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JP6967972B2 - 腹膜透析用のグルコースポリマーを得るための原料として使用されるデンプンを浄化する最適化された方法 - Google Patents
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JP6967972B2 - 腹膜透析用のグルコースポリマーを得るための原料として使用されるデンプンを浄化する最適化された方法 - Google Patents

腹膜透析用のグルコースポリマーを得るための原料として使用されるデンプンを浄化する最適化された方法 Download PDF

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Description

本発明は、グルコースポリマー、さらに詳しくは医療分野用のグルコースポリマー、さらに詳しくは腹膜透析のグルコースポリマーを生成するサーキットにおいて使用されるデンプンを浄化するための最適化された方法の開発に関する。
本出願会社は、グルコースポリマー生成サーキットにおいて発生する恐れがあり、かつヒトの健康に非常に有害な、可能性のある炎症性反応の原因である、微生物由来の汚染の危険性に関して知られる分野においてその発明を開発することを選択した。
健康安全性のアプローチの文脈において、すべての適切な技術的手段によって、特に:
− 有効に同定し、かつ汚染物質をアッセイする方法の定義、
− 適切な精製デバイス及び技術をセットアップすることによる、安全な製造サーキットの定義、
によって、生細胞の形態と壊死組織片の形態の両方で生物由来の汚染がないことを保証することは重要である。
腹膜透析の場合には、純度の最も厳しい条件下で一定数の成分を調製しなければならない。
これは、腹膜透析が、その目的が、腎臓がうまく血漿から浄化除去を行うことができない、又はもはやできない、尿素、クレアチニン、過剰なカリウム又は余分な水などの老廃物を除去することを目的とするタイプの透析であるためである。この医療処置は、末期慢性腎不全の場合に指示される。
最も一般的に使用される透析液は、
− 電解質(ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、塩素)、かつ最も重要なことには、
− 浸透圧剤、主にグルコースポリマー、例えばBAXTERから販売されている携帯式腹膜透析溶液EXTRANEAL(登録商標)中に存在する「イコデキストリン」など、
が添加された、酸性pH(5.2〜5.5)又は生理学的pH(7.4)の緩衝液(乳酸又は重炭酸)で構成される。
連続携帯式腹膜透析用のグルコースポリマーを使用する、より詳細なこの分野において、これらのデンプン水解物(グルコースと、グルコースオリゴマーと、ポリマーとの混合物)をそのまま使用することができないことはかなり早期に明らかとなった。
欧州特許第207676号明細書には、重量平均分子量(Mw)5000〜100000ダルトン及び数平均分子量(Mn)8000ダルトン未満を有する、水中で10%の透明かつ無色のグルコースポリマー形成溶液が好ましいことが教示されている。
かかるグルコースポリマーは好ましくは、その分子量が5000〜50000ダルトンであるグルコースポリマーを少なくとも80%含み、かつDP3以下(分子量504以下)のグルコース又はグルコースポリマーをほとんど、又は全く含まず、かつ100000(DP約600)を超える分子量のグルコースポリマーをほとんど、又は全く含まない。
すなわち、好ましいグルコースポリマーは、低い多分散性指数(Mw/Mn比の計算によって得られる値)を有するグルコースポリマーである。
デンプン水解物から低多分散性指数のこれらのグルコースポリマーを得るための、欧州特許第207676号明細書に提示されている方法は:
− 水混和性溶媒によって、マルトデキストリンの分別沈殿を行うこと、又は
− 適切なカットオフ又は排除閾値を有する様々な膜を通して、この同じマルトデキストリンの分子濾過を行うこと、
のいずれかにある。
2つの場合において、これらの方法は、超高分子量ポリマーと低分子量モノマー又はオリゴマーの両方の除去を目的とする。
しかしながら、これらの方法は、その実現の観点から、かつ得ることが可能となる生成物の収量及び品質の観点の両方から、満足の行くものではない。
好ましくはMn8000ダルトン未満及びMw12000〜20000ダルトンを有する、優先的には2.5未満の低多分散性指数の完全に水溶性のグルコースポリマーを製造する方法であって、先行技術の欠点がない方法を開発するために、本出願会社は、マルトデキストリンからではなく、加水分解デンプンから出発することによって、欧州特許第667356号明細書におけるこの問題を解決しようと努めた。
クロマトグラフ分別によって得られるグルコースポリマーは好ましくは、グルコース及びDP3以下のグルコースポリマーを3%未満、600を超えるDPを有するグルコースポリマーを0.5%未満含有する。
汚染のリスク
しかしながら、腹膜透析用の調製物の微生物汚染のリスクがあることは留意すべきである。
実際に、グルコースポリマー製造サーキットは、微生物で、又は前記微生物に含有される炎症誘発性物質で、汚染され得ることが知られている。
グルコースポリマーを製造する方法がデンプンから出発する場合には、デンプン製造において、トウモロコシ(又はコムギ)デンプンの汚染は、酵母、カビ、及び細菌タイプの微生物、さらに詳しくはアリシクロバチルス・アシドテレストリス(Alicyclobacillus acidocaldarius)タイプの好酸好熱性細菌(サーキットの熱い、かつ酸性の領域で発生する好極限性細菌)が原因であると従来から記述されている。
これらの汚染されたグルコースポリマーを受け入れる患者の主なリスクは腹膜炎である。
腹膜炎のこれらの発症は、腹腔内細菌感染によって引き起こされ、その診断は通常、陽性の透析液培養物によって容易に証明される。
無菌的、化学的又は培養陰性腹膜炎として記載される「無菌性髄膜炎」は、その一部が、化学的刺激物又は異物によって一般に生じる。
腹膜透析溶液の調製のためのイコデキストリンの導入以来、無菌性腹膜炎の孤立した症例が報告されており、様々な原因、特に潜在的に存在する炎症誘発性物質による誘発と関連している可能性がある。
したがって、無菌性炎症性エピソードは、透析溶液の注入後に確認される主要な合併症である。
これらの炎症性エピソードの一部は化学的性質の問題(化学汚染物質の偶発的注入又は特定の化合物の間違った投与)に関連しているが、症例の大部分は、透析溶液の調製に使用される溶液中に存在する、微生物由来の汚染物質の存在と直接関連している。
リポ多糖(LPS)及びペプチドグリカン(PGN)は、それが微量で存在する場合でさえ、炎症の引き金となる高いリスクを有する、微生物由来の主な汚染物質である。
さらに、本出願会社の功績となるように、まだ生理活性である、その最小構造がムラミールジペプチド(MDP)である、PGN解重合生成物などのこれらの汚染物質によって誘発される炎症反応を悪化させ得る分子の存在も考慮に入れられる。
PGN解重合生成物に加えて、その原型がf−MLP(ホルミル−Met−Leu−Pheトリペプチド)であるホルミル化微生物ペプチドも、実質的な相乗効果的活性を有する。本来、これらのペプチドは、白血球に対するその化学誘引活性に関して同定されるが、それ自体でサイトカイン応答を誘発する能力はない。
