ES2824623T3 - Process for the production and purification of recombinant lysosomal alpha-mannosidase - Google Patents
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Abstract
Un proceso para la purificación de alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante de un cultivo celular, en donde se somete una fracción de dicho cultivo celular que comprende alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante a cromatografía en una resina que comprende un ligando multimodo, en donde dicho ligando multimodo unido a la resina es una sustancia que tiene un grupo ácido carboxílico o ácido sulfónico, en donde dicho proceso da como resultado una composición que comprende alfa-manosidasa purificada caracterizada porque al menos el 80 % de la alfa-manosidasa está presente como una glucoproteína de 130 kDa.A process for the purification of recombinant human lysosomal alpha-mannosidase from a cell culture, wherein a fraction of said cell culture comprising recombinant human lysosomal alpha-mannosidase is subjected to chromatography on a resin comprising a multimode ligand, wherein said ligand Resin-bound multimode is a substance that has a carboxylic acid or sulfonic acid group, wherein said process results in a composition comprising purified alpha-mannosidase characterized in that at least 80% of the alpha-mannosidase is present as a glycoprotein 130 kDa.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Proceso para la producción y purificación de alfa-manosidasa lisosómica recombinanteProcess for the production and purification of recombinant lysosomal alpha-mannosidase
Campo técnico de la invenciónTechnical field of the invention
La presente invención se refiere a un proceso para la purificación de alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante, a un proceso para la producción de alfa-manosidasa, a una composición que comprende alfamanosidasa, al uso de la composición como medicamento y a su uso como medicamento para el tratamiento de la alfa-manosidosis.The present invention relates to a process for the purification of recombinant human lysosomal alpha-mannosidase, to a process for the production of alpha-mannosidase, to a composition comprising alpha-mannosidase, to the use of the composition as a medicine and to its use as a medicine for the treatment of alpha-mannosidosis.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Alfa-manosidosisAlpha-mannosidosis
La alfa-manosidosis es una enfermedad autosómica recesiva que se produce en todo el mundo con una frecuencia de entre 1/1.000.000 y 1/500.000. La manosidosis se da en todos los grupos étnicos en Europa, América, África y también Asia. Se detecta en todos los países con un buen servicio de diagnóstico para trastornos de almacenamiento lisosómico, con una frecuencia similar. Los pacientes nacen aparentemente sanos, aunque los síntomas de la enfermedad son progresivos. La alfa-manosidosis presenta heterogeneidad clínica, variando desde formas muy graves hasta muy leves. Los síntomas clínicos son: retraso mental, cambios esqueléticos, alteraciones del sistema inmunitario que dan como resultado infecciones recurrentes, deterioro auditivo y normalmente, la enfermedad se asocia con características faciales típicas, tales como cara gruesa, una frente prominente, un puente nasal aplanado, una nariz pequeña y una boca ancha. En los casos más graves (manosidosis de tipo I) los niños padecen hepatoesplenomegalia y fallecen durante los primeros años de vida. Esta muerte temprana está posiblemente causada por infecciones graves debida a la inmunodeficiencia causada por la enfermedad. En los casos más leves (manosidosis de tipo 2) los pacientes normalmente alcanzan la edad adulta. La debilidad esquelética de los pacientes provoca que los pacientes necesiten una silla de ruedas cuando alcanzan la edad de 20 a 40 años. Esta enfermedad provoca una disfunción difusa en el cerebro que normalmente da como resultado un rendimiento mental débil que excluye cualquier cosa salvo las competencias más básicas de leer y escribir. Estos problemas asociados con las incapacidades auditivas y otras manifestaciones clínicas impiden que los pacientes desarrollen una vida independiente, con la consecuencia de que necesiten cuidados de por vida.Alpha-mannosidosis is an autosomal recessive disease that occurs worldwide with a frequency of between 1 / 1,000,000 and 1 / 500,000. Mannosidosis occurs in all ethnic groups in Europe, America, Africa, and also Asia. It is detected in all countries with a good diagnostic service for lysosomal storage disorders, with a similar frequency. Patients are born apparently healthy, although the symptoms of the disease are progressive. Alpha-mannosidosis presents clinical heterogeneity, ranging from very severe to very mild forms. The clinical symptoms are: mental retardation, skeletal changes, immune system alterations resulting in recurrent infections, hearing impairment, and the disease is usually associated with typical facial features, such as a thick face, a prominent forehead, a flattened nasal bridge, a small nose and a wide mouth. In the most severe cases (type I mannosidosis), children suffer from hepatosplenomegaly and die during the first years of life. This early death is possibly caused by serious infections due to the immunodeficiency caused by the disease. In milder cases (mannosidosis type 2), patients usually reach adulthood. The skeletal weakness of patients causes patients to need a wheelchair when they reach the age of 20 to 40 years. This disease causes diffuse dysfunction in the brain that normally results in weak mental performance that excludes anything but the most basic literacy skills. These problems associated with hearing impairments and other clinical manifestations prevent patients from developing an independent life, with the consequence that they require lifelong care.
