Способ инактивации вирусов при получении церулоплазмина

Изобретение относится к медицине, а именно к инактивации вирусов при получении донорского фермента церулоплазмина. Предложенный способ включает очистку хроматографией раствора фермента путем промывания ацетатным буферным раствором с последующей элюцией, при этом раствор фермента предварительно обрабатывают сольвент-детергентной смесью и осуществляют двухстадийное промывание предварительно обработанного фермента, иммобилизированного на сульфопропилкатионитном сорбенте, причем, на первой стадии используют ацетатный буферный раствор, содержащий каприлат натрия, хлорид натрия и пропиленгликоль, и на второй стадии используют ацетатный буферный раствор, содержащий хлорид натрия. Изобретение обеспечивает высокую эффективность в удалении и инактивации вирусов, что повышает вирусную безопасность церулоплазмина. 8 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к инактивации вирусов в производстве донорского фермента церулоплазмина, который является медьсодержащим глобулярным белком плазмы крови млекопитающих и может быть использован при производстве ферментных лекарственных препаратов из плазмы крови.

Важной проблемой, которая существует при использовании лекарственных препаратов, полученных из биологического материала, является опасность контаминации вирусами. Известные методы инактивации вирусов, в частности тепловая обработка, не приемлемы к такому биологическому сырью, как глобулярные белки плазмы крови, поскольку приводят к их разрушению и потере ферментной активности.

Наиболее близким является способ инактивации вирусов при получении церулоплазмина, который включает очистку хроматографией раствора фермента, выделенного из исходного сырья церулоплазмина, путем промывания ацетатным буферным раствором и элюции (RU, патент №2087150, кл. А61К 35/16, опубл. 20.08.1997). Для промывания используют 0,05 М ацетатный буферный раствор при рН 5,5-7,0, который содержит 0,07 М хлористого натрия.

Недостатком известного способа является низкий уровень удаления вирусов при получении церулоплазмина, который оставляет его вирусоопасным. Титр после инактивации полуфабриката церулоплазмина, к которому было внесено 6,3 log10 ТЦЛД₅₀/см³ модельного вируса вирусной диареи BVDV, составляет 4,5 log10 ТЦЛД₅₀/см³.

Задачей изобретения является усовершенствование способа инактивации вирусов при получении церулоплазмина, в котором за счет предложенной обработки и условий ее проведения повышается вирусная безопасность церулоплазмина за счет эффективного удаления и инактивации вирусов.

Поставленная задача решается предложенным способом инактивации вирусов при получении церулоплазмина, включающим очистку хроматографией раствора фермента путем промывания ацетатным буферным раствором и элюции, в котором раствор фермента предварительно обрабатывают сольвент-детергентной смесью и осуществляют двухстадийное промывание предварительно обработанного фермента, иммобилизированного на сульфопропилкатионитном сорбенте. Причем на первой стадии используют ацетатный буферный раствор, содержащий каприлат натрия, хлорид натрия и пропиленгликоль, на второй стадии используют ацетатный буферный раствор, содержащий хлорид натрия.

В качестве сольвент-детергентной смеси используют 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 1% мас. три-н-бутилфосфата и 1% мас. полисорбата 80. Такой раствор смешивают с раствором фермента. Смесь фермента с сольвент-детергентной смесью перемешивают в течение 6…9 часов с последующим разбавлением 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, содержащем 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и пропиленгликоль в количестве 0,2 г/л.

Сульфопропилкатионитный сорбент, на котором иммобилизируют обработанный фермент, имеет сорбционную емкость 25-30 мг/см³ и зерна, фракции 100-200 мкм.

Преимущественно на первой стадии промывания используют 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и пропиленгликоль в количестве 0,2 г/л. Промывание проводят объемом, который отвечает 7-ми объемам сорбента. На второй стадии промывания используют 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 0,05 М хлорида натрия. Промывание ведут объемом, который соответствует трем объемам сорбента. На первой и второй стадиях промывание проводят со скоростью 4,5-5 см/мин.