したがって、それらが微量のPGN及び/又はLPSの作用を悪化させることによって、間接的に無菌炎症性エピソードの原因となり得ることから、これらの「小分子」を見落とさないようにすることは重要である。
前記汚染物質を有効に同定し、かつアッセイする方法の定義
したがって、本出願会社は、先行技術において利用可能な方法よりも有効な検出及びアッセイ方法の開発にそれ自体を適用する。
過去数年にわたって、炎症反応試験において動物モデルの代わりに、一次細胞を用いた多くの試験が開発されている。
しかしながら、これらの生体内(in vitro)モデルは、かなりの個体間の変動を受けやすく、実験の偏りの原因となり得る。
逆に、単球細胞系は一貫した応答を与えるため、現在開発されている試験において、どうして培養にこのタイプの細胞がますます使用されるようになっているのかの説明がつく。しかしながら、これらの試験は、溶液中の混合物として存在するすべての汚染物質に対して全体的な炎症反応を与えるという欠点を有し、結果的に、汚染物質の性質を特徴付けることは不可能となる。
その増悪した炎症反応は:
− TNF−α(腫瘍壊死因子α)、
− IL−1β(インターロイキン1β)及び
− ケモカイン、例えばCCL5(ケモカイン(C−Cモチーフ)リガンド5)/ランテス(RANTES)(Regulated upon Activation,Normal T−cell Expressed and Secreted)、
などの炎症の急性期サイトカインに関しては目に見えるが、IL−6(インターロイキン
6)に関しては目に見えない、又はほとんど目に見えないことに留意することも重要である。
したがって、IL−6(米国特許出願公開第2009/0239819号明細書及び米国特許出願公開第2007/0184496号明細書)の産生に基づく方法は、溶液中の混合物として汚染物質を検出するのに適していない。
したがって、国際公開第2012/143647号パンフレットにおいて、文献で現在使用された、かつ/又は記載の手順の感度の閾値未満の炎症誘発性作用を有する微生物汚染物質を検出するための感度の良い、かつ有効な方法を開発し、続いて、製造サーキットから生じるバッチにおいて微量に存在する炎症誘発性分子ファミリー、又はさらにはその性質を同定することが、本出願会社の功績であった。
個々の精製工程の有効性の決定
次いで、本出願会社は、腹膜透析用のグルコースポリマーに対して行われる主要な精製工程をより良く定義するよう努めた。
この目的のために、国際公開第2012/143647号パンフレットに示されるように、単球細胞系に基づく検出及びアッセイ方法を使用することによって、主要な個々の精製工程の確認にそれ自体を適用した。
したがって、国際公開第2013/178931号パンフレットにおいて、本出願会社は、腹膜透析用のグルコースポリマーで行われる以下の個々の工程:
− 熱処理、
− 酸性化、
− 活性炭の通過、
− 吸着、限外濾過又は濾過樹脂の通過、
− 化学的又は酵素的加水分解
の有効性を分析した。
次いで、まだ審査されていない最近の特許出願において、本出願会社は、注意深く選択され、かつ順序付けられた、いくつかの浄化工程の組み合わせを定義しようと努め、かつ汚染の性質に関係なく、製造法から生じるグルコースポリマー中に存在する可能性のある、すべての炎症性分子の除去におけるその有効性について定義しようと努めた。したがって、本発明の方法は、腹膜透析用のグルコースポリマーで行われる、以下の工程:
− 洗浄性及び浄化性を有する酵素製剤で処理する工程と、
− 超高吸着能力及び「マイクロ孔質」多孔度を有する製薬グレードの活性炭で処理する工程と、
− 任意選択的に、「メソ孔質」多孔度を有する第2活性炭で処理する工程と、
− 100オングストロームを超える多孔度を有するマクロ孔質吸着剤ポリマー樹脂に通す工程と、
− 5kDa連続的限外濾過を行う工程と、
の組み合わせに関する。
この作業によって、潜在的なすべての汚染物質から安全に、腹膜透析用のグルコースポリマーを製造することができる最良の組み合わせを定義することが可能となるが、腹膜透析用のグルコースポリマーを製造するサーキットの潜在的汚染物質の実際の原因を浄化するための、つまり、前記グルコースポリマーを製造するサーキット内に入る、蝋質トウモロコシデンプン及び粗製デンプン水解物を浄化するための最適化された方法の上流の開発の必要性は未だ対処されていない。
実際に、酵母、カビ、又は細菌タイプの微生物からの壊死組織片によって自然に汚染されている蝋質トウモロコシデンプンを有効に処理することができる方法を提供することによって、そこから生じるグルコースポリマーのその後の任意の処理を簡略化することが可能となるだろう。
粗生成物に対する発生元でのかかる浄化処理によって、グルコースポリマー製造サーキットを汚染する可能性がある汚染物質の負担が有効に低減され、その結果、安全性に寄与し、腹膜透析用生成物の精製の程度に関して製薬産業の必要条件を満たすことが可能となる。
したがって、本発明は、汚染物質の性質に関係なく、腹膜透析用グルコースポリマーの製造に原料として使用されるデンプン及びデンプン水解物中に存在する可能性のあるすべての炎症性分子の除去に有効であると判明している、注意深く選択され、かつ順序付けられた、いくつかの浄化工程の組み合わせを提供する。
腹膜透析用のグルコースポリマーの製造に原料として使用されるデンプンを浄化するための、本発明による方法であって、以下の工程:
− 蝋質トウモロコシデンプンを準備する工程と、
− 約5〜約6、特に約5.5のpHのプロセス水中に乾燥物20〜40%の濃度で蝋質デンプンを懸濁する工程と、
− 濃度100〜500ppm、好ましくは300ppmの過酢酸の溶液でデンプンの懸濁液を処理する工程と、
− デンプンから余分な水を除去し、次いで約5〜約6、特に約5.5のpHに調整された脱イオン水中に、乾燥物20〜40%の濃度で溶解する工程と、
− その温度を約100℃〜110℃、好ましくは約107℃に上昇させ、次いでα−アミラーゼを約10〜20分間、好ましくは約15分間添加する工程と、
− 任意選択的に、洗浄性及び浄化性を有する酵素製剤で処理する工程と、
− 珪藻床を通して懸濁液を濾過する工程と、
− 超高吸着能力及び「マイクロ孔質」多孔度を有する製薬グレードの活性炭で処理する工程と、
− 「メソ孔質」多孔度を有する第2活性炭で処理する工程と、
− 任意選択的に、100オングストロームを超える多孔度を有するマクロ孔質吸着剤ポリマー樹脂に通す工程と、
− 任意選択的に、5kDa連続的限外濾過にかける工程と、
− 多孔度0.22μmの滅菌フィルターに通して安全な濾過を行う工程と、
を含む、方法。
この方法の工程は、それらが示される順序で行われる。
好ましい実施形態において、任意の工程を含む、この方法のすべての工程が行われる。
本発明の文脈において:
− 「プロセス水」とは、そこで再循環される湿潤デンプン製造サーキットにおいて使用される水のすべて又は一部を意味し(特に、ファイルアドレス///J:/CDNA10994FRC_001.pdfにてインターネットで入手可能な、Bilan energetique des industries de transformatio
n des cereales dans la CEEの文書[Energy balance of the cereal processing industries
in the EEC]のダイアグラム5参照);
