Jaký je účel odstranění endotoxinu?

Endotoxin je běžný kontaminanta zdravotnických přípravků, které pocházejí z bakterií. Přítomnost endotoxinu může pocházet z vnitřních složek výrobního procesu nebo z náhodné kontaminace produktu. Endotoxin může způsobit endotoxický - nebo septický - šok, poškození tkáně a dokonce i smrt. Odstranění endotoxinu před schválením léčiva pro uvolnění je proto nezbytné, aby se zabránilo způsobu způsobující nemoci u příjemce léčiva. U bakterií obecně rozdělených do dvou skupin, gram negativních a gram pozitivních, gram negativní bakterie jsou velmi běžné. Gram negativní označení pochází z výskytu bakterií po provedení specifického procesu zbarvení, zvaného gram skvrny. Endotoxin je přítomen ve všech gramových negativních bakteriích, bez ohledu na to, zda způsobují nemoc.

OutER část gram negativní bakterie obsahuje lipopolysacharidy (LPS), které se používají pro strukturální stabilitu. Endotoxin odkazuje na tuto LPS část bakterie. Například buňka E. coli obsahuje asi 2 miliony LPS molekul. LPS není přítomen pouze v buňkách živých nebo mrtvých bakterií, ale také se neustále uvolňuje do životního prostředí. K uvolnění dochází během růstu a dělení bakterie a když buňka zemře.

Molekula LPS má nepřímo škodlivý účinek na tělo. Endotoxin interaguje s imunitním systémem vazbou s buňkami v krvi zvané makrofágy a monocyty. Tato vazba způsobuje zánětlivou odpověď uvolňováním faktorů, jako je interleukin-6, interleukin-1 a faktor nekrózy nádoru. Tato zánětlivá odpověď vede k horečce a někdy k endotoxickému šoku a smrti.

Tyto nebezpečné účinky se vyskytují buď u jediného hdávka endotoxinu nebo s opakovanými nižšími hladinami expozice. Dávka 1 nanogram LPS na mililitr produktu může vyvolat endotoxickou reakci u savců, když je produkt injikován intravenózně. Lidé s nemocemi, jako jsou AIDS, leukémie nebo diabetes, jsou zvláště ohroženi endotoxickým šokem.

Geneticky upravené gram negativní bakterie se pravidelně používají při produkci biologicky aktivních proteinů a peptidů. Přítomnost molekul LPS v produkčních buňkách i okolní kultuře znamená, že produkt vyžaduje čištění a odstranění endotoxinu. Lipopolysacharid je velmi stabilní molekula ve srovnání s proteiny, odolává extrémnímu pH a teplotám, takže odstranění endotoxinu vyžaduje komplexní techniky odstranění. Výrobci proto používají metody, jako je chromatografie s iontoměničkou, ultrafiltrací a chromatografií na bázi membrány pro odstranění nebo redukci endotoxinu na přijatelnou úroveň.