Элюцию осуществляют 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,3 М хлорида натрия.

Экспериментально было установлено, что предварительная сольвент-детергентная обработка раствора фермента, с последующей его иммобилизацией на сульфопропилкатионитном сорбенте и промывкой определенным ацетатным буферным раствором, приводят к повышению эффективности удаления и инактивации вирусов, что обеспечивает вирусную безопасность препарата церулоплазмина.

Способ осуществляется таким образом.

Раствор фермента, полученный из исходного сырья путем растворения фракций IV и осадка Б фракционированием плазмы крови по методу Кона, или полученный после хроматографической очистки, обрабатывают сольвент-детергентной смесью. Эта стадия технологического процесса включает экспозицию фермента раствором, содержащим сольвент и детергент. В качестве сольвента используют три-н-бутилфосфат, детергента - полисорбат 80, октоксинол 10, b-пропиоллактон и другие поверхностно-активные вещества. Смешивание проводят в реакторе. Например, 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержщий 1% мас. три-н-бутилфосфата и 1% мас. полисорбата 80, смешивают с раствором фермента. Смесь перемешивают в течение 6…9 часов при температуре 25°С.

Далее смесь разбавляют 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, содержащим 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и пропиленгликоль в количестве 0,2 г/л. Обработанный таким образом фермент колоночной хроматографией при линейной скорости элюента 2 см/мин иммобилизируют на сульфопропилкатионитном сорбенте, который имеет сорбционную емкость 25…30 мг/см3 и зерна фракции 100-200 мкм с диаметром пор 30 нм. Сорбцию проводят 6…8 часов.

После завершения сорбции осуществляют двухстадийное промывание предварительно обработанного фермента, иммобилизированного на сульфопропилкатионитном сорбенте, со скоростью 4,5…5 см/мин. Процесс промывания занимает 80…120 мин.

На первой стадии промывания используют ацетатный буферный раствор, содержащий каприлат натрия, хлорид натрия и пропиленгликоль. Предпочтительно на первой стадии промывания использовать по составу тот же раствор, что и для разбавления смеси: 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и пропиленгликоль в количестве 0,2 г/л. Промывание ведут объемом, который отвечает 7-ми объемам сорбента.

На второй стадии промывания используют ацетатный буферный раствор, содержащий хлорид натрия 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 0,05 М хлорида натрия. Промывание ведут объемом, который отвечает трем объемам сорбента.

Элюцию осуществляют 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, содержащим 0,3 М хлорида натрия. Процесс элюции длится 50…80 мин. Элюат содержит очищенный церулоплазмин, который собирают в стерильную стеклянную посуду и подают на ультрафильтрацию.

Ниже приведены примеры, которые демонстрируют эффективность способа инактивации вирусов при получении церулоплазмина.

Пример 1

Для демонстрации эффективности удаления и инактивации вирусов предложенным способом использовали модельные вирусы вирусной диареи ВРХ (BVDV). В 1%-ный раствор выделенного из исходного сырья фермента (полуфабриката церулоплазмина) вносили 6,45 log10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса BVDV.

В емкость, содержащую 32 мл 1%-ного раствора выделенного из исходного сырья фермента с вирусом BVDV, добавляют 32 мл сольвент-детергентной смеси: 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 1% мас. три-н-бутилфосфата и 1% мас. полисорбата 80. Смесь перемешивают при температуре 25°С в течение 7 часов при скорости вращения мешалки 80 об/мин. Далее в реактор подают 64 мл раствора, который содержит: 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Обработанный таким образом фермент пропускают через предварительно уравновешенную хроматографическую колонну диаметром 14 мм, содержащую 7 мл сульфопропилкатионитного сорбента, при объемной скорости потока 3 мл/мин (линейная скорость элюента - 2 см/мин). Сорбцию проводят 40 минут. Иммобилизированный на сульфопропилкатионитном сорбенте предварительно обработанный фермент подвергают двухстадийному промыванию. Для этого через колонну пропускают 50 мл 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, содержащего 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Раствор пропускают при объемной скорости 5 мл/мин, в течение 10 минут. Потом промывают 20 мл 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, содержащим 0,05 М хлорида натрия, при объемной скорости 7,5 мл/мин (отвечает линейной скорости - 5 см/мин), в течение 3 минут.

