SE405806B - Forfarande for framstellning av urokinas-heparinkomplex - Google Patents

Description

10 15 20 25 35 40 under flera timmar. . ii- 7212220-3 i ' 2 Det bör särskilt noteras att denna administration, som i all- mänhet utföres genom kontinuerlig infusion av urokinaspreparat ut- ' spädda i företrädesvis glukosserum, blir särskilt besvärlig på grund av enzymets instabilitet i utspädd lösning, vilket medför att lös- ningen ofta måste förnyas eller att man tvingas till diskontinuerliga injektioner av en koncentrerad lösning av urokinas i infusionsslangen, sedan en infusion av glukosserumet har påbörjats. 4 Uppfinningen har till ändamål att eliminera denna olägenhet. _ Mera speciellt är syftet med uppfinningen att åstadkomma ett stabilt aktivt urokinaspreparat som lätt kan lagras och som kan tillföras patienterna genom en enkel infusion av en lösning av detta preparat Förfarandet enligt uppfinningen består i att man i lösning omsätter urokinas, företrädesvis ett i förväg renat urokinas, med D heparin, vilken omsättning utföres i sur miljö vid ett pH inom om- rådet l-5, helst vid pH 4,2, och att man avskiljer den bildade fäll- ningen, t.ex. genom centrifugering.

Det renade utgângsurokinaset erhålles t.ex. i form av en lös- ning enligt det anrikningsförfarande som kommer att beskrivas i exemplen. _ Den produkt som erhålles vid reaktionen mellan urokinas och heparin utgöres av ett urokinas-heparinkomplex, varvid uttrycket urokinas avser både rent urokinas och det urokinas som benämnes re- nat urokinas och som hittills funnit terapeutisk användning.

Urokinas-heparinkomplexet förekommer i form av aggregat och dess molekylvikt beror av det använda heparinet och de proteinföro- reningar som, i förekommande fall, åtföljer urokinaset. I dessa kom- plex är heparinaktiviteten försumbar i jämförelse med urokinasaktivi- teten. Heparinet kan i själva verket tack vare det stora antalet sura D funktionella grupper i molekylerna binda ett flertal urokinasmole- ukyler.

Urokinas-heparinkomplexet är lösligt vid pH 7 och utfälles då lösningen surgöres till pH 4.- ' Man kan återvinna beståndsdelarna i komplexet genom nedbrytning i NaCl/Hßl. Man erhåller då en fällning bestående av urokinas, medan heparinet går i lösning. ' Urokinas-heparinkomplexet erhålles i torr form, exempelvis ge- nom frystorkning av lösningarna. Det är stabilt och kan bevaras i denna form utan svårigheter.

Urokinas-heparinkomplexet bibehåller dessutom fullständigt alla de väsentliga egenskaperna, exempelvis farmakologiska och terapeutiska, 10 15 20 ä 50 35 40 3 - 7212220-3 hos urokinas, och ger stabila lösningar i de vanliga infusionsväts- korna, exempelvis 5%-ig isoton glukoslösning eller glukosserum.

Uppfinningens ytterligare karakteristika framgår av följande exempel. I det följande är det underförstått att alla åtgärder före- tas vid omkring 4°C. utom i de fall då en annan temperatur uttryck- ligen anges.

Exempel 1: Framställning av renat urokinas 1000 liter urin uppsamlas över fenol. Den mängd fenol §9m använ- des för detta ändamål är så stor att fenolkoncentrationen är minst 0,5% då hela mängden uppsamlats. Genom tillsats av ättiksyra juste- ras urinets pH till 5,8.

Till blandningen sättes 5 kg "Hyflosupercel" och denna omröres 1 ett dubbelväggigt Grignard-kärl, nerkylt till 4°C, under 5 timmar.

"Hyflosupercel"-pulvret avskiljes genom filtrering i filterpress och man erhåller 17 kg av en massa som innehåller 12 kg vatten.

Till den erhållna massan sättes 960 g kristalliserad natrium- klorid och l7 liter av en buffertlösning med pH'L2, som erhållits genom att 10,8 g dinatriumfosfat och 80 g NaCl lösts per 1000 ml av- mineraliserat vatten. Buffertlösningens konduktivitet är 84.000 mikromno/cm vid 15°c.

Efter 50 min. omröring avskiljes "Hyflosupercel"-pulvret från blandningen genom filtrering på en Büchner-tratt med 200 mm diameter, exempelvis försedd med den filterduk av syntetfiber som marknadsföres under beteckningen "Tergal". Pulvret avskiljes och filtreringen av- slutas med undertrycket 500 mm Hg. Innan pulvret torkat helt tvättas det med 10 liter tvättvätska och den erhållna volymen blir sammanlagt 50 liter. Urokinasaktiviteten i den lösning som erhålles på detta sätt är 4 miljoner GTA-enheter.