− 「洗浄性及び浄化性を有する酵素製剤」とは、Novozymes社によって販売されているMannaway(登録商標)などのマンナナーゼ型の酵素活性を意味し;
− 「超高吸着能力及び「マイクロ孔質」多孔度を有する製薬グレードの活性炭」とは、Norit C Extra USP活性炭に等しい多孔度を有する活性炭を意味し;
− 「「メソ孔質」多孔度を有する活性炭」とは、ENO−PC活性炭に等しい多孔度を有する活性炭を意味し;
− 「100オングストロームを超える多孔度を有するマクロ孔質吸着剤ポリマー樹脂」とは、DOWEX OPTIDORE SD2タイプの樹脂を意味する。
− 「約」とは、その値の±10%、好ましくは±5%を意味する。例えば、約100は、90〜110、好ましくは95〜105を意味する。これは、正確な値も意味する。
炎症誘発性汚染物質は、細菌由来の上記のすべての分子である。
それらは、特に:
− PGN、
− LPS、
− リポペプチド、
− PGN解重合生成物、特にMDP、
− ホルミル化微生物ペプチド、例えばf−MLP、
− β−グルカン、
等であり得る。
ヒトにおいて治療上使用するためのグルコースポリマー(例えば、腹膜透析溶液)を調製する方法の浄化工程の有効性をモニターするために、本発明の文脈において使用される生体内炎症反応を測定する方法は、単球/マクロファージ型の系統(THP−1、及び/又はRaw−Blue(商標))及び特異的天然免疫受容体を発現するトランスフェクト細胞系(HEK−Blue(商標))を使用した細胞試験(「バイオアッセイ」)に基づき、その細胞試験は、本出願会社によって市販の細胞系から開発され、その先行特許出願に詳述されている。
したがって、好ましくは5つの細胞系が使用される:
− Raw−Blue(商標)細胞系:マウスマクロファージに由来するこの細胞系は、グルコースポリマーマトリックス及び誘導体(PGN、リポペプチド、LPS、ザイモサン、LTA)中に存在し得る炎症誘発性汚染物質の大部分に応答する。したがって、それを使用することによって、試料中に存在する炎症誘発性分子の全体的なロードを推定することが可能となる。
− HEK−Blue(商標)hTLR2細胞系:hTLR2受容体を発現するこの細胞系は、TLR2アゴニスト(特にPGN及びリポペプチド)に特異的に応答する。したがって、それを使用することによって、炎症反応のトリガーにおけるこれらの汚染物質のレベルを決定することが可能となる。
− HEK−Blue(商標)hTLR4細胞系:hTLR4受容体を発現するこの細胞系は、LPSに特異的に応答する。したがって、それを使用することによって、炎症反応のトリガーにおけるこれらの汚染物質のレベルを決定することが可能となる。
− HEK−Blue(商標)hNOD2細胞系:hNOD2受容体を発現するこの細胞系は、NOD2アゴニストに特異的に応答する。したがって、それを使用することによって、炎症反応のトリガーにおけるMDP及び関連する分子のレベルを決定することが可能となる。
− HEK−Blue(商標)Null2細胞系:これは、免疫受容体がトランスフェクトされていないコントロール細胞系である。この使用は、グルコースポリマー又はその水解物の溶液が毒性メカニズムを介してSEAP産生を誘発しないことを立証するために必要である。
しかしながら、当業者は、他の市販の細胞系(IMGENEX)を使用してもよいし、又はそれらを製造してもよいことは留意されたい。
好ましい一実施形態において、細胞系は、0.5及び1×10細胞/ml(培地)の密度で使用され、グルコースポリマー又はその水解物の調製物と細胞との接触は約16〜24時間続けられる。
用量反応曲線を用いて、汚染物質を定量化することができる。この用量反応曲線は特に、同じ細胞を用いて同じ条件下にて、汚染物質の用量を増加しながら作製され得る。用量反応曲線は詳細には、LPS、PGN、リポペプチド及びMDP標準を用いて作製される。
好ましくは、かかる用量反応曲線は、TLR4を発現する細胞(例えば、THP−1、HEK−Blue(商標)hTLR4及びRaw−Blue(商標))ではLPSの用量を増加して、TLR2を発現する細胞(例えば、THP−1、HEK−Blue(商標)hTLR2及びRaw−Blue(商標))ではPGNの用量を増加して、NOD2を介して反応性である細胞(例えば、HEK−Blue(商標)hNOD2)ではMDPの用量を増加して、作製することができる。
この細胞試験は、出願人の特許出願:国際公開第2012/143647号パンフレット及び国際公開第2013/178931号パンフレットに記載のように行うことができる。
約5〜約6、特に約5.5のpHのプロセス水中に乾燥物20〜40%の濃度で蝋質デンプンの懸濁液を調製する工程の後に、本発明による方法の実際の第1浄化工程は、過酢酸で処理することにある。過酢酸は、濃度100〜500ppmで使用することができる。優先的には、過酢酸300ppmで処理された水が利用される。接触時間は、温度約5〜約15℃、好ましくは約10℃で約2時間である。過酢酸でのデンプンのこの処理によって、特にPGNタイプの汚染物質に関して、この方法の次の工程で汚染物質を低減する有効性が実証されている。この効果は、デンプンの懸濁液を調製するためにプロセス水が使用された場合に、すべて、より顕著である。
デンプンから余分な水を除去し、次いで約5〜約6、特に約5.5のpHに調整された脱イオン水中にデンプンを乾燥物20〜40%の濃度で溶解した後の以下の工程は、デンプンの液化である。そのデンプンは、温度約100℃〜110℃、好ましくは約107℃の懸濁液に入れ、α−アミラーゼを添加することによって液化される。酵素加水分解は、約10〜20分間、好ましくは約15分間続く。
以下の工程は任意選択的に、洗浄性及び浄化性を有する酵素製剤で処理することにあり得る。
Novozymes社によって市販されているMannaway(登録商標)酵素製剤など、この酵素活性のマンナナーゼ型は、細菌壊死組織片及び高分子量PGNなどのマクロ複合物を解離させるのに有効であると証明されている。
したがって、液化及び加水分解デンプンの分析によって高レベルのPGN型汚染物質が明らかになれば、それが実現される。
この酵素製剤の活性は、50℃にて24時間の処理時間、NaOHでpH10に調整された32%(重量/体積)グルコースポリマー溶液中で最終濃度0.4%(体積/体積)にて使用される場合に最適である。
処理後、以下に例示されるように、その溶液は珪藻床に通して濾過される。
次いで、以下の工程は、逐次的に2種類の活性炭で処理することにある:
1)超高吸着能力及び「マイクロ孔質」多孔度を有する第1製薬グレード活性炭。
本出願会社は、Norit C Extra USPタイプの活性炭の使用を勧める。C Extra USPカーボンは、PGN及びその分解生成物の除去に有効であると証明されているからである。その作用は、HClでpH4.5に調整された32%(重量/体積)グルコースポリマー溶液中で最終濃度0.5%(重量/体積)にて添加された場合に最適である。この処理は、攪拌しながら80℃で1時間行われる。
2)「メソ孔質」多孔度を有する第2活性炭。
本明細書では、ENO−PCタイプの活性炭が好ましい。この品質の活性炭は、広い作用範囲を有し、分子量<100kDaを有する分子(例えば、LPS及びPGNの分解生成物)を優先的に除去することが可能となる。本明細書において、この活性炭も、含有量0.5%、pH4.5にて温度80℃で1時間使用される。これら2種類の活性炭を通した後に得られる溶液は最終的に、多孔度閾値3μmの膜を通して濾過される。
