согласно настоящему изобретению предложен способ получения цитохрома С из предварительно переосажденного экстракта с использованием высокоэффективного катионообменного хроматографического сорбента на основе гидрофильной полимерной матрицы. На заключительных стадиях получения цитохрома С применяют диаультрафильтрацию на кассетах с пределом отсечения по молекулярной массе 5 кДа, стерилизующую фильтрацию 0,22 мкм и лиофильную сушку.

С целью достижения указанного результата предложен способ, который включает следующие стадии:

Из предварительно подготовленного и измельченного сырья (сердец сельскохозяйственных парно- и непарнокопытных животных, полученных с мясоперерабатывающих предприятий-поставщиков полностью соответствующих требованиям законодательства Российской Федерации в области ветеринарной и фитосанитарной безопасности, а также национальных стандартов регламентирующих процедуры, основанные на принципах ХАССП) экстрагируют 2,0-3,0% (по массе) раствором трихлоруксусной кислоты при температуре 10-20°С и рН 3,0-4,5 целевой продукт. После сепарации жмыха последовательно осуществляют осаждение балластных примесей при рН 9,0-11,0 и рН 3,5-5,0 с последующей сепарацией и микрофильтрацией. Следующей технологической операцией является сорбция цитохрома С из осветленного экстракта на катионите, предварительно уравновешенном водой для инъекций. Могут быть использованы любые коммерчески доступные катионнообменные хроматографические сорбенты на основе гидрофильной матрицы. После завершения сорбции катионит промывают водой для инъекций. Удаление балластных примесей с колонки проводят 0,075 М аммиачно-аммонийным буферным раствором рН=10,6±0,1. Элюцию цитохрома С с катионита проводят раствором сульфата аммония с концентрацией 0,25 М. С целью дополнительного отделения от родственных примесей проводят осаждение сульфатом аммония в концентрации 500 г/л. Для удаления сульфата аммония из полупродукта цитохрома С проводят диафильтрацию на кассетах с пределом отсечения 5 кДа, а затем концентрируют полупродукт цитохрома С ультрафильтрацией на тех же кассетах. Ретентат передается через фильтр для мембранной фильтрации (0,22 мкм) и подвергается лиофильной сушке.

Дополнительные стадии очистки экстракта последовательным осаждением балластных примесей при рН 9,0-11,0 и рН 3,5-5,0 позволяют эффективно фракционировать экстракционную смесь от балластных белков и, таким образом, снизить нагрузку на операции сорбции, увеличивая ее специфичность, а также длительность использования регенерированного сорбента, тем самым позволяя снизить себестоимость готового продукта и получить лекарственное средство цитохром С высокой степени чистоты, полностью соответствующую требованиям Государственной Фармакопеи Российской Федерации и, в целом, гарантируя удаление/инактивацию потенциально возможной вирусной нагрузки до необходимого уровня вирусной безопасности (ICH Q5A R1 "Viral safety evaluation of biotechnology products derived from cell lines of human or animal origin").

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

271,3 кг подготовленного сырья (свиных сердец), экстрагируют 3,0% раствором трихлоруксусной кислоты в воде очищенной. Экстракцию ведут 2,3 ч при рН 3,0 и температуре 10,0°С. Экстракт отделяют от жмыха сепарацией при 9000 об/мин в течение 50 мин. Получают 434,08 л экстракта. В экстракт добавляется 25% раствор гидроксида натрия до достижения раствором экстракта рН=9,0. Для отделения жидкой фазы экстракта от осадка, образовавшегося при подведении рН, экстракт сердец передается с помощью подачи сжатого воздуха, в сепаратор. В очищенный раствор экстракта добавляется ледяная уксусная кислота до достижения раствором экстракта рН=3,5. Для отделения жидкой фазы экстракта от осадка, образовавшегося при подведении рН, экстракт сердец передается в сепаратор. Получают 434,51 л экстракта, который пропускают через фильтр Millistak+® НС Pod. Полученные 430,51 л экстракта пропускают через катионит YMC BioPro S75, уравновешенный водой для инъекций. Сорбцию ведут при скорости пропускания раствора 30 л/ч. Затем катионит промывают водой для инъекций. Для удаления балластных белков подают 63,3 литров 0,075 М аммиачно-аммонийный буферный раствор рН=10,6 при скорости подачи 15 л/час. Элюирование цитохрома С проводят 0,25 М раствором сульфата аммония. Получают 6,0 л элюата. В элюат добавляют сульфат аммония из расчета 500 г/л, затем центрифугируют при 6000-7000 об/мин. Далее проводят диафильтрацию, добавляя 1 объем воды для инъекций и пропуская раствор через мембрану 5 кДа. Процесс повторяют несколько раз. После этого проводят ультрафильтрацию концентрируя ретентат. Получают 1,2 л ретентата. Ретентат передается через фильтр для мембранной фильтрации (0,22 мкм) и подвергается лиофильной сушке. Получают 0,0255 кг активной фармацевтической субстанции цитохром С.