Lösningens pH justeras till 4,2 genom tillsats av 5N saltsyra. 15,5 kg ammoniumsulfat tillsättes (450 g/liter lösning) och bland- ningen omröres tills saltet helt upplösts.

Blandningen får stå i 12 timmar. Den fällning som bildas av- skiljes genom centrifugering. För detta ändamål användes en centri- fug av märke Alfa Laval och typ B 1424 F. 60 g fuktig fällning er- hålles och till denna sättes 60 ml glukoslösning med koncentrationen 18 g per liter.

Blandningen dialyseras tills lösningen innehållande urokinas får konduktiviteten 22.000 mikromho/cm. 5 Dialysen påskyndas genom omröring. Den dialyserade lösningen klaras genom centrifugering. Den erhållna lösningens aktivitet är 4 miljoner GTA-enheter urokinas. 10 15 20 25 50 35 40 7212220-3 i i u.

Exklusion av urokinaset med DEAE-cellulosa a) 7,1 g DEAE-cellulosa sättes till den klarade lösningen och pH justeras till 4,5. Efter 50 min. omröring avskiljes DEAE-cellulosan genom filtrering på en Büchner-tratt med 150 mm diameter vid lågt vakuum för att hindra skumbilaning.

DEAE-oellulosan tvättas i två omgångar med en ammoniumsulfat- lösning, vars konduktivitet är 15.000 mikromhqbn och pH 4,5. Den använda volymen vid varje tvättning är lika stor som DEAE-cellulo- sans, omkring 250 ml.

Under filtrering och tvättning är vakuumflaskan nedsänkt i ett isbaa.

Filtratets aktivitet är 4 miljoner CTA-enheter. b) Det erhållna filtratet, med pH 4,5, blandas med 17,2 g DEAE- -cellulosa varefter pH justeras till 6,7.

Konduktiviteten minskas genom utspädning med vatten till 9000 mikronhq/on. Efter 50 min. omröring avskiljes DEAE-cellulosan genom filtrering på en Büchner-tratt av porslin med 150 mm diameter. Under filtreringens gång justeras de erhållna filtratens eller eluatens pH successivt till 5 genom tillsats av 5N svavelsyra.

DEAE-cellulosan tvättas med en ammoniumsulfatlösning med kon- duktiviteten 9000 mikronhqhn och pH 7, tills det erhållna filtratet är ofärgat.

Filtraten och tvättvätskorna förenas och pH justeras till 5.

Urokinasaktiviteten i den erhållna lösningen är 4,4 miljoner CTA- -enheter. 5 Adsorption av urokinas på kaolin och separering genom eluering.

Kaolinet behandlas enligt följande: l kg kaolin tvättas och suspenderas i 5 liter destillerat vatten. Blandningen får stå under 90 min. i en autoklav vid l20°C.

Sedan de fasta partiklarna i suspensionen sjunkit, avskiljes kaolinet som ugnstorkas vid 20000. pH för den tidigare erhållna lösningen, med aktiviteten 4,4 miljoner CTA-enheter, justeras till 6,8 och, efter en tillsats av 65 g kaolin som behandlats enligt ovan, till 6,2. Blandningen om- röres under l timme. Kaolinet avskiljes därefter genom centrifugering i kyla och suspenderas i 0,05M fosfatlösning med pH 6,2.

Efter 50 min. omröring avskiljes kaolinet genom centrifugering.

Dessa 65 g kaolin suspenderas i 500 ml av en lösning, inne- hållande 75 g ammoniumklorid per liter 4% ammoniak, och omröres under 50 min. Kaolinet, som avskilts från lösningen genom centrifugering, elueras på samma sätt ytterligare 2 ggr. I 10 15 20 25 _30 35 40 7212220-3 5 De lösningar som erhållits genom centrifugeringarna förenas och till den erhållna lösningen sättes O,lN svavelsyra, så att pH blir 5,5.

Genom förening av de vid centrifugeringen erhållna lösningarna, erhålles 1400 ml eluat. Eluatets pH justeras till 5,5 genom tillsats av O,lN svavelsyra. Därefter tillsättes 490 g ammoniumsulfat (550 g per liter eluat). Den bildade fällningen avskiljes genom centrifu- gering i kyla, varefter fällningen suspenderas i vatten. Suspen- sionen dialyseras sedan under 18 timmar mot en 0,05 M fosfatbuffert med pH 6,2.