任意選択の以下の工程は、100オングストロームを超える多孔度を有するマクロ孔質吸着剤ポリマー樹脂を通して処理することにある。
同じファミリーの他の樹脂よりも、汚染分子(PGN以外)の除去範囲が広い、Dowex SD2樹脂が選択される。
以下に例示されるように、32%グルコースポリマー溶液(250ml)は、この樹脂20mlを含有するカラムを通して溶出される。
この工程は、LPSが多量にロードされ、かつ/又は洗浄性及び浄化性を有する酵素製剤で処理された、原料を使用することが推奨される。
また任意選択的に、以下の工程は、5kDaのカットオフ閾値を有する膜での連続的限外濾過からなる。
この工程は、PGN解重合生成物が多量にロードされた原料を使用することが推奨される。
この最終工程は、カットオフ閾値0.22μmを有する膜での安全な濾過からなる。
本発明は、説明的かつ非制限的であることが意図される以下の実施例から、より明確に理解されよう。
脱イオン水中又はプロセス水中のいずれかで調製された原料によって誘発される細胞応答。この結果は、620nmで測定される吸光度値として表される(SEAP試験)。 未濾過原料によって、及び30kDaの限外濾過後に得られる濾液によって誘発される細胞応答。この結果は、620nmで測定される吸光度値として表される(SEAP試験)。 脱イオン水中で調製され、かつ過酢酸で処理された、又は処理されていない原料によって誘発される細胞応答。この結果は、620nmで測定される吸光度値として表される(SEAP試験)。 プロセス水中で調製され、かつ過酢酸で処理された、又は処理されていない原料によって誘発される細胞応答。この結果は、620nmで測定される吸光度値として表される(SEAP試験)。 プロセス水中で調製され、かつMannaway(登録商標)で処理された原料によって誘発される細胞応答。この結果は、620nmで測定される吸光度値として表される(SEAP試験)。 (A)浄化の手順1のために調製された原料によって誘発される細胞応答。この結果は、620nmで測定される吸光度値として表される(SEAP試験)。(B)手順1の間の汚染物質ロードの減少。各細胞タイプに関して、ロード値は用量反応曲線から得られ、100%に低減された、DEWRAD試料で得られた値に対するパーセンテージとして表される。 (A)手順2のために調製された原料によって誘発される細胞応答。この結果は、620nmで測定される吸光度値として表される(SEAP試験)。(B)「簡略化された」浄化手順の間の汚染物質ロードの減少。ロード値は用量反応曲線から得られ、100%に低減された、DEWRAD試料で得られた値に対するパーセンテージとして表される。 (A)手順3のために調製された原料によって誘発される細胞応答。この結果は、620nmで測定される吸光度値として表される(SEAP試験)。(B)手順3の間の汚染物質ロードの減少。ロード値は用量反応曲線から得られ、100%に低減された、DEWRADM試料で得られた値に対するパーセンテージとして表される。 手順4の間の汚染物質ロードの減少。ロード値は用量反応曲線から得られ、100%に低減された、DEWRADM試料で得られた値に対するパーセンテージとして表される。
実施例1:炎症反応試験に使用される細胞系の特徴付け
本出願会社からの国際公開第2013/178931号パンフレットの教示に従って、非発熱性水(注入用)中の未汚染マルトデキストリン(PGN<1ng/g、LPS<0.5ng/g、MDP<0.2ng/g)の溶液に32%(重量/体積)で溶解された、標準アゴニスト分子:LPS、PGN及びMDPを用いて、用量反応曲線が作製される。
Raw−Blue(商標)及びHEK−Blue(商標)hTLR2、hTLR4、hNOD2及びNull2細胞が、増加濃度のアゴニストと共にインキュベートされ、その細胞応答は、SEAP活性を定量化することによって測定される:
− Raw−Blue(商標)細胞系:この細胞は、グルコースポリマーマトリックス及び誘導体中に存在しやすい主要な炎症性分子(PGN及びLPS)に応答し;特に、PGNに対して高い反応性を有するが、その解重合生成物(MDP)には応答しない。
− HEK−Blue(商標)hTLR2細胞系:PGNに対して高い反応性;この細胞は、LPS及びMDPに対して反応性を示さず、
− HEK−Blue(商標)hTLR4細胞系:LPSに対して高い反応性;この細胞は、PGN及びMDPに対して反応性を示さず、
− HEK−Blue(商標)hNOD2細胞系:MDPに対して高い反応性;この細胞は、PGN及びLPSに対して反応性を示さず、
− HEK−Blue(商標)Null2細胞系:細胞毒性なしのコントロール;この
細胞は、PGN、LPS及びMDPに対して反応性を示さない。
実施例2:グルコースポリマー原料の製造
原料製造工程はすべて、パイロット規模で行われた。
原料は、乾燥物20〜40%(重量/体積)の濃度で懸濁された蝋質デンプンから製造される。
懸濁状態のデンプンを4℃で一晩放置し、そこから余分な水を除去し、次いでpH5.5に調整された水に濃度20〜40%で再懸濁する。次いで、懸濁液を107℃に加熱し、次いでα−アミラーゼの存在下にて15分間処理する。液化した後、1N HCl(pH4)の添加によって、酵素反応を止め、珪藻床(40μm)を通して液化生成物を濾過する。
試験に応じて、一般的に使用されるこの水によって、原料が原因の汚染の比率を推定するために、デンプンを脱イオン水又はプロセス水に溶解する。
方法の最初に汚染物質のロードを減らすため、デンプン懸濁液を0.03%過酢酸溶液で処理することができる。この場合には、蝋質デンプンを濃度20〜40%(重量/体積)で懸濁し、4℃で一晩放置し、余分な水をそこから除去し、それを再懸濁して、次いで過酢酸(300ppm)の存在下にて処理する。余分な水をさらに除去した後、pH5.5に調整された脱イオン水に濃度20〜40%(重量/体積)でデンプンを再懸濁する。前と同様に、溶液を加熱し、α−アミラーゼを15分間添加する。1N HCl(pH4)を添加して、反応を止め、次いで濾過する。
本出願会社からの国際公開第2013/178931号パンフレットの教示から、Mannaway(登録商標)酵素製剤は、最終グルコースポリマー製造において、細菌壊死組織片及び高分子量PGNなどのマクロ複合物を解離させるのに有効であると示されている。その活性は、50℃にて24時間の処理時間、NaOHでpH8に調整された32%(重量/体積)グルコースポリマー溶液中で最終濃度0.4%(体積/体積)にて使用した場合に最適である。処理後、溶液をHClで中和し、85℃で10分間加熱することによって、酵素を不活化する。しかしながら、Mannaway(登録商標)酵素製剤は、微量のLPSで汚染されている。さらに、微量の酵素が処理後に残り得る。これらの外因性汚染を考慮に入れるために、酵素処理工程は、濾過前、したがって浄化手順の開始前に、原料製造の最後に置かれる。
それぞれの工程後、試料を採取して、全体的な炎症性ロード(Raw−Blue(商標)細胞での試験)を分析し、PGN、LPS及びMDP汚染物質の量(HEK−Blue(商標)細胞応答)を分析する。
実施例3:浄化前の原料によって誘発される炎症反応の比較
これらの試験の目的は、原料の炎症誘発反応性を決定すること、バイオ汚染物質の性質を同定すること、かつ浄化手順を行う前にその汚染物質を低減することを可能にする手段を試験することである。種々の原料中のバイオ汚染物質の存在は、特定の汚染物質に特異的な炎症反応の概要を把握するために、5つの細胞タイプを使用することによって分析される:
− Raw−Blue(商標)細胞系:PGNに対して高い反応性を有する汚染物質、
− HEK−Blue(商標)hTLR2細胞系:PGN及びリポペプチドに対して高い反応性、
− HEK−Blue(商標)hTLR4細胞系:LPS対して高い反応性、
− HEK−Blue(商標)hNOD2細胞系:MDP及びPGN解重合生成物、
− HEK−Blue(商標)Null2細胞系:細胞毒性なしのコントロール。
これらの細胞試験については、3.2%(重量/体積)に等しい最終濃度が得られるように、細胞培地中に原料が希釈される。最大の細胞応答に対する活性(SEAP応答)として結果が示される。
試験1:pH5.5の水に20%で蝋質デンプンを溶解し、次いでα−アミラーゼの存在下で処理した。2つの調製物を試験する:
− 調製物1:蝋質デンプン+脱イオン水(WD)
− 調製物2:蝋質デンプン+プロセス水(WR)
方法の各段階:水中でのデンプンの懸濁、α−アミラーゼの添加(E)、液化段階(DE)の後に試料を採取した。細胞試験の結果を図1に示す。
脱イオン水(WD)中のデンプンの懸濁液は、少量のPGN及びLPSを上清中に放出した(HEK−TLR2、HEK−TLR4及びRaw細胞における中程度の応答)。酵素の添加(WD+E)によって、汚染は生じなかった。一方、液化によって、HEK−TLR2及びHEK−TLR4で測定された、DEWD試料の強い応答によって証明されるように、多量の汚染物質が放出された。これらの結果から、PGN及びLPSはデンプン粒と関連しており、かつ液化はその放出を引き起こしたことが示されている。
脱イオン水と比較すると、TLR2応答が飽和されていることから、プロセス水は多量のPGNを含有する。HEK−TRL4細胞の応答について小さな増加が確認され、PGNより低いレベルであるが、このプロセス水中のLPSの存在が示されている。
HEK−NOD2細胞の応答は、プロセス水に溶解されたデンプンの液化後に確認された応答に関して、どちらの調製物に関しても有意ではない、又は比較的低い。この確認から、PGNは特に分解されておらず、したがって本質的に大きな複合物の形で存在することが示唆されている。
この仮説を検証するために、採取した試料をCentricon 30 typeの精密濾過ユニット(カットオフ閾値30kDa)で濾過した。HEK−TLR2及びHEK−TLR4での細胞試験をその濾液で行い、未濾過生成物で得られた応答と、その応答を比較した。その結果を図2に示す。
プロセス水(WR)中のデンプン懸濁液から得られる試料は、相当する濾液中で発見されない、多量のPGN及びLPSを含有する。プロセス水(水R)のみがHEK−TLR2及びHEK−TLR4細胞における強い応答を誘導し、採取されたWR試料中に存在するLPS及びPGNタイプの汚染物質は、懸濁液工程から主に生じるという証拠が導かれる。さらに、脱イオン水(WD)中の懸濁液で確認された中程度の応答から、非液化デンプンはほとんど汚染物質を放出しないことが確認される。
逆に、デンプンの液化から生じる2つの試料(DEWD及びDEWR)は高度に汚染されている。有意な微量のPGN又はLPSは濾液中で見られず、そのことは分子量>30kDaの分子又は凝集体としてのその存在を裏付ける。したがって、これらのデータから、プロセス水が原因となる、かつ/又は液化工程によるデンプン粒から放出された、大分子、凝集体及び/又は壊死組織片の存在が支持される。
試験2:この試験において、過酢酸の効果は、脱イオン水に溶解されたデンプンの同一
バッチでの実験を実施することによって評価された。
pH5.5の水に20%で蝋質デンプンを溶解し、次いでα−アミラーゼの存在下で処理した。2つの調製物を試験した:
− 調製物1:蝋質デンプン+脱イオン水(WD)
− 調製物2:過酢酸(WAD)で処理した後の蝋質デンプン+脱イオン水
方法の各段階:水中でのデンプンの懸濁、α−アミラーゼ(E)の添加、液化(DE)段階後に試料を採取した。細胞試験の結果を図3に示す。
脱イオン水中のデンプンの懸濁液(調製物1)は、少量のPGN及びLPSを上清中に放出した(HEK−TLR2、HEK−TLR4及びRaw細胞を有する脱イオン水試料からの応答)。酵素の添加によって、汚染は生じなかった。一方、液化によって、HEK−TLR2及びHEK−TLR4試験においてDEWD試料で確認された強い応答によって証明されるように、多量のバイオ汚染物質が放出された。これらの結果から、PGN及びLPSはデンプン粒と強く関連しており、かつ液化はそれらの溶解を生じさせることが確認される。
調製物2で得られた結果から、デンプン粒と関連するPGNに対する中和作用を過酢酸が有したことが分かる。実際に、WAD及びWAD+E試料で得られた値がアッセイの検出閾値であることから、液化前に試料におけるTLR2応答はない。さらに、TLR2応答は、液化後に有意に低減される(DEWDに対してDEWAD)。
一方、調製物2で得られたTLR4応答は、すべての試料に関して過酢酸の非存在下で確認される応答と同様であるため、処理はLPSに対してほとんど効果がない。このデータから、LPSは過酢酸での処理に対してあまり感受性がないことが示されている。さらに、これらの汚染物質の存在によって、なぜPGNの除去によって、Raw細胞で確認された炎症反応の中程度の減少のみ引き起こされるのか説明がつく。
HEK−NOD2応答は有意ではない。この確認から、過酢酸の作用は、PGNの小断片及び/又はMDPタイプの解重合生成物など、潜在的に炎症性の分解生成物の形成によって達成されないが、実際はPGNの炎症性活性の中和によって達成されないことが示されている。
試験3:この試験において、過酢酸の効果は、プロセス水に溶解されたデンプンの同一バッチでの実験を実施することによって評価された。
pH5.5の水に乾燥物約30%にて蝋質デンプンを溶解し、次いでジェットクッカーでα−アミラーゼの存在下で処理した。2つの調製物を試験した:
− 調製物1:プロセス水に溶解された蝋質デンプン、4℃で一晩放置され、そこから余分な水が除去され、次いでpH5.5に調整されたプロセス水に溶解される(WR)。
− 調製物2:プロセス水に溶解された蝋質デンプン、4℃で一晩放置され、次いで過酢酸で300ppmにて処理される。余分な水を再び除去し、pH5.5に調整された脱イオン水に溶解される(WRAD)。
したがって、調製物1は標準プロトコルに相当する。調製物2において、新たな汚染物質を導入しないように過酢酸で処理した後に、脱イオン水にデンプンを溶解する。
プロセス水中でデンプンを懸濁し、液化する工程の後に、試料を採取した。細胞試験の結果を図4に示す。
予想されるように、プロセス水は、調製物1において有意な量の可溶性PGNの原因となった(WR試料に対するTLR2応答)。液化後、TLR2応答は飽和し(DEWR)、このことから、デンプン粒と関連するPGNタイプの汚染物質の放出が裏付けられる。比較すると、水(WRAD)が原因であろうが、又は液化(DEWRAD)によって放出されようと、調製物2におけるPGNのロードを低減するのに、過酢酸処理は非常に有効であった。
プロセス水は多量の可溶性LPS(WR試料におけるTLR4応答)にも寄与したが、PGNで確認されたことと異なり、液化では、このタイプの汚染物質の放出が少なかった(WR及びDEWR試料に対するTLR4応答)。比較すると、プロセス水が原因の汚染物質ロードのわずかな減少が調製物2(WRAD)において確認されることから、過酢酸は、LPSのロードに対して中程度の効果を有した。