Alfa-manosidasa lisosómicaLysosomal alpha-mannosidase
La alfa-manosidosis es el resultado de una actividad deficiente de la alfa-manosidasa lisosómica (LAMAN, EC3.2.1.24). La enfermedad se caracteriza por una acumulación intracelular masiva de oligosacáridos ricos en manosa, es decir, oligosacáridos que portan restos de a1,2-, a1,3- y a1,6-manosilo en sus extremos no reductores. Estos oligosacáridos se originan principalmente a causa de la degradación intralisosómica de glucoproteínas con oligosacáridos unidos en N. Sin embargo, algunos se originan a partir del catabolismo de oligosacáridos unidos a dolicol y de glucoproteínas mal plegadas que se redirigen al citosol para su degradación por el proteasoma (Hirsch et al. EMBO J. 22, 1036-1046, 2003 y Saint-Pol et al. J. Biol. Chem. 274, 13547-13555, 1999). El almacenamiento lisosómico se observa en una gran cantidad de tipos celulares y tejidos, incluyendo neuronas en todas las regiones cerebrales. LAMAN es una exoglucosidasa que hidroliza estos restos terminales no reductores de alfa-D-manosa del extremo no reductor de los alfa-D-manósidos durante la degradación ordenada de las glucoproteínas unidas a N (Aronson y Kuranda FASEB J 3:2615-2622. 1989). La enzima precursora humana se sintetiza en forma de un solo polipéptido de 1011 aminoácidos que incluye un péptido de señal de 49 restos. El precursor se procesa proteolíticamente en tres glucopéptidos principales de 15, 42 y 70 kD en la enzima madura de en el lisosoma. El glucopéptido de 70 kD se procesa adicionalmente en tres subunidades unidas por puentes disulfuro. (Berg et al. Mol. Gen. and Metabolism 73, 18-29, 2001, Nilssen et al. Hum.Mol.Genet. 6, 717-726. 1997).Alpha-mannosidosis is the result of deficient activity of lysosomal alpha-mannosidase (LAMAN, EC3.2.1.24). The disease is characterized by a massive intracellular accumulation of mannose-rich oligosaccharides, that is, oligosaccharides that carry α1,2-, α1,3-, and α1,6-mannosyl residues at their non-reducing ends. These oligosaccharides originate mainly from the intralisosomal degradation of glycoproteins with N-linked oligosaccharides. However, some originate from the catabolism of dolichol-linked oligosaccharides and misfolded glycoproteins that are redirected to the cytosol for degradation by the proteasome. (Hirsch et al. EMBO J. 22, 1036-1046, 2003 and Saint-Pol et al. J. Biol. Chem. 274, 13547-13555, 1999). Lysosomal storage is observed in a large number of cell types and tissues, including neurons in all brain regions. LAMAN is an exoglycosidase that hydrolyzes these non-reducing terminal alpha-D-mannose residues from the non-reducing end of alpha-D-mannosides during the orderly degradation of N-linked glycoproteins (Aronson and Kuranda FASEB J 3: 2615-2622. 1989). The human precursor enzyme is synthesized as a single 1011 amino acid polypeptide that includes a 49 residue signal peptide. The precursor is proteolytically processed into three major 15, 42, and 70 kD glycopeptides in the mature enzyme in the lysosome. The 70 kD glycopeptide is further processed into three disulfide-linked subunits. (Berg et al. Mol. Gen. and Metabolism 73, 18-29, 2001, Nilssen et al. Hum.Mol.Genet. 6, 717-726. 1997).
El gen de alfa-manosidasa lisosómicaThe lysosomal alpha-mannosidase gene
El gen que codifica LAMAN (MANB) está ubicado en el cromosoma 19 (19cen-q12), (Kaneda et al. Chromosoma 95:8-12. 1987). MANB consta de 24 exones, que abarcan 21,5 kb (números de referencia de GenBank U60885-U60899; Riise et al. Genomics 42:200-207, 1997). El transcrito de LAMAN tiene » 3.500 nucleótidos (nt) contiene una fase abierta de lectura que codifica 1.011 aminoácidos (GenBank U60266.1).The gene encoding LAMAN (MANB) is located on chromosome 19 (19cen-q12), (Kaneda et al. Chromosoma 95: 8-12, 1987). MANB consists of 24 exons, spanning 21.5 kb (GenBank reference numbers U60885-U60899; Riise et al. Genomics 42: 200-207, 1997). The LAMAN transcript is »3,500 nucleotides (nt) and contains an open reading frame that encodes 1,011 amino acids (GenBank U60266.1).
La clonación y secuenciación del ADNc humano que codifica LAMAN se ha publicado en tres artículos (Nilssen et al. Hum.Mol.Genet. 6, 717-726. 1997; Liao et al. J.Biol.Chem. 271, 28348-28358. 1996; Nebes et al. Biochem.Biophys.Res.Commun. 200, 239-245. 1994). Curiosamente, las tres secuencias no son idénticas. Cuando se comparó con la secuencia de Nilssen et al (n.° de referencia U60266.1) Liao et al observaron un cambo de TA a AT en las posiciones 1670 y 1671 que dan como resultado una sustitución de valina a ácido aspártico y Nebes et al. observaron también un cambio de C a en la posición 1152 que no daban como resultado cambios en la secuencia de aminoácidos. The cloning and sequencing of the human cDNA encoding LAMAN has been published in three articles (Nilssen et al . Hum.Mol.Genet. 6, 717-726. 1997; Liao et al. J.Biol.Chem. 271, 28348-28358 1996; Nebes et al. Biochem.Biophys.Res.Commun. 200, 239-245. 1994). Interestingly, the three sequences are not identical. When compared with the sequence of Nilssen et al (reference # U60266.1) Liao et al observed a change from TA to AT at positions 1670 and 1671 resulting in a substitution of valine to aspartic acid and Nebes et al. to the. they also observed a change from C to at position 1152 that did not result in changes in the amino acid sequence.
