¿Cuál es el propósito de la eliminación de endotoxinas?
La endotoxina es un contaminante común de productos médicos que deriva de bacterias. La presencia de endotoxina puede provenir de componentes intrínsecos del proceso de fabricación o de la contaminación accidental del producto. La endotoxina puede causar shock endotoxico, o séptico, lesiones tisulares e incluso la muerte. Por lo tanto, la eliminación de endotoxinas antes de aprobar el fármaco para la liberación es necesaria para evitar causar enfermedades en el receptor de un fármaco.
La contaminación de endotoxina ocurre cuando un cierto grupo de bacterias, llamado bacterias gram negativas, están presentes o han estado presentes en el proceso de fabricación. Con las bacterias generalmente divididas en dos grupos, las bacterias Gram negativas y Gram positivas, Gram negativas, son extremadamente comunes. La designación gram negativa deriva de la aparición de la bacteria después de un proceso de tinción específico, llamado tinción de gram, se ha realizado. La endotoxina está presente en todas las bacterias Gram negativas, independientemente de si causan enfermedad.
La parte ER de una bacteria gram negativa contiene lipopolisacáridos (LPS) que se utilizan para la estabilidad estructural. La endotoxina se refiere a esta parte de LPS de la bacteria. Por ejemplo, una célula E. coli contiene aproximadamente 2 millones de moléculas LPS. LPS no solo está presente en las células de bacterias vidas o muertas, sino que también se liberan continuamente al medio ambiente. La liberación ocurre durante el crecimiento y la división de la bacteria y cuando la célula muere.
La molécula LPS tiene un efecto indirectamente perjudicial en el cuerpo. La endotoxina interactúa con el sistema inmune a través de la unión con las células en la sangre llamados macrófagos y monocitos. Esta unión causa una respuesta inflamatoria por factores libresas como la interleucina-6, la interleucina-1 y el factor de necrosis tumoral. Esta respuesta inflamatoria conduce a la fiebre y, a veces, el shock endotoxico y la muerte.
Estos efectos peligrosos ocurren con una sola HDosis de IgH de endotoxina o con niveles más bajos repetidos de exposición. Una dosis de 1 nanograma de LPS por mililitro de producto puede invocar una reacción endototóxica en mamíferos cuando el producto se inyecta por vía intravenosa. Las personas con enfermedades como el SIDA, la leucemia o la diabetes están especialmente en riesgo de shock endotoxico.
Las bacterias Gram negativas genéticamente modificadas se usan regularmente en la producción de proteínas y péptidos biológicamente activos. La presencia de las moléculas de LPS en las células productoras y el cultivo circundante significa que el producto requiere purificación y eliminación de endotoxinas. El lipopolisacárido es una molécula muy estable en comparación con las proteínas, resistiendo el pH y las temperaturas extremas, por lo que la eliminación de endotoxinas requiere técnicas de eliminación de complejos. Los fabricantes, por lo tanto, utilizan métodos como cromatografía de intercambio iónico, ultrafiltración y cromatografía basada en membrana para la eliminación o reducción de endotoxinas a un nivel aceptable.