Den erhållna urokínaslösningens aktivitet är 2,8 miljoner CTA-enheter.

Kromatografering av dialysatet i hartskolonn.

Den dialyserade lösningen kromatograferas i en hartskolonn med 4 cm diameter och 60 cm höjd, innehållande AmberliteQ?IRC 50, som tidigare behandlats med en 0,05 M fosfatlösning, buffrad till pH 6,2.

Då eluatet uppsamlats tvättas hartset med buffertlösningen tills en tillsats av 5% triklorättiksyra inte längre ger fällning i de uppsamlade fraktionerna.

För att eluera urokinaset användes en 0,2 M fosfatbuffertlös- ning med pH 8,2, innehållande 75 3 ammoniumklorid per liter lösning.

Eluatet uppsamlas i en fraktionssamlare. Urokinaset i de olika frak- tionerna utfälles med ammoniumsulfat vid pH 5,5, så att 550 g ammo- niumsulfat tillsättes per liter eluat, sålunda l58 g för de 450 ml eluat som erhållits.

Exempel 2: Framställning av urokinas-heparinkomplex Man kan framställa urokinas-heparinkomplex ur en renad och koncentrerad urokinaslösning med följande förfarande.

Till lösningen sättes heparin, exempelvis 50.000 IE per 14 mil- joner CTA-enheter urokinas. pH justeras till 4,2 med 0,5 N fosforsyra.

Lösningen får stå i l timme vid 400 och centrifugeras därefter. Fäll- ningen uppsamlas och blandas med l00 ml natriumklorid, vars koncent- ration är 10 g/liter, per 14 miljoner CTA-enheter urokinas och genom frystorkning erhålles ett vattenfritt urokinas-heparinkomplex.

Eggmpel 5: Framställning av urokinas-heparinkomplex Man utgår från en lösning av renat urokinas, vilket erhållits genom tillämpning av Exempel l. Den totala urokinasaktiviteten är 4,95 miljoner CTA-enheter.

Till denna lösning sättes 50.000 enheter pyrogenfritt heparin, varefter pH justeras till 4,2 genom tillsats av 0,5 N fosforsyra.

Den bildade fällningen får åldras i 30 min., varefter den avskiljes genom centrifugering. g721222o-3, 6 10 15 ao 25 }0 35 Lösningens aktivitet understiger 25 GTA-enheter/ml.

Fällningen löses i 20 ml natriumkloridlösning med koncentra- tionen 50 g/liter, vars pH justerats till 7,3. L Lösningens urokinasaktivitet är 200.000 CTA-enheter/ml, vilket motsvarar en total aktivitet av 4 miljoner CTA-enheter.

Urokinas-heparinkomplexet erhålles i torr form genom frystork- ning av den erhållna lösningen.

Genom att förfara på samma sätt kan man även framställa urokinas- åheparinkomplex ur renat, och i förekommande fall avpyrogenerat, urokinas.

I föregående exempel har bildningen av urokinas-heparinkomplex fått äga rum vid pH 4,2. Detta pH-värde är inte kritiskt. Vid alltför låg surhetsgrad kan emellertid det bildade komplexet lösas i reak- tionslösningen, vilket försvårar separationen. Vid alltför hög sur- hetsgrad finns det risk för att urokinaset bryts ner. Goda resultat erhålles inom pH-intervallet 1-5.

Det bör observeras att de proteiner som ännu åtföljer urokinaset efter reningen även bindes av heparinet. Förhållandet mellan urokinas- aktiviteten och heparinaktiviteten är därför i viss utsträckning be- roende av det använda urokinasets renhetsgrad.

På detta sätt kan man framställa urokinas-heparinkomplex, vars relativa urokinasaktivitet kan vara av storleksordningen 30.000 - l00.000 CTA-enheter per l0O IE heparin. ' Om man utgår från mycket rena substanser, i detta fall ett urokinas med aktiviteten 100.000 CTA-enheter/mg, och heparin med ren- heten 160 IE/mg, kan man konstatera att l mg urokinas bildar komplex med omkring 0,6 mg heparin.

Den specifika aktiviteten i ett sådant urokinas~heparinkomplex är följande: Uttryckt i urokinas: 62.600 GTA-enheter/mg Uttryckt i'heparin: 100 IE/mg.

Som exempel anges här nedan urokinasaktiviteten, uttryckt i CTA-enheter/mg, och heparinaktiviteten, uttryckt i IE/mg (inter- nationella enheter/mg), i de kvantiteter urokinas-heparinkomplex som erhålles genom tillämpningen av förfarandet enligt föreliggande uppfinning. lO 15 7 7212220-3 Tabell I Urokinasaktivitet Heparinaktivitet (CTA-enh./kg) (IE/mg) A 54.800 60,7 B 52.000 27,1 C 50.500 52 D 62.000 72 E 51.500 57 I det följande beskrives vissa egenskaper hos urokinas-hepa- rinkomplexet och vissa typiska exempel på klinisk användning av medlet.