DiagnósticoDiagnosis
Actualmente, el diagnóstico de la alfa-manosidasa está basado en evaluación clínica, detección de oligosacáridos ricos en manosa en la orina y en mediciones directas de la actividad alfa-manosidasa en varios tipos celulares, tales como leucocitos, fibroblastos y amniocitos (Chester et al., En: Durand P, O'Brian J (eds) Genetic errors of glycoprotein metabolism. Edi-Ermes, Milán, págs. 89-120. 1982; Thomas y Beaudet. En: Scriver CR, Beaudet al, Sly WA, Valle D (eds) The metabolic and molecular bases of inherited disease. Vol 5. McGraw-Hill, Nueva York, págs.Currently, the diagnosis of alpha-mannosidase is based on clinical evaluation, detection of oligosaccharides rich in mannose in the urine, and on direct measurements of alpha-mannosidase activity in various cell types, such as leukocytes, fibroblasts, and amniocytes (Chester et al. ., In: Durand P, O'Brian J (eds) Genetic errors of glycoprotein metabolism. Edi-Ermes, Milan, pp. 89-120. 1982; Thomas and Beaudet. In: Scriver CR, Beaudet al, Sly WA, Valle D (eds) The metabolic and molecular bases of inherited disease, Vol 5. McGraw-Hill, New York, pp.
2529-2562. 1995).2529-2562. nineteen ninety five).
Debido a que los síntomas normalmente son inicialmente leves y a que el diagnóstico bioquímico es difícil, el diagnóstico se obtiene normalmente tarde durante el transcurso de la enfermedad. Es evidente que los pacientes y sus familias se beneficiarían sustancialmente de un diagnóstico temprano.Because symptoms are usually mild initially and biochemical diagnosis is difficult, the diagnosis is usually made late in the course of the disease. It is clear that patients and their families would benefit substantially from an early diagnosis.
Modelos animalesAnimal models
Se ha descrito la alfa-manosidosis en ganado (Hocking et al. Biochem J 128:69-78. 1972), gatos (Walkley et al. Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994) y cobayas (Crawley et al. Pediatr Res 46: 501-509, 1999). Recientemente, se generó un modelo de ratón mediante la alteración dirigida del gen de manosidasa (Stinchi et al. Hum Mol Genet 8: 1366-72, 1999).Alpha-mannosidosis has been described in cattle (Hocking et al. Biochem J 128: 69-78. 1972), cats (Walkley et al. Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994) and guinea pigs ( Crawley et al. Pediatr Res 46: 501-509, 1999). Recently, a mouse model was generated by targeted disruption of the mannosidase gene (Stinchi et al. Hum Mol Genet 8: 1366-72, 1999).
Al igual que en seres humanos, la alfa-manosidosis parece estar causada por mutaciones específicas en el gen que codifica la alfa-manosidasa lisosómica. Berg et al. (Biochem J. 328:863-870.1997) comunicaron la purificación de alfa-manosidasa lisosómica hepática de felino y la determinación de su secuencia de ADNc. La enzima activa consta de 3 polipéptidos, comunicándose que sus masas moleculares son de 72, 41 y 12 kD. De un modo similar a la enzima humana, se demostró que la enzima felina se sintetiza en forma de un precursor monocatenario con un péptido de señal putativo de 50 aminoácidos seguido de una cadena polipeptídica de 957 aminoácidos, que se escinde en los 3 polipéptidos de la enzima madura. La secuencia de aminoácidos deducida fue un 81,1 % y un 83,2 % idéntica a las secuencias humana y bovina, respectivamente. Se identificó una eliminación de 4 pb en un gato persa afectado; la eliminación dio como resultado un desplazamiento de fase desde el codón 583 y una terminación prematura en el codón 645. No pudo detectarse actividad enzimática en el hígado del gato. Un gato doméstico de pelo largo que expresaba un fenotipo más leve tenía una actividad enzimática de un 2 % de la normal; este gato no poseía la eliminación de 4 pb. Tollersrud et al. (Eur J Biochem 246:410-419. 1997) purificaron la enzima renal bovina hasta la homogeneidad y clonaron el gen. El gen se organizó en 24 exones que abarcaron 16 kb. Basándose en la secuencia génica, identificaron dos mutaciones en ganado.As in humans, alpha-mannosidosis appears to be caused by specific mutations in the gene encoding lysosomal alpha-mannosidase. Berg et al. (Biochem J. 328: 863-870.1997) reported purification of feline hepatic lysosomal alpha-mannosidase and determination of its cDNA sequence. The active enzyme consists of 3 polypeptides, communicating that their molecular masses are 72, 41 and 12 kD. In a similar way to the human enzyme, it was shown that the feline enzyme is synthesized as a single-chain precursor with a putative signal peptide of 50 amino acids followed by a polypeptide chain of 957 amino acids, which is cleaved into the 3 polypeptides of the mature enzyme. The deduced amino acid sequence was 81.1% and 83.2% identical to the human and bovine sequences, respectively. A 4 bp deletion was identified in an affected Persian cat; deletion resulted in a phase shift from codon 583 and premature termination at codon 645. No enzyme activity could be detected in the cat liver. A long-haired domestic cat expressing a milder phenotype had an enzyme activity of 2% of normal; this cat did not possess the 4 bp deletion. Tollersrud et al. (Eur J Biochem 246: 410-419. 1997) purified the bovine kidney enzyme to homogeneity and cloned the gene. The gene was organized into 24 exons spanning 16 kb. Based on the gene sequence, they identified two mutations in cattle.