どちらの調製物においても、水にはMDP又はPGN断片がロードされておらず、液化によってその少量が放出された(DEWR及びDEWRADに対して同様なNOD2応答)。
最後に、全体的な炎症性ロードを反映するRaw細胞の応答は、過酢酸の作用後に試料において低減され、それは、調製物2におけるPGNの有意な減少と一致する(WRに対してWRAD、及びDEWRに対してDEWRAD)。したがって、過酢酸の作用後のRaw細胞の残存する反応性は主に、プロセス水が原因のLPSによるものである。
全体的に見てこのデータから、浄化手順前の、原料中のPGNのロードの有意な減少における過酢酸による処理の有効性が実証されている。浄化の利点は、この方法の次の工程において継続する。
試験4:最初の試験から、プロセス水が原因となり、かつ/又は液化工程によってデンプン粒から放出される炎症性分子の大部分は、凝集体及び/又は壊死組織片などの高分子量複合体の形で存在することが示唆されている。
この新しい試験において、高分子量凝集体及びPGNの解離にこの酵素製剤が有効であるため、Mannaway(登録商標)酵素での処理が、液化工程と濾過工程の間に加えられた。
蝋質デンプンをpH5.5のプロセス水中に約30%で溶解し、一晩放置し、次いで過酢酸で300ppmにて処理した。余分な水を除去した後、pH5.5に調整された脱イオン水に溶解し、α−アミラーゼを液化工程のために添加した(DEWRAD)。次いで、その溶液をpH8に調整し、次いでMannaway(登録商標)酵素製剤(0.4%)の存在下にて50℃で24時間処理した。最後に、溶液を珪藻床で濾過した(DEWRADM)。
過酢酸での処理(WRAD)工程、液化(DEWRAD)工程、及び酵素製剤Mannaway(登録商標)(DEWRADM)の作用工程後に、試料を採取した。細胞試験の結果を図5に示す。
予想されるように、プロセス水は、調製物における有意な量の可溶性PGNに寄与した(WRAD)。この試験において、TLR2及びRaw細胞の応答が、過酢酸(WRAD)作用後にまだ非常に高く、かつ液化(DEWRAD)後に大きく飽和されていたことから、水は特にPGNに汚染されていたに違いない。しかしながら、Mannaway(登
録商標)の作用後のRaw細胞の応答の減少に留意することが可能であり、酵素製剤が、炎症性汚染物質の一部を実際に除去したことの証拠である(DEWRADに対してDEWRADM)。
PGNと異なり、LPSのロードは、液化後にほとんど変わらず、大部分はプロセス水が原因となる証拠である。一方、Mannaway(登録商標)の添加後、TLR4応答の強い増加があり、溶液自体がLPSで汚染されていると仮定すると、それは予想可能であった。
この最後の結果から、LPSのこの外因性の原因は確実に、浄化手順中に考慮に入れなければならいことが示されている。
実施例4:原料により誘発される炎症反応に対する浄化手順の効果
グルコースポリマー(完成品の形での)の様々な浄化処理は既に、個々に、かつ組み合わせて試験されており、本出願会社からの国際公開第2013/178931号パンフレットに報告されている。この作業によって、試料中に存在する各タイプの汚染物質に最も適した処理を同定し、かつグルコースポリマーマトリックスへのその適用条件を決定することが可能となる。
本発明者らは、最終精製工程における完成品に対して、デンプン水解物などの複合混合物に対して、開発されたこれらの処理の有効性を試験することを望んだ。
選択される処理は:
− 活性炭を通しての処理:本発明の研究のために選択された活性炭は:PGNの除去におけるその有効性のためのC extra USP;分子量<100kDaの汚染物質(例えば、LPS及びPGN分解生成物)に対するその広い範囲用のENO−PCである。
カーボンの作用は、それらが1N HClでpH4.5に調整された32%(重量/体積)グルコースポリマー中に、最終濃度0.5%(重量/体積)で添加された場合に、その最大となる。その処理は80℃で攪拌しながら、1時間行われる。処理後、溶液(500ml)をNaOHで中和し、次いで焼結ガラスフィルター(多孔度3μm)で濾過した。炭素処理がバッチ式で行われ、かつ加熱、中和及び濾過工程が必要であると仮定すると、他の処理前にそれらが行われる。
− 吸着樹脂の通過:本発明の研究のために選択される樹脂は:広範囲の汚染物質の除去のための、Dowex SD2;LPS型分子の保持におけるその効率のための、MN−100である。
実験では、各樹脂20mlを含有するカラムで、32%グルコースポリマー溶液(250ml)を溶出する。先の研究の教示によって、この手順は、グルコースポリマー溶液によって樹脂のいかなる飽和現象も引き起こさないことが示されている。
− 5kDaでの限外濾過:限外濾過処理の目的は、グルコースポリマー溶液中にまだ存在する小分子(PGN及びMDPの分解生成物)を除去することである。したがって、この工程は任意であり、NOD2応答がポジティブである場合には、手順の最後に用いられる。
そのテストは、5kDaフィルターで速度25ml/分で室温にて、グルコースポリマー溶液を連続的に3時間注入することによって行われる。濾液の減少を補うために、濃縮水を出発溶液中に注入し、滅菌脱イオン水を添加することによって初期体積(100ml)に連続的に調節する。
様々な浄化工程が実験室で行われた。各工程後、全体的な炎症性ロード(Raw細胞の応答)及びバイオ汚染物質の量(TLR2、TLR4及びNOD2応答)をアッセイするために、無菌条件下にて試料を採取し、細胞試験において使用した。飽和細胞の応答に関しては、試料を前もって希釈しておいた(10倍希釈(1/10th)及び100倍希釈(1/100th))。
汚染物質の濃度は、本出願会社からの国際公開第2013/178931号パンフレットの教示に従って、実施例1に記載の標準アゴニスト分子:LPS、PGN及びMDPで作製された用量反応曲線を参照することによって計算され、確立された。
次いで、汚染物質濃度を試料中に存在するグルコースポリマーの量まで低減した。次いで、各浄化工程後に得られた値を出発原料の値と比較し、その結果、浄化手順の有効性が推定された。この結果は、汚染物質の初期ロードに対する減少%として、かつ各バイオアッセイの検出の限界値(LOD)に対する残留汚染(ng/g(グルコースポリマー))として表される:HEK−TLR2、<1ng PGN;HEK−TLR4、<0.5ng LPS;HEK−NOD2、<0.2ng MDP;Raw細胞、<2ng PGN。
以下の手順を分析した:
− 手順1:この最初の浄化試験において、実施例3、試験3に記載のプロトコルに従って原料を調製した:蝋質デンプン(約20%)をプロセス水に溶解し、4℃で一晩放置し(WR)、次いで300ppmにて過酢酸で処理する。余分な水を除去し、次いでpH5.5の脱イオン水に溶解する(WRAD)。液化し、次いで珪藻床で濾過する(DEWRAD)。
次いで、以下の組み合わせ:
1.C extra USPカーボン(0.5%)での処理に続いて、焼結ガラスフィルター(3μm)での濾過、
2.ENO−PCカーボン(0.5%)での処理に続いて、焼結ガラスフィルター(3μm)での濾過、
3.SD2樹脂カラムの通過、
4.滅菌フィルター濾過(0.22μm)
を用いて、DEWRAD試料に相当する原料を浄化した。
次の浄化手順の原料を調製する様々な工程の後に、試料を採取した。
細胞試験の結果を図6に示す。