A. Urokinas-henarinkomplexets stabilitet Urokinas-heparinkomplexet är anmärkningsvärt stabilt och kan bevaras under längre perioder. I Tabell II nedan anges resultaten av provningar som utförts med vissa tidsmellanrum på en sats som ur- sprungligen innehållit 48.750 GTA-enh./mg (Obs. mätnoggrannhet: ïl0%).

Tabell ]I _ Tidpunkt för provning Urokinasaktivitet i CTA-enh./kg vid framställningen 48.750 5 veckor efter framställningen 46.875 l månad efter framställningen 50.000 10 veckor efter framställningen 50.000 4 månader efter framställningen 50.000 5 månader efter framställningen 50.000 Dessa resultat visar att urokinas-heparinkomplexet är fullkom- ligt stabilt. Så är ej fallet med urokinas som ej bildat komplex, vilket i frystorkat eller fryst form förlorar 20-50% av sin aktivitet på 24-48 timmar.

Urokinas-heparinkomplexet ger stabila lösningar i vanliga in- fusionsvätskor, exempelvis 5% glukoslösning, vilket framgår av nedan beskrivna jämförande försök.

Man jämför aktivitetens beroende av tiden vid 2200, dels för urokinas-heparinkomplex, dels för urokinas. 7212220-3 8 Urokinas i Urokinas-heparinkom- 5% glukos- För- plex i 5% glukoslös- För- lösn. Mängd lust ning. Mängd urokinas lust .i aim-enn. % i cTA-enh.

Från början 250 i - 500 _ - Efter 2 tim. 175 50 250 16,6 Efter 4 1/2 tim. 180 30 250 16,6 Efter 5 1/2 tim. 175 50 250 16,6 Efter 24 tim. 150 40 250 16,6 Efter 48 tim. l20 52 - 250 16,6 Av resultaten i denna tabell framgår att aktiviteten för uro- kinas-heparinkomplexet i en sådan lösning som använts för infusion snabbt stabiliseras, medan liknande lösningar av enbart urokinas snabbt bryts ner.

B; Farmakologiska egenskaper hos urokinas-heparinkomplex l. Verkan på blodlevrar Enligt den teknik som beskrives av E. Vairel och R. Courbier i "Röle de la paroi artêrielle dans la physiologie de la fibrinolyse" i "Böle de la paroi artêrielle dans l'athêrogênèse", Edit. CNBS, Paris 1967, del II, sid. 561-569, framkallas blodpropp hos 20 hundar i form av intraarteriell trombos. 7 I Efter arteriografisk kontroll behandlas hälften av dessa djur med en lösning av urokinas-heparinkomplex, innehållande 50.000 CTA- -enheter, genom infusion under 90 min., varvid de djur som ej behand- lats tjänar som jämförelse. _ Efter infusionen utföres en arteriografisk kontroll varefter den tilltäppta delen av artären uppskäres.

Hos de behandlade djuren konstateras en fullständig upplösning av proppen som täppt till artären. Hos kontrollgruppen visar däremot arteriografin och dissektionen av artären att blodproppen finns kvar.

C. Kliniska försök 1. Administrationen av urokinas i form av komplex med heparin underlättas särskilt, genom att komplexet är stabilare än icke kom- plexbundet urokinas, i infusionsvätskorna, vilket framgår av resul- taten av följande kliniska försök med urokinas-heparinkomplexprepa- rat, lösta i glukosserum, till patienter med olika cirkulationsbesvär vilka leder till blodpropp. Urokinas-heparinkomplexet administrerades genom intravenös infusion under 24 timmar i doser på 50.000 - 100.000 CTA-enh./timme.

Observationer och erhållna resultat framgår av följande: 10 15 20 25 50 55 40 '7212220-3 Hos en patient som länge lidit av artrit och vars aorta del- vis ersatts av en dacronprotes, ledde behandling i två omgångar, under 8-12 timmar, till upplösning av de proppar som täppt till pro- tesen.

Hos en patient med näthinnetrombos, vilken behandlats genom infusion under l timme med en urokinas-heparinlösning, vilken inne- höll 100.000 GTA-enheter, och under de följande timmarna med 50.000 CTA-enh/timme, konstaterades genom oftalmoskopisk kontroll att tromberna upplösts 8 timmar efter behandlingens påbörjande.