Necesidad médica para el tratamiento de la alfa-manosidosisMedical necessity for the treatment of alpha-mannosidosis
En vista de las graves manifestaciones clínicas resultantes de la acumulación de oligosacáridos ricos en glucosa, está bien reconocida la falta de un tratamiento eficaz para la alfa-manosidosis. En la actualidad, la principal opción terapéutica para el tratamiento de la enfermedad es el trasplante de médula ósea, sin embargo, el objetivo de la presente invención es promover la terapia de reemplazo enzimático como una potencial alternativa futura.In view of the severe clinical manifestations resulting from the accumulation of glucose-rich oligosaccharides, the lack of an effective treatment for alpha-mannosidosis is well recognized. Currently, the main therapeutic option for the treatment of the disease is bone marrow transplantation, however, the objective of the present invention is to promote enzyme replacement therapy as a potential future alternative.
Trasplante de médula óseaBone marrow transplant
En 1996, Walkley et al. (Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994) publicaron un artículo acerca de 3 crías de gato con manosidosis que se trataron con un trasplante de médula ósea (BMT) en 1991. En los 2 animales que fueron sacrificados, se observó una normalización, no solo en el cuerpo, sino de forma más importante, también en el cerebro. El 3er gato se encontraba bien después de 6 años. Normalmente, un gato no tratado fallece a los 3-6 meses. En 1987, se trató a un niño con manosidosis con BMT (Will et al. Arch Dis Child, octubre de 1987; 62(10):1044-9). Falleció tras 18 semanas debido a complicaciones relacionadas con el procedimiento. En el cerebro se observó poca actividad enzimática. Este resultado no satisfactorio pudo explicarse por el fuerte tratamiento inmunosupresor antes del fallecimiento o a que se tarda un tiempo para que aumente la actividad enzimática en el cerebro después del BMT. El donante era la madre (de la que podría haberse esperado, como portadora, que tuviese una actividad enzimática menor del 50 %) o podría darse el caso de que, en seres humanos, el BMT no tiene efecto en la función enzimática en el cerebro. A pesar de los resultados variables, los pocos intentos de trasplante de médula ósea han indicado que un injerto con éxito podría corregir las manifestaciones clínicas de la alfamanosidosis, al menos parcialmente. Sin embargo, aún sigue sin conseguirse reducir las graves complicaciones relacionadas con el procedimiento cuando se aplica el trasplante de médula ósea en tratamientos para seres humanos.In 1996, Walkley et al. (Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994) published an article about 3 kittens with mannosidosis that were treated with a bone marrow transplant (BMT) in 1991. In the 2 animals that were euthanized , a normalization was observed, not only in the body, but more importantly, also in the brain. The 3rd cat was fine after 6 years. Typically, an untreated cat dies within 3-6 months. In 1987, a child with mannosidosis was treated with BMT (Will et al. Arch Dis Child, 1987 Oct; 62 (10): 1044-9). He died after 18 weeks due to complications related to the procedure. Little enzyme activity was observed in the brain. This unsatisfactory result could be explained by strong immunosuppressive treatment before death or because it takes time for enzyme activity to increase in the brain after BMT. The donor was the mother (who could have been expected as a carrier to have less than 50% enzyme activity) or it could be the case that, in humans, BMT has no effect on enzyme function in the brain . Despite variable results, few attempts at bone marrow transplantation have indicated that a successful graft could correct the clinical manifestations of alpha-mannosidosis, at least partially. However, it is still not possible to reduce the serious complications related to the procedure when bone marrow transplantation is applied in treatments for humans.
