Quel est le but de l'élimination des endotoxines?

Les endotoxines sont un contaminant commun des produits médicaux dérivés des bactéries. La présence d'endotoxines peut provenir de composants intrinsèques du processus de fabrication ou d'une contamination accidentelle du produit. Les endotoxines peuvent provoquer un choc endotoxique - ou septique -, des lésions des tissus et même la mort. L'élimination des endotoxines avant l'approbation du médicament pour sa libération est donc nécessaire pour éviter de provoquer une maladie chez le receveur d'un médicament.

La contamination par endotoxines se produit lorsqu'un certain groupe de bactéries, appelées bactéries Gram négatives, est présent ou a été présent dans le processus de fabrication. Avec les bactéries généralement divisées en deux groupes, Gram négatif et Gram positif, les bactéries Gram négatives sont extrêmement courantes. La désignation Gram négatif découle de l’apparition de la bactérie après la réalisation d’un processus de coloration spécifique, appelé coloration de Gram. Les endotoxines sont présentes dans toutes les bactéries à Gram négatif, qu'elles causent ou non une maladie.

La partie externe d'une bactérie Gram négatif contient des lipopolysaccharides (LPS) utilisés pour la stabilité structurelle. Endotoxine fait référence à cette partie de la bactérie LPS. Par exemple, une cellule de E. coli contient environ 2 millions de molécules de LPS. Les LPS ne sont pas seulement présents dans les cellules de bactéries vivantes ou mortes, mais sont également rejetés en permanence dans l'environnement. La libération se produit pendant la croissance et la division de la bactérie et lorsque la cellule meurt.

La molécule de LPS a un effet délétère indirect sur le corps. L'endotoxine interagit avec le système immunitaire en se liant à des cellules du sang appelées macrophages et monocytes. Cette liaison provoque une réponse inflammatoire en libérant des facteurs tels que l'interleukine-6, l'interleukine-1 et le facteur de nécrose tumorale. Cette réponse inflammatoire entraîne de la fièvre et parfois un choc endotoxique et la mort.

Ces effets dangereux se manifestent soit avec une seule dose élevée d’endotoxine, soit avec une exposition répétée à des niveaux inférieurs. Une dose de 1 nanogramme de LPS par millilitre de produit peut déclencher une réaction endotoxique chez les mammifères lorsque le produit est injecté par voie intraveineuse. Les personnes atteintes de maladies telles que le sida, la leucémie ou le diabète sont particulièrement exposées au risque de choc endotoxique.

Des bactéries à Gram négatif génétiquement modifiées sont régulièrement utilisées dans la production de protéines et de peptides biologiquement actifs. La présence des molécules de LPS dans les cellules productrices et dans la culture environnante signifie que le produit nécessite une purification et une élimination de l'endotoxine. Le lipopolysaccharide est une molécule très stable comparée aux protéines, résistant aux pH et températures extrêmes. L'élimination des endotoxines nécessite donc des techniques d'élimination complexes. Les fabricants utilisent donc des méthodes telles que la chromatographie par échange d’ions, l’ultrafiltration et la chromatographie sur membrane pour éliminer ou réduire les endotoxines à un niveau acceptable.