最初に、過酢酸で処理することによって(WRに対してWRAD)、液化前にPGN含有量が減少したが(TLR2及びRaw細胞応答)、LPSに対して有意な効果はなかった(TLR4応答)。TLR2及びRaw細胞応答はDEWRAD試料に関して飽和していることから、液化によって、デンプン粒と関連する多量のPGNが放出されるが、TLR4応答は、ごくわずかのみ増加する。この試験において、過酢酸を作用させた後でさえ、TLR2及びRaw細胞応答が飽和していることから、デンプンにはPGNがかなりロードされていたことが、結論付けられる(図6A)。
浄化工程の有効性を計算するために、各細胞タイプに対して、初期の汚染物質濃度をDEWRAD試料から決定し;飽和細胞応答(TLR2及びRaw細胞)に関しては、試料を前もって100倍に希釈し、次いで濃度の値を希釈率によって補正した。各浄化工程後
に、汚染物質の残留濃度を計算し、次いで、その値を初期濃度と関連付けて、減少%として結果を表した(図6B及び表I)。
最も意外なことには、浄化手順は、PGNロードの減少>99.9%(検出閾値)と共に、TLR2応答の非常に顕著な減少を可能にする。さらに、C extra USP及びENO−PCカーボンは直列で、樹脂を通過させる前にPGNの除去に対して相加効果を有し、その相補的作用のために、これら2種類のカーボンの選択が強化される。
方法の最後に、この細胞系に関して検出限界値に達すると仮定すると、この手順は、NOD2応答の低減にも有効である。PGNと比較すると、減少は90%のみであるが、この値は、NOD2アゴニスト(PGN及びMDP解重合生成物)が出発原料中に微量で存在したという事実に関連する。
LPSの除去は手順の最後で99.9%を超え、TLR4応答も検出限界値に達する。SD2樹脂の通過は、この浄化閾値に達することに留意されたい。実際に、2種類のカーボンでの処理後に、有意な微量のLPSがまだ存在する。しかしながら、材料はLPSで高度に汚染されており、なぜ2種類のカーボンの併用作用がすべてを除去するのに十分ではなかったのかの説明がつく。
最後に、Raw細胞の応答から、原料中に存在するすべてのタイプの汚染物質の除去における、この最初の手順の有効性が裏付けられる。実際に、有意な炎症反応(検出限界値未満)はもはや確認されず、それは全体的な炎症性ロードの99.9%を超える減少を反映している。
Figure 0006967972
− 手順2:最初の試験から、LPS含有量が原料中で高すぎないという条件で、SD2樹脂を任意選択的に使用することができることが示唆されている。この仮説を検証するために、上述のプロトコルに従って、原料を調製した:蝋質デンプン(約20%)をプロセス水に溶解し、4℃で一晩放置し(WR)、次いで300ppmにて過酢酸で処理する。余分な水を除去し、次いでpH5.5の脱イオン水に溶解する(WRAD)。液化し、次いで珪藻床で濾過する(DEWRAD)。
次いで、SD2樹脂に通すことなく、「簡略化された」組み合わせを用いて、DEWRAD試料に相当する原料を浄化した。
1.C extra USPカーボン(0.5%)での処理に続いて、焼結ガラスフィルター(3μm)での濾過、
2.ENO−PCカーボン(0.5%)での処理に続いて、焼結ガラスフィルター(3μm)での濾過、
3.滅菌フィルター濾過(0.22μm)。
原料を調製する様々な工程、次に浄化手順の工程の後に、試料を採取した。
細胞試験の結果を図7に示す。
液化前に、試料WRで得られたTLR2応答が飽和し、それによってプロセス水がPGNで高度に汚染されていることが示されている。過酢酸での処理によって、汚染は一部低減されるが(WRAD)、TLR2応答がDEWRAD試料でもう一度飽和することから、液化によって新たなPGNが放出される。逆に、プロセス水から生じようと、液化から生じようと、LPS汚染(TLR4応答)は中程度のままである。したがって、この新たな手順に使用される原料は、前の原料よりもPGNで高度に汚染されているが、LPSは少ない(図7A)。
次いで、2種類のカーボン:C−Extra及びENO−PCと0.22μmフィルター濾過を組わせた浄化手順に従って、DEWRAD試料を処理した。DEWRAD試料中に含有される汚染物質の初期ロードは100%まで低減され、減少の相対%は、各工程後の残留汚染物質ロードから計算された(図7B)。
原料中のPGN汚染は高く、SD2樹脂に通していないにもかかわらず、この浄化手順によって、TLR2応答の非常に顕著な減少(>99.9%)が可能となった。この結果から、このタイプの汚染物質の除去におけるカーボンの有効性が裏付けられる。方法の最後でNOD2応答の検出限界値に達するため、この組み合わせは、PGN解重合生成物のロードを低減するのにも十分である。
最初の浄化試験と異なり、SD2樹脂はここで、LPS汚染の低減に必要であると思われない。実際に、TLR4応答も検出限界値に達し、LPSの除去は手順の最後で99.9%を超える。
最後に、Raw細胞の応答から、少ないLPSロードを有する原料中に存在する汚染物質を除去する、この「簡略化」手順の有効性が裏付けられる。実際に、手順の最後には、もはやいかなる有意な炎症反応もない(検出限界値未満)。
− 手順3:この第3の浄化試験では、実施例3の試験4に記載のプロトコルに従って、原料を調製し、Mannaway(登録商標)酵素での処理を、液化工程と珪藻床での濾過工程と間に加えた。実際に、この酵素製剤が、高分子量PGN及び凝集体の解離に有効であると証明された。
しかしながら、Mannaway(登録商標)はLPSで汚染されている。外因性の原因を排除するため、個々の試験においてLPSタイプの分子を保持するその効率のために、SD2樹脂に代わりにMN−100樹脂を使用した。
調製:蝋質デンプン(乾燥物約30%を含有する)をプロセス水に溶解し、4℃で一晩放置し、次いで0.03%過酢酸で処理する。余分な水を除去し、次いでpH5.5に調整された脱イオン水に溶解する(WRAD)。α−アミラーゼを添加し、液化する(DEWRAD)。pH8に調整し、Mannaway(登録商標)(0.4%)で50℃にて24時間処理する(DEWRADM)。
次いで、以下の組み合わせ:
1.C extra USPカーボン(0.5%)での処理に続いて、焼結ガラスフィルター(3μm)での濾過、
2.ENO−PCカーボン(0.5%)での処理に続いて、焼結ガラスフィルター(3μm)での濾過、
3.MN−100樹脂カラムの通過、
4.滅菌フィルター濾過(0.22μm)、
を用いて、DEWRADM試料に相当する原料を浄化した。
原料を調製する様々な工程、次に浄化手順の工程の後に、試料を採取した。
細胞試験の結果を図8に示す。
液化前に、WRAD試料で得られたTLR2応答は飽和せず、それによってプロセス水が原因のPGN汚染の低減に過酢酸での処理が有効であったことが示されている。一方、TLR2応答はDEWRAD試料で飽和されていることから、液化によって新たなPGNが放出される。LPS汚染はプロセス水中で高く(WRAD)、予想されるように、液化によって、TLR4応答は著しく変化しない。一方、DEWRADM試料によって誘発されるTLR4応答は飽和していることから、Mannaway(登録商標)の添加は、外因性LPSの有意な汚染の一因となる。したがって、この新たな試験に使用される原料は、PGN及びLPSでかなり高度に汚染されている(図8A)。