Terapia de reemplazo enzimáticoEnzyme replacement therapy
Cuando se descubrieron las enfermedades de almacenamiento lisosómico, aumentaron las esperanzas de que estas se pudieran tratar mediante sustitución enzimática. La terapia de reemplazo enzimático ha demostrado ser eficaz en la enfermedad de Gaucher. Cuando se inyecta glucocerebrosidasa lisosómica exógena en el paciente, las células con deficiencia enzimática captan esta enzima (Barton et al. N Engl J Med 324:1464-1470). Dicha captación está regulada por determinados receptores en la superficie celular, tales como, por ejemplo, el receptor de manosa-6-fosfato, que es prácticamente ubicuo en la superficie de las células y otros receptores, tales como el receptor de asialoglucoproteínas y el receptor de manosa, que están restringidos a determinados tipos de células, tales como células del linaje celular de monocitos/macrófagos y los hepatocitos. Por lo tanto, la captación celular de la enzima depende en gran medida de su perfil de glucosilación. En caso de que esté diseñada de manera adecuada, podría reemplazarse la enzima defectuosa mediante inyecciones regulares de enzima exógena del mismo modo que los pacientes diabéticos reciben insulina. Los estudios in vitro con alfa-manosidasa lisosómica activa purificada añadida al medio de fibroblastos con deficiencia enzimática demostraron la corrección de la acumulación lisosómica del sustrato. Por otra parte, el tratamiento in vivo se ha visto dificultado, en parte, por el problema de producir una cantidad suficiente de enzimas, debido a los complicados procesos de producción y purificación a gran escala y a complicaciones resultantes de reacciones inmunitarias contra la enzima exógena.When lysosomal storage diseases were discovered, hopes rose that they could be treated by enzyme replacement. Enzyme replacement therapy has been shown to be effective in Gaucher disease. When exogenous lysosomal glucocerebrosidase is injected into the patient, enzyme-deficient cells take up this enzyme (Barton et al. N Engl J Med 324: 1464-1470). Said uptake is regulated by certain receptors on the cell surface, such as, for example, the mannose-6-phosphate receptor, which is practically ubiquitous on the surface of cells, and other receptors, such as the asialoglycoprotein receptor and the mannose receptor, They are restricted to certain cell types, such as cells of the monocyte / macrophage cell lineage and hepatocytes. Therefore, the cellular uptake of the enzyme is highly dependent on its glycosylation profile. If properly designed, the defective enzyme could be replaced by regular injections of exogenous enzyme in the same way that diabetic patients take insulin. In vitro studies with purified active lysosomal alpha-mannosidase added to the medium of enzyme-deficient fibroblasts demonstrated correction of substrate lysosomal accumulation. On the other hand, in vivo treatment has been hampered, in part, by the problem of producing a sufficient quantity of enzymes, due to complicated large-scale production and purification processes and complications resulting from immune reactions against the exogenous enzyme.
Sin embargo y de manera más importante, se aplican consideraciones especiales en relación con las enfermedades de almacenamiento lisosómico con un componente neurológico principal, tales como la alfa-manosidosis, en donde las manifestaciones clínicas están relacionadas con un aumento del almacenamiento lisosómico dentro del sistema nervioso central. Por lo tanto, la terapia de reemplazo enzimático no ha demostrado ser eficaz contra la variante neuropática aguda de la enfermedad de Gaucher (Prows et al. Am J Med Genet 71:16-21).However, and more importantly, special considerations apply in relation to lysosomal storage diseases with a major neurological component, such as alpha-mannosidosis, where the clinical manifestations are related to increased lysosomal storage within the nervous system. central. Therefore, enzyme replacement therapy has not been shown to be effective against the acute neuropathic variant of Gaucher disease (Prows et al. Am J Med Genet 71: 16-21).
El suministro de enzimas terapéuticas al cerebro se ve impedido por la ausencia de trasporte de estas moléculas grandes a través de la barrera hematoencefálica. Partiendo de la noción general de que ha de esquivarse la barrera hematoencefálica para observar el efecto de los agentes terapéuticos en el cerebro, se ha contemplado el uso de una gran variedad de sistemas de suministro. Estos incluyen técnicas invasivas, tales como la apertura osmótica de la barrera hematoencefálica con, por ejemplo, manitol y técnicas no invasivas, tales como endocitosis mediada por receptores de enzimas quiméricas. Ya que se espera que el reemplazo enzimático requiera la administración de la enzima de manera regular, debe evitarse el uso de técnicas invasivas. Solo recientemente, el uso de técnicas no invasivas ha proporcionado resultados prometedores en modelos animales (para la alfa-manosidosis véase más adelante, para otros trastornos lisosómicos véase, por ejemplo: Grubb et al. p Na S 2008, 105(7) pp. 2616-2621). Se ha contemplado que un almacenamiento reducido en los órganos viscerales y en las meninges podría reducir la cantidad de oligosacáridos que se transporta al cerebro. Sin embargo, no se cree que dichas consideraciones sean aplicables a los trastornos lisosómicos, en los que el daño neurológico es primario y grave (Neufeld, E. F. Enzyme replacement therapy, en "Lysosomal disorders of the brain" (Platt, F. M. Walkley, S. V: eds Oxford University Press). Sin embargo, tal como se describe en Roces et al. Human Molecular Genetics 2004, 13(18) págs. 1979-1988, Blanz et al. Human Molecular Genetics 2008, 17(22) págs. 3437-3445 y el documento WO 05/094874, se ha demostrado que es posible aumentar los niveles