Hos en patient med kritiskt allmäntillstånd hos vilken en flebografisk undersökning avslöjade en allvarlig flegmasia alba dolens i benen, kunde man, efter l8 timmars tillförsel av 50.000 CTA-enh./timme urokínas-heparinkomplex, konstatera ett fullständigt försvinnande av symtomen.

En flebografisk undersökning, efter 48 timmar, kunde fastställa att tromben, som täppt till lårvenen från knäet till bäckenet, hade lösts upp.

Slutsatsen av dessa resultat blir att urokinas-heparinkom- plexet är ett utomordentligt trombolitiskt medel, som på relativt kort tid leder till att ett artär- eller venavsnitt, som täppts till av proppar, öppnas.

I inget av nedan beskrivna fall har urokinas-heparinkomplex- lösningens stabilitet varit sådan, att det varit nödvändigt att till- föra infusionslösningen urokinas under infusionen.

Betydelsen av komplexet enligt uppfinningen ökas ytterligare av att det tolereras väl av organismen, att dess användning inte har återverkningar på koagulationsfraktorerna i det cirkulerande blodet och att det inte ger upphov till blödningar.

Sammanfattning: Inom en grupp om 15 hjärtinfarktpatienter, vilka behandlats med urokinas-heparinkomplex i doser på 75.000 GTA-enh./timme under 24 timmar observerades följande i 14 fall av 15: Ett snabbt försvinnande av smärta och inga nya anginasyndrom.

En ovanligt snabb återgång till fysisk aktivitet, både passiv och aktiv.

Inga dödsfall, inga blödningstillbud, fullkomlig tolerans.

Elektrokardiografisk förändring i överensstämmelse med scinti- grafisk förändring och betydligt snabbare än den som observerats hos en kontrollgrupp av jämförbara patienter, vilka ej behandlats med urokinas.

Som framgår av föregående kliniska observationer utgör urokinas-

Claims (3)

10 15 20 25 50 7212220-3 10 -heparinkomplexet ett fibrinolytiskt och trombolytiskt läkemedel av stort värde för människor och djur. Även om urokinas-heparinkomplexet enligt föregående exempel tillförts intravenöst, kan det även tillföras på andra sätt, exempel- vis genom perfusion in situ, exempelvis intrapleuralt. Doseringen bör anpassas till varje sjukdomsfall. Dosen bör i allmänhet vara 50-150.000 CTA-enn/timme, och helst 50-100.000 CTA- -enh,/timme, under 24 timmar. Heparin-urokinaskomplexet kan tillföras löst i alla de per- fusionsvätskor som accepteras av organismen, vilka är kombinerbara med urokinas och ej utfäller heparinet samt är fria från mineral- salter. Den föredragna perfusionsvätskan utgöres av isoton glukos- lösning (glukosserum). Urokinas-heparinkomplexet är stabilt i denna lösning i alla koncentrationer. Koncentrationen väljes så att ovan angivna doser kan tillföras, utan att den tillförda volymen överstiger de värden som tolereras av organismen. Dessa volymer bör vara sådana att en infusion kan utföras "droppvis". Om perfusionsvätskan,utgöres av isoton glukoslösning, bör koncentrationen väljas så, att den förut- bestämda dosen urokinas-heparinkomplex kan tillföras i omkring 250 ml lösning under 6 timmar, sålunda en koncentration av omkring 300-900.000, och helst 300-600.000 CTA-enheter urokinas per 250 ml. Uppfinningen begränsas ej till de tillämpningar och försök som särskilt beskrivits utan omfattar tvärtom alla varianter. Beträffande det i ovanstående beskrivning förekommande ut- trycket "CTA-enheter" gäller att CTA = normaliserad enhet för uro- kinasaktivitet antagen av Committee on Thrombolytic Agents, National Heart Institute, USA. _ Uppfinningen begränsas ej till de tillämpningar och försök som särskilt beskrivits utan omfattar tvärtom alla varianter. PATENTKRAV l. Förfarande för framställning av urokinas-heparinkomplex, k ä n n e t e c k n a t av att man vid pH 1-5 och i lösning omsätter urokinas, företrädesvis ett i förväg renat urokinas, med heparin och att man avskiljer bildad fällning.

2. Förfarande enligt krav l, urokinaset härrör från urin av mänskligt ursprung.

3. Förfarande enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att man utför omsättningen vid pH 4,2' ANFÖRDA PUBLIKATIONER: US 3 468 760 (195-66) Andra publikationer: Chemical abstracts. k ä nan e t e c k n a t av att 6s<19ó6>, sp. 10857 f.