Элюцию осуществляли 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, содержащим 0,3 М хлорида натрия, при скорости потока 3 мл/мин. Процесс элюции длился 10 минут. Элюат в количестве 13 мл собрали в стерильную стеклянную посуду.

Титр инфекционности после инактивации - <1,0 log10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса BVDV.

Пример 2

Для демонстрации эффективности удаления и инактивации вирусов предложенным способом использовали модельные вирусы псевдобешенства (PRV). В 1%-ный раствор фермента, очищенного методом хроматографии, вносили ≥7,33 log10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса PRV.

В емкость, содержащую 32 мл 1%-ного раствора выделенного из исходного сырья фермента с вирусом PRV, добавляют 32 мл сольвент-детергентной смеси: 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 1% мас. три-н-бутилфосфата и 1% мас. полисорбата 80. Смесь перемешивают при температуре 25°С в течение 7 часов при скорости вращения мешалки 80 об/мин. Дальше в реактор подают 64 мл раствора, содержащего: 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Обработанный таким образом фермент пропускают через предварительно уравновешенную хроматографическую колонну диаметром 14 мм, содержащую 7 мл сульфопропилкатионитного сорбента, при объемной скорости потока 3 мл/мин (линейная скорость элюента - 2 см/мин). Сорбцию проводят 40 минут. Иммобилизированный на сульфопропилкатионитном сорбенте предварительно обработанный фермент подвергают двухстадийному промыванию. Для этого через колонну пропускают 50 мл 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, который содержит 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Раствор пропускают при объемной скорости 5 мл/мин, в течение 10 минут. Потом промывают 20 мл 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,05 М хлорида натрия, при объемной скорости 7,5 мл/мин (отвечает линейной скорости - 5 см/мин), в течение 3 минут.

Элюцию осуществляли 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,3 М хлорида натрия, при скорости потока 3 мл/мин. Процесс элюции длился 10 минут. Элюат в количестве 13 мл собрали в стерильную стеклянную посуду.

Титр инфекционности после инактивации составлял <1,0 log10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса PRV.

Пример 3

Для демонстрации эффективности удаления и инактивации вирусов предложенным способом использовали модельные энтеровирусы свиней (PTV-1). В 1%-ный раствор фермента, выделенного из исходного сырья, вносили ≥7,9 log10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса PTV-1.

В емкость, которая содержит 32 мл 1%-ного раствора выделенного из исходного сырья фермента с вирусом PTV-1, добавляют 32 мл сольвент-детергентной смеси: 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, который содержит 1% мас. три-н-бутилфосфата и 1% мас. полисорбата 80. Смесь перемешивают при температуре 25°С в течение 7 часов при скорости вращения мешалки 80 об/мин. Дальше в реактор подают 64 мл раствора, который содержит: 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Обработанный таким образом фермент пропускают через предварительно уравновешенную хроматографическую колонну диаметром 14 мм, которая содержит 7 мл сульфопропилкатионитного сорбента, при объемной скорости потока 3 мл/мин (линейная скорость элюента - 2 см/мин). Сорбцию проводят 40 минут. Иммобилизированный на сульфопропилкатионитном сорбенте предварительно обработанный фермент подвергают двухстадийному промыванию. Для этого через колонну пропускают 50 мл 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, который содержит 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Раствор пропускают при объемной скорости 5 мл/мин, в течение 10 минут. Потом промывают 20 мл 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,05 М хлорида натрия, при объемной скорости 7,5 мл/мин (отвечает линейной скорости - 5 см/мин), в течение 3 минут.