de LAMAN en el sistema nervioso central de animales usando, por ejemplo, inyección intravenosa de una formulación que comprende alfa-manosidasa, reduciendo de este modo los niveles intracelulares de oligosacáridos neutros ricos en manosa en una o más regiones del sistema nervioso central. Esto indica que la alfa-manosidasa recombinante es útil en la terapia de reemplazo enzimático de pacientes que padecen alfa-manosidosis. Por lo tanto, uno de los principales problemas a la hora de proporcionar un tratamiento eficaz de la alfa-manosidosis usando reemplazo hormonal es proporcionar cantidades suficientes de alfa-manosidasa recombinante pura de un modo económico.The delivery of therapeutic enzymes to the brain is impeded by the absence of transport of these large molecules across the blood-brain barrier. Based on the general notion that the blood-brain barrier must be circumvented to observe the effect of therapeutic agents in the brain, the use of a wide variety of delivery systems has been contemplated. These include invasive techniques, such as osmotic opening of the blood-brain barrier with, for example, mannitol, and non-invasive techniques, such as chimeric enzyme receptor-mediated endocytosis. Since enzyme replacement is expected to require administration of the enzyme on a regular basis, the use of invasive techniques should be avoided. Only recently, the use of non-invasive techniques has provided promising results in animal models (for alpha-mannosidosis see below, for other lysosomal disorders see, for example: Grubb et al. P N a S 2008, 105 (7) pp 2616-2621). It has been contemplated that reduced storage in the visceral organs and meninges could reduce the amount of oligosaccharides that are transported to the brain. However, these considerations are not believed to apply to lysosomal disorders, in which neurological damage is primary and severe (Neufeld, EF Enzyme replacement therapy, in "Lysosomal disorders of the brain" (Platt, FM Walkley, S. V: eds Oxford University Press) However, as described in Roces et al. Human Molecular Genetics 2004, 13 (18) pp. 1979-1988, Blanz et al. Human Molecular Genetics 2008, 17 (22) pp. 3437-3445 and WO 05/094874, it has been shown that it is possible to increase LAMAN levels in the central nervous system of animals using, for example, intravenous injection of a formulation comprising alpha-mannosidase, thereby reducing the intracellular levels of mannose-rich neutral oligosaccharides in one or more regions of the central nervous system. This indicates that recombinant alpha-mannosidase is useful in enzyme replacement therapy of patients suffering from alpha-mannosidosis. Therefore, one of the main The problem in providing effective treatment of alpha-mannosidosis using hormone replacement is to provide sufficient amounts of pure recombinant alpha-mannosidase in an inexpensive manner.
Producción y purificación de alfa-manosidasaProduction and purification of alpha-mannosidase
El documento WO 02/099092 divulga un proceso de producción a pequeña escala de rhLAMAN en células CHO usando medio asérico a 37 °C. También se describe un proceso de purificación a pequeña escala que implica diafiltración de la enzima en bruto y cromatografía de intercambio aniónico débil usando columnas de DEAE sefarosa FF en la etapa de captura, seguida de una serie de etapas de purificación por cromatografía que implican cromatografía de interacción hidrófoba y en modo mixto.WO 02/099092 discloses a process for the small scale production of rhLAMAN in CHO cells using serum medium at 37 ° C. Also described is a small-scale purification process that involves diafiltration of the crude enzyme and weak anion exchange chromatography using DEAE sepharose FF columns in the capture step, followed by a series of chromatographic purification steps involving chromatography of hydrophobic and mixed mode interaction.
Forsee et al. divulga la purificación de una 1,2-alfa-manosidasa aislada de hígado de conejo. La manosidasa de conejo es una enzima monomérica de 52 kDa. Se llevan a cabo varias etapas de cromatografía, usando en una de las últimas resina de agarosa Cibracon Blue. Sin embargo, Forsee et al. no divulgan el uso de resinas multimodo (tales como Cibracon Blue) para la purificación de LAMAN humana recombinante.Forsee et al. discloses the purification of a 1,2-alpha-mannosidase isolated from rabbit liver. Rabbit mannosidase is a 52 kDa monomeric enzyme. Several chromatography steps are carried out, using Cibracon Blue agarose resin in one of the latter. However, Forsee et al. do not disclose the use of multimode resins (such as Cibracon Blue) for the purification of recombinant human LAMAN.
El documento WO 2007/112757 divulga un método para la concentración de un péptido y se describen los tipos adecuados de resina para cromatografía. Sin embargo, el documento WO 2007/112757 en su conjunto se centra en PBGD y no divulga el uso de resinas multimodo para la purificación de rhLAMAN.WO 2007/112757 discloses a method for the concentration of a peptide and suitable types of resin for chromatography are described. However, WO 2007/112757 as a whole focuses on PBGD and does not disclose the use of multimode resins for the purification of rhLAMAN.
El documento WO 2009/007451 divulga la purificación de la proteína Factor VIII usando resinas en modo mixto o multimodo. No se divulga la purificación de rhLAMAN.WO 2009/007451 discloses the purification of Factor VIII protein using mixed or multimode resins. The purification of rhLAMAN is not disclosed.
Zhao et al. divulgan una revisión de una serie de resinas de modo mixto útiles para la cromatografía de proteínas. No se divulga la purificación de manosidasa.Zhao et al. disclose a review of a series of mixed mode resins useful for protein chromatography. The purification of mannosidase is not disclosed.