次いで、2種類のカーボン:C−Extra及びENO−PCと、MN−100樹脂及び0.22μmフィルター濾過を組み合わせた手順に従って、DEWRADM試料を処理した。DEWRADM試料に含有される汚染物質の初期ロードは100%まで低減され、低減の相対%は、各工程後の残留ロードから計算された(図8B及び表II)。
アッセイの検出限界値に達する、TLR4応答の顕著な減少(>99.8%)が確認されたように、浄化手順はLPSの除去に非常に有効であった。したがって、プロセス水によってもたらされようと、又はMannaway(登録商標)酵素製剤によってもたらされようと、MN−100樹脂はこれらの汚染物質を保持した。
手順の最後で、NOD2応答の検出限界値に達すると仮定すると、この組み合わせもまた、PGN解重合生成物の除去に有効である。
一方、方法の最後で炎症性ロードが約99%減少するにもかかわらず、TLR2応答は残っている(乾燥物1g当たりPGN 5.2ngに等しい)。このデータから、PGNの除去における2種類のカーボンを組み合わせた有効性にもかかわらず、TLR2アゴニストはまだ、原料中に微量で存在することが示されている。
Raw細胞の応答から、手順の最後に原料中の炎症性汚染物質の存在が裏付けられる。実際に、全体的な炎症性ロードの減少は98.5%のみであり、応答は、検出限界値を有意に超える(乾燥物1g当たりPGN 8ngに等しい)。
Figure 0006967972
前の試験によって、ひどく汚染された原料でさえ、PGN除去における両方のカーボン
の有効性が示されたことから、これらの結果から、Mannaway(登録商標)酵素製剤は、PGNに対して異なる化学的性質のTLR2アゴニストに寄与したことが示唆されている。これらの汚染物質は、例えば、TLR2応答の強い誘発物質であることが知られるリポペプチドであり得る。したがって、PGN及びLPSの保持には有効であるが、カーボン+MN−100樹脂の組み合わせは、このタイプの汚染物質を通過させると考えられ、残留TLR2及びRaw細胞応答に関して説明がつく。
この問題を克服するために、作用範囲が広いことから、以下の試験において、MN−100樹脂の代わりにSD2樹脂を使用した。
− 手順4:この試験において、原料は、手順3で使用されるDEWRADM試料に相当する。浄化手順では前の工程を用いるが、MN−100樹脂の代わりに広範囲のSD2樹脂を使用する:
1.C extra USPカーボン(0.5%)での処理に続いて、焼結ガラスフィルター(3μm)での濾過、
2.ENO−PCカーボン(0.5%)での処理に続いて、焼結ガラスフィルター(3μm)での濾過、
3.SD2樹脂カラムの通過、
4.滅菌フィルター濾過(0.22μm)。
原料を調製する様々な工程、次に浄化手順の工程の後に、試料を採取した。
細胞試験の結果を図9に示す。
各汚染物質の相対的な減少は、組み合わせの各工程後に測定された残留ロードから計算され、DEWRADM試料中に含有される初期ロードに対するパーセンテージとして表される(図9及び表III)。
手順3で試験される組み合わせと異なり、SD2樹脂を使用したこの組み合わせは、99.9%を超える炎症性ロードの減少と共に、検出限界値でのHEK−TLR2細胞応答を消すことを可能にする。したがって、直列のC extra−USP及びENO−PCカーボンと、SD2樹脂との組み合わせは明らかに、PGNであろうと、他のタイプであろうと、TLR2アゴニストの除去に対して相補的な効果を有する。この手順は、NODアゴニスト汚染物質の除去においても有効なままである。
MN−100樹脂の選択は、Mannaway(登録商標)酵素製剤がLPSで汚染されているという事実に基づく。SD2樹脂に交換することによって、手順の最後に99.9%(検出限界値)を超える減少と共に、LPSの有効な除去が可能になる。したがって、これらの結果から、SD2樹脂は最終的には、原料中のLPS、及びMannaway(登録商標)が原因の他の汚染物質の除去において、MN−100樹脂よりも良い選択であると結論付けられる。
最後に、Raw細胞の応答から、原料中に存在するすべてのタイプの汚染物質の除去における、この手順の有効性が裏付けられる。実際に、有意な炎症反応(検出限界値未満)はもはや確認されず、99.9%を超える全体的な炎症性ロードの減少が反映されている。
Figure 0006967972
評価:
まとめると、この研究で得られた結果から、注意深く選択され、かつ順序付けられた、いくつかの生成及び浄化工程の組み合わせが、グルコースポリマーの製造に使用される原料中に存在し得る炎症性分子の除去に有効であることが判明したことが分かる。
この組み合わせは、以下の工程:
− pH=5.5のプロセス水に乾燥物20〜40%の濃度にて蝋質デンプンを懸濁する工程、
− 最終濃度100〜500ppm、好ましくは300ppmの過酢酸の溶液で、デンプンの懸濁液を処理する工程、
− デンプンから余分な水を除去し、pH5.5に調整された脱イオン水に、乾燥物20〜40%の濃度で溶解する工程、
− 温度を107℃に上げ、次いでα−アミラーゼを15分間添加する工程、
− PGNが高度にロードされた原料を、洗浄性及び浄化性を有する酵素製剤、例えばMannaway(登録商標)で任意選択的に処理する工程、
− 珪藻床を通して懸濁液を濾過する工程、
− C Extra USPに等しい多孔度の活性炭で処理する工程、
− ENO−PCに等しい多孔度の第2活性炭で処理する工程、
− LPSが高度にロードされた、かつ/又は洗浄性及び浄化性を有する酵素製剤、例えばMannaway(登録商標)で処理された原料を、Dowex−SD2タイプ吸着樹脂に、任意選択的に通す工程、
− PGN解重合生成物が高度にロードされた原料に対して、任意選択的に、5kDa連続的限外濾過を行う工程、
− 多孔度0.22μmの滅菌フィルターを通して安全に濾過する工程、
を含む。
これらの工程の組み合わせは、汚染物質の様々なファミリーを標的化し、かつ炎症反応性のないグルコースポリマー用原料を提唱することを可能にする。

Claims (2)

  1. 腹膜透析用のグルコースポリマーの製造に原料として使用されるデンプンを浄化する方法であって、以下の工程:
    −蝋質トウモロコシデンプンを準備する工程:
    −pH5〜6のプロセス水に乾燥物20〜40%の濃度にて前記蝋質デンプンを懸濁する工程:
    −濃度100〜500ppmの過酢酸の溶液で、デンプンの懸濁液を処理する工程:
    −前記デンプンから余分な水を除去し、pH5〜6に調整された脱イオン水に、乾燥物20〜40%の濃度で溶解する工程:
    −その温度を100℃〜110℃に上げ、次いでα−アミラーゼを10〜20分間、添加する工程:
    −マンナナーゼ型の酵素活性を有し、洗浄性及び浄化性を有する酵素製剤で処理する工程:
    −珪藻床を通して前記懸濁液を濾過する工程:
    −超高吸着能力及びマイクロ孔質多孔度を有する活性炭で処理する工程:
    −メソ孔質多孔度を有する第2活性炭で処理する工程:
    −DOWEX OPTIPORE(登録商標) SD2の樹脂に通過させる工程:
    −多孔度0.22μmの滅菌フィルターを通して安全に濾過する工程:
    を含み、
    前記各工程が上記に示される順序で行われる、方法。
  2. 前記デンプンがPGNタイプの汚染物質を高レベルで有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
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