Элюцию осуществляли 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,3 М хлорида натрия, при скорости потока 3 мл/мин. Процесс элюции длился 10 минут. Элюат в количестве 13 мл собрали в стерильную стеклянную посуду.

Титр инфекционности вируса PTV-1 после инактивации составлял 1,6 log10 ТЦЛД₅₀/см³.

Пример 4

Для демонстрации эффективности удаления и инактивации вирусов предложенным способом использовали модельные аденовирусы типа 4 (Ad4). В 1%-ный раствор выделенного из исходного сырья фермента вносили ≥7,0 log10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса Ad4.

В емкость, которая содержит 32 мл 1%-ного раствора выделенного из исходного сырья фермента с вирусом Ad4, добавляют 32 мл сольвент-детергентной смеси: 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, который содержит 1% мас. три-н-бутилфосфата и 1% мас. полисорбата 80. Смесь перемешивают при температуре 25°С в течение 7 часов при скорости вращения мешалки 80 об/мин. Дальше в реактор подают 64 мл раствора, который содержит: 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Обработанный таким образом фермент пропускают через предварительно уравновешенную хроматографическую колонну диаметром 14 мм, которая содержит 7 мл сульфопропилкатионитного сорбента, при объемной скорости потока 3 мл/мин (линейная скорость элюента - 2 см/мин). Сорбцию проводят 40 минут. Иммобилизированный на сульфопропилкатионитном сорбенте предварительно обработанный фермент подвергают двухстадийному промыванию. Для этого через колонну пропускают 50 мл 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, который содержит 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Раствор пропускают при объемной скорости 5 мл/мин, в течение 10 минут. Потом промывают 20 мл 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,05 М хлорида натрия, при объемной скорости 7,5 мл/мин (отвечает линейной скорости - 5 см/мин), в течение 3 минут.

Элюцию осуществляли 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,3 М хлорида натрия, при скорости потока 3 мл/мин. Процесс элюции длился 10 минут. Элюат в количестве 13,5 мл собрали в стерильную стеклянную посуду.

Титр инфекционности после инактивации составлял ≤4,05 log10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса Ad4.

Пример 5

Для демонстрации эффективности удаления и инактивации вирусов предложенным способом использовали модельные вирусы гепатита утят (DHV-1). В 1%-ный раствор фермента вносили 3,0×10⁶ ЕЛД₅₀/см³ вируса DHV-1.

В емкость, которая содержит 32 мл 1%-ного раствора выделенного из исходного сырья фермента с вирусом DHV-1, добавляют 32 мл сольвент-детергентной смеси: 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, который содержит 1% мас. три-н-бутилфосфата и 1% мас. полисорбата 80. Смесь перемешивают при температуре 25°С в течение 7 часов при скорости вращения мешалки 80 об/мин. Дальше в реактор подают 64 мл раствора, который содержит: 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Обработанный таким образом фермент пропускают через предварительно уравновешенную хроматографическую колонну диаметром 14 мм, которая содержит 7 мл сульфопропилкатионитного сорбента, при объемной скорости потока 3 мл/мин (линейная скорость элюента - 2 см/мин). Сорбцию проводят 40 минут. Иммобилизированный на сульфопропилкатионитном сорбенте предварительно обработанный фермент подвергают двухстадийному промыванию. Для этого через колонну пропускают 50 мл 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, который содержит 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Раствор пропускают при объемной скорости 5 мл/мин, в течение 10 минут. Потом промывают 20 мл 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,05 М хлорида натрия, при объемной скорости 7,5 мл/мин (отвечает линейной скорости - 5 см/мин), в течение 3 минут.

Элюцию осуществляли 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,3 М хлорида натрия, при скорости потока 3 мл/мин. Процесс элюции длился 10 минут. Элюат в количестве 13,2 мл собрали в стерильную стеклянную посуду.

Титр инфекционности после инактивации составлял 1,0×102 ЕЛД₅₀/см³ вируса DHV-1.