El documento WO 05/094874 divulga un proceso de producción a pequeña escala de rhLAMAN en células de ovario de hámster chino (CHO) usando medio asérico a 37 °C. También se describe un proceso de purificación a pequeña escala análogo al del documento WO 02/099092.WO 05/094874 discloses a process for the small-scale production of rhLAMAN in ovarian cells Chinese hamster (CHO) using serum medium at 37 ° C. A small-scale purification process analogous to that of WO 02/099092 is also described.
El documento WO 05/077093 describe la fabricación de enzimas lisocímica altamente fosforiladas. En el ejemplo IV se describe un método de purificación para alfa-glucosidasa ácida (GAA) usando una resina multimodo (Bluesefarosa). Aunque GAA es una enzima lisocímica, es completamente diferente de rhLAMAN. GAA está altamente fosforilada, mientras que rhLAMAN tiene un bajo grado de fosforilación. Además, la puntuación de identidad de secuencia es menor del 12 % entre GAA y rhLAMAN y finalmente, sus puntos isoeléctricos teóricos difieren en más de una unidad de pH (5,42 y 6,48, respectivamente). Por lo tanto, el método descrito en el documento WO 05/077093 para purificar GAA no puede aplicarse a rhLAMAN.WO 05/077093 describes the manufacture of highly phosphorylated lysocymic enzymes. Example IV describes a purification method for acid alpha-glucosidase (GAA) using a multimode resin (Bluesepharose). Although GAA is a lysocymic enzyme, it is completely different from rhLAMAN. GAA is highly phosphorylated, while rhLAMAN has a low degree of phosphorylation. Furthermore, the sequence identity score is less than 12% between GAA and rhLAMAN and finally, their theoretical isoelectric points differ by more than one pH unit (5.42 and 6.48, respectively). Therefore, the method described in WO 05/077093 for purifying GAA cannot be applied to rhLAMAN.
Se ha divulgado un proceso de producción a pequeña escala de rhLAMAN en células CHO usando suero al 0,25 % (V/V) y adición de DMSO (Berg et al. Molecular Genetics and Metabolism, 73, págs. 18-29, 2001. También describe dos procesos de purificación que implican a) un procedimiento en tres etapas que implica ultrafiltración, cromatografía de intercambio aniónico y filtración en gel o b) cromatografía de inmunoafinidad en una sola etapa. Además, se divulga cómo el método a) da como resultado la fragmentación completa de la enzima de 130 kDa en fragmentos de 55 kDa y 72 kDa, mientras que el método b) da como resultado una fragmentación parcial del precursor de 130 kDa en cantidades significativas de fragmentos de 55 y 72 kDa.A small-scale production process of rhLAMAN in CHO cells using 0.25% serum (V / V) and addition of DMSO has been reported (Berg et al. Molecular Genetics and Metabolism, 73, pp. 18-29, 2001 It also describes two purification processes involving a) a three-step process involving ultrafiltration, anion exchange chromatography, and gel filtration or b) single-step immunoaffinity chromatography. Furthermore, it is disclosed how method a) results in complete fragmentation of the 130 kDa enzyme into 55 kDa and 72 kDa fragments, while method b) results in partial fragmentation of the 130 kDa precursor in significant amounts. 55 and 72 kDa fragments.
Por tanto, podría ser ventajoso un proceso mejorado para la producción y purificación de alfa-manosidasa recombinante. En particular, podría ser ventajoso un proceso mejorado para el cultivo a gran escala de una línea celular capaz de expresar alfa-manosidasa y un proceso de purificación a gran escala más eficaz para aislar la alfamanosidasa pura con una alta actividad enzimática a partir de un cultivo celular.Thus, an improved process for the production and purification of recombinant alpha-mannosidase could be advantageous. In particular, an improved process for large-scale cultivation of a cell line capable of expressing alpha-mannosidase and a more efficient large-scale purification process for isolating pure alpha-mannosidase with high enzyme activity from a culture could be advantageous. mobile.
Sumario de la invenciónSummary of the invention
Por lo tanto, un objeto de la presente invención se refiere a un proceso de producción y purificación para alfamanosidasa lisosómica humana recombinante.Therefore, an object of the present invention relates to a production and purification process for recombinant human lysosomal alpha-mannosidase.
En particular, un objeto de la presente invención es proporcionar un proceso de producción y purificación escalable que resuelva los problemas anteriormente mencionados de la técnica anterior proporcionando cantidades suficientes de alfa-manosidasa lisosómica humana de alta pureza con una alta actividad enzimática, proporcionado de este modo un tratamiento para pacientes que padezcan alfa-manosidosis.In particular, an object of the present invention is to provide a scalable production and purification process that solves the aforementioned problems of the prior art by providing sufficient amounts of high purity human lysosomal alpha-mannosidase with high enzymatic activity, thereby provided a treatment for patients suffering from alpha-mannosidosis.