Пример 2

254,3 кг подготовленного сырья (свиных сердец), экстрагируют 2,4% раствором трихлоруксусной кислоты в воде очищенной. Экстракцию ведут 2,3 ч при рН 3,6 и температуре 14,0°С. Экстракт отделяют от жмыха сепарацией при 9000 об/мин в течение 50 мин. Получают 409,2 л экстракта. В экстракт добавляется 25% раствор гидроксида натрия до достижения раствором экстракта рН=9,8. Для отделения жидкой фазы экстракта от осадка, образовавшегося при подведении рН, экстракт сердец передается с помощью подачи сжатого воздуха, в сепаратор. В очищенный раствор экстракта добавляется ледяная уксусная кислота до достижения раствором экстракта рН=4,1. Для отделения жидкой фазы экстракта от осадка, образовавшегося при подведении рН, экстракт сердец передается в сепаратор. Получают 404,62 л экстракта, который пропускают через фильтр Millistak+® НС Pod. Полученные 400,35 л экстракта пропускают через катионообменный хроматографический сорбент TOSOH TOYOPEARL GigaCap S-650M, уравновешенный водой для инъекций. Сорбцию ведут при скорости пропускания раствора 30 л/ч. Затем сорбент промывают водой для инъекций. Для удаления балластных белков подают 62,1 литров 0,075 М аммиачно-аммонийный буферный раствор рН=10,64 при скорости подачи 15 л/час. Элюирование цитохрома С проводят 0,25 М раствором сульфата аммония. Получают 5,88 л элюата. В элюат добавляют сульфат аммония из расчета 500 г/л, затем центрифугируют при 6000-7000 об/мин. Далее проводят диафильтрацию, добавляя 1 объем воды для инъекций и пропуская раствор через мембрану 5 кДа. Процесс повторяют несколько раз. После этого проводят ультрафильтрацию, концентрируя ретентат. Получают 1,16 л ретентата. Ретентат передается через фильтр для мембранной фильтрации (0,22 мкм) и подвергается лиофильной сушке. Получают 0,0238 кг активной фармацевтической субстанции цитохром С.

Пример 3

262,8 кг подготовленного сырья (свиных сердец), экстрагируют 2,0% раствором трихлоруксусной кислоты в воде очищенной. Экстракцию ведут 2,3 ч при рН 4,5 и температуре 20,0°С. Экстракт отделяют от жмыха сепарацией при 9000 об/мин в течение 50 мин. Получают 422,1 л экстракта. В экстракт добавляется 25% раствор гидроксида натрия до достижения раствором экстракта рН=11,0. Для отделения жидкой фазы экстракта от осадка, образовавшегося при подведении рН, экстракт сердец передается с помощью подачи сжатого воздуха, в сепаратор. В очищенный раствор экстракта добавляется ледяная уксусная кислота до достижения раствором экстракта рН=5,0. Для отделения жидкой фазы экстракта от осадка, образовавшегося при подведении рН, экстракт сердец передается в сепаратор. Получают 421,1 л экстракта, который пропускают через фильтр Millistak+® НС Pod. Полученные 417,3 л экстракта пропускают через катионит TOSOH TOYOPEARL GigaCap S-650M, уравновешенный водой для инъекций. Сорбцию ведут при скорости пропускания раствора 30 л/ч. Затем катионит промывают водой для инъекций. Для удаления балластных белков подают 62,8 литров 0,075 М аммиачно-аммонийный буферный раствор рН=10,68 при скорости подачи 15 л/час. Элюирование цитохрома С проводят 0,25 М раствором сульфата аммония. Получают 5,93 л элюата. В элюат добавляют сульфат аммония из расчета 500 г/л, затем центрифугируют при 6000-7000 об/мин. Далее проводят диафильтрацию, добавляя 1 объем воды для инъекций и пропуская раствор через мембрану 5 кДа. Процесс повторяют несколько раз. После этого проводят ультрафильтрацию, концентрируя ретентат. Получают 1,18 л ретентата. Ретентат передается через фильтр для мембранной фильтрации (0,22 мкм) и подвергается лиофильной сушке. Получают 0,0242 кг активной фармацевтической субстанции цитохром С.

Пример 4

Выполняется на условиях примера 2. Предварительно проводят ультрафильтрацию элюата. Затем для удаления низкомолекулярных примесей проводится диафильтрация ретентата, с последующим повторным концентрированием пермеата ультрафильтрацией. Получают 1,0 л ретентата. Ретентат передается через фильтр для мембранной фильтрации (0,22 мкм) и подвергается лиофильной сушке. Получают 0,0239 кг активной фармацевтической субстанции цитохром С.

Примеры 5-7 выполнены в условиях примера 1, 2 и 3 из сердец крупного рогатого скота. Все экспериментальные данные представлены в таблице 1.

На фигуре 1 показаны результаты контроля качества партий лекарственного средства Цитохром С по показателю «Родственные примеси» (электрофореграмма), полученных в условиях примеров 1-7.

Claims

1. Способ получения цитохрома С, включающий экстракцию предварительно подготовленных и измельченных сердец сельскохозяйственных парно- и непарнокопытных животных раствором трихлоруксусной кислоты с концентрацией 2,0-3,0 мас.% при температуре 10-20°С и рН 3,0-4,5, последовательное осаждение балластных примесей при рН 9,0-11,0 и рН 3,5-5,0, сепарацию, микрофильтрацию и сорбцию полупродукта цитохрома С из осветленного экстракта на катионообменном хроматографическом сорбенте, предварительно уравновешенном водой для инъекций с последующим удалением балластных примесей 0,075 М аммиачно-аммонийным буферным раствором pH=10,6±0,1, элюцию полупродукта цитохрома С раствором сульфата аммония с концентрацией 0,25 М, осаждение сульфатом аммония в концентрации 500 г/л, диафильтрацию на кассетах с пределом отсечения 5 кДа и концентрирование ультрафильтрацией, мембранную фильтрацию и лиофильную сушку.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элюат концентрируют, затем проводится диафильтрация ретентата, с последующим повторным концентрированием пермеата ультрафильтрацией.