Пример 6

Для демонстрации эффективности удаления и инактивации вирусов предложенным способом использовали модельные вирусы иммунодефицита человека 1 (ВИЧ 1). В 1%-ный раствор выделенного из исходного сырья фермента вносили 6,5 log 10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса ВИЧ 1.

В емкость, которая содержит 32 мл 1%-ного раствора выделенного из исходного сырья фермента с вирусом ВИЧ 1, добавляют 32 мл сольвент-детергентной смеси: 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5, 8, который содержит 1% мас. три-н-бутилфосфата и 1% мас. полисорбата 80. Смесь перемешивают при температуре 25°С в течение 7 часов при скорости вращения мешалки 80 об/мин. Дальше в реактор подают 64 мл раствора, который содержит: 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Обработанный таким образом фермент пропускают через предварительно уравновешенную хроматографическую колонну диаметром 14 мм, которая содержит 7 мл сульфопропилкатионитного сорбента, при объемной скорости потока 3 мл/мин (линейная скорость элюента - 2 см/мин). Сорбцию проводят 40 минут. Иммобилизированный на сульфопропилкатионитном сорбенте предварительно обработанный фермент подвергают двухстадийному промыванию. Для этого через колонну пропускают 50 мл 0,1 М ацетатного буферного раствора при рН 5,8, который содержит 1% мас. каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и 0,2 г/л пропиленгликоля. Раствор пропускают при объемной скорости 5 мл/мин, в течение 10 минут. Потом промывают 20 мл 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,05 М хлорида натрия, при объемной скорости 7,5 мл/мин (отвечает линейной скорости - 5 см/мин), в течение 3 минут.

Элюцию осуществляли 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,3 М хлорида натрия, при скорости потока 3 мл/мин. Процесс элюции длился 10 минут. Элюат в количестве 13,2 мл собрали в стерильную стеклянную посуду.

Титр инфекционности после инактивации - <1,0 log 10 ТЦЛД₅₀/см³ вируса ВИЧ 1.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает высокую эффективность в удалении и инактивации вирусов, что повышает вирусную безопасность церулоплазмина.

1. Способ инактивации вирусов при получении церулоплазмина, включающий очистку хроматографией раствора фермента путем промывания ацетатным буферным раствором с последующей элюцией, отличающийся тем, что раствор фермента предварительно обрабатывают сольвент-детергентной смесью и осуществляют двухстадийное промывание предварительно обработанного фермента, иммобилизированного на сульфопропилкатионитном сорбенте, причем на первой стадии используют ацетатный буферный раствор, содержащий каприлат натрия, хлорид натрия и пропиленгликоль, и на второй стадии используют ацетатный буферный раствор, содержащий хлорид натрия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сольвент-детергентной смеси используют 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5, 8, содержащий 1 мас.% три-н-бутилфосфата и 1 мас.% полисорбата 80, который смешивают с раствором фермента, и обработку ведут путем перемешивания смеси в течение 6-9 ч со следующим разбавлением 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, содержащим 1 мас.% каприлат натрия, 0,05 М хлорида натрия и пропиленгликоль в концентрации 0,2 г/л.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сульфопропилкатионитный сорбент имеет зерна фракции 100-200 мкм с диаметром пор 30 нм и сорбционную емкость 25-30 мг/см³.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии промывания используют 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 1 мас.% каприлата натрия, 0,05 М хлорида натрия и пропиленгликоль в количестве 0,2 г/л.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что на второй стадии промывания используют 0,1 М ацетатный буферный раствор при рН 5,8, содержащий 0,05 М хлорида натрия.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что промывание на первой стадии проводят объемом, равным 7-ми объемам сорбента.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что на второй стадии промывание ведут объемом, который отвечает трем объемам сорбента.

8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что на первой и второй стадиях промывание ведут со скоростью 4,5-5 см/мин.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что элюцию осуществляют 0,1 М ацетатным буферным раствором при рН 5,8, который содержит 0,3 М хлорида натрия.