Por lo tanto, un aspecto de la invención se refiere a un proceso para la purificación de alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante a partir de un cultivo celular, en donde se somete una fracción de dicho cultivo celular que comprende alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante a cromatografía sobre una resina que contiene un ligando multimodo, en donde dicho ligando multimodo unido a la resina es una sustancia que tiene un grupo ácido carboxílico o ácido sulfónico y en donde dicho proceso da como resultado una composición que comprende alfamanosidasa purificada caracterizada porque al menos un 80 % de la alfa-manosidasa está presente como una glucoproteína de 130 kDa. El hallazgo sorprendente de que este proceso de purificación dio como resultado porcentajes persistentes más altos (tal como más del 80 %) de la glucoproteína de 130 kDa no fragmentada después de la purificación que lo conseguido anteriormente es ventajoso, ya que esto proporciona un producto más uniforme en comparación con una enzima fragmentada, lo que a su vez potencia la capacidad de obtener un producto de calidad farmacéuticaTherefore, one aspect of the invention relates to a process for the purification of recombinant human lysosomal alpha-mannosidase from a cell culture, wherein a fraction of said cell culture comprising recombinant human lysosomal alpha-mannosidase is subjected to chromatography on a resin containing a multimode ligand, wherein said multimode ligand bound to the resin is a substance that has a carboxylic acid or sulfonic acid group and wherein said process results in a composition comprising purified alpha-mannosidase characterized in that at least one 80% of the alpha-mannosidase is present as a 130 kDa glycoprotein. The surprising finding that this purification process resulted in higher persistent percentages (such as greater than 80%) of the non-fragmented 130 kDa glycoprotein after purification than previously achieved is advantageous, as this provides a more uniform compared to a fragmented enzyme, which in turn enhances the ability to obtain a pharmaceutical grade product
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un proceso para la producción discontinua alimentada o continua de alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante, que comprende las siguientes etapas:Another aspect of the present invention relates to a process for the batch fed or continuous production of recombinant human lysosomal alpha-mannosidase, comprising the following steps:
a. inocular un reactor de producción que comprende un medio base con células capaces de producir alfamanosidasa lisosómica humana recombinante en el día 0, para proporcionar un cultivo celular;to. inoculating a production reactor comprising a base medium with cells capable of producing recombinant human lysosomal alpha-mannosidase on day 0, to provide a cell culture;
b. añadir un medio de alimentación a dicho cultivo celular al menos una vez desde el día 1;b. adding a feeding medium to said cell culture at least once from day 1;
c. ajustar la temperatura de dicho cultivo celular a como máximo 35 °C, ya sea después del día 3 o cuando la densidad de células viables es mayor de 2,1 MVC/ml, lo que suceda primero,c. adjust the temperature of said cell culture to a maximum of 35 ° C, either after day 3 or when the density of viable cells is greater than 2.1 MVC / ml, whichever comes first,
d. un proceso de purificación como se describe en el presente documento.d. a purification process as described herein.
Los inventores descubrieron sorprendentemente que el proceso de producción anterior dio como resultado un cultivo celular que comprende alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante con altos rendimientos que se podía transferir fácilmente a la columna de purificación de la presente invención sin dilución alguna.The inventors surprisingly found that the above production process resulted in a cell culture comprising recombinant human lysosomal alpha-mannosidase in high yields that could be easily transferred to the purification column of the present invention without any dilution.
Otro aspecto más de la presente invención es proporcionar una composición que comprende alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante purificada mediante un proceso de purificación como se describe en el presente documento, en donde al menos un 80 % de la alfa-manosidasa está presente en forma de una glucoproteína de 130 kDa.Yet another aspect of the present invention is to provide a composition comprising recombinant human lysosomal alpha-mannosidase purified by a purification process as described herein, wherein at least 80% of the alpha-mannosidase is present as a 130 kDa glycoprotein.
Otro aspecto de la presente invención es una composición que comprende alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante purificada para su uso en el tratamiento de la alfa-manosidosis.Another aspect of the present invention is a composition comprising human lysosomal alpha-mannosidase purified recombinant for use in the treatment of alpha-mannosidosis.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
La figura 1 muestra un esquema general del diseño del proceso de purificación preferido en la actualidad para la alfa-manosidasa desde la recogida hasta el relleno de la sustancia farmacológica.Figure 1 shows a general outline of the currently preferred purification process design for alpha-mannosidase from harvest to drug substance fill.
La figura 2 muestra un ejemplo de un cromatograma en columna de Capto™ MMC para alfa-manosidasa. La figura 3 muestra un ejemplo de un cromatograma en columna de butil Sepharose™ FF para alfa-manosidasa. La figura 4 muestra un ejemplo de un cromatograma en columna de CHT de tipo 1 para alfa-manosidasa.Figure 2 shows an example of a Capto ™ MMC column chromatogram for alpha-mannosidase. Figure 3 shows an example of a butyl Sepharose ™ FF column chromatogram for alpha-mannosidase. Figure 4 shows an example of a CHT type 1 column chromatogram for alpha-mannosidase.
La figura 5 muestra un ejemplo de un cromatograma en columna de Q Sepharose™ HO para alfa-manosidasa. La figura 6 muestra un cromatograma de SDS-PAGE de la composición purificada de alfa-manosidasa que indica la distribución de las especies de glucoproteína de 130 kDa, 75 kDa y 55 kDa.Figure 5 shows an example of a Q Sepharose ™ HO column chromatogram for alpha-mannosidase. Figure 6 shows an SDS-PAGE chromatogram of the purified alpha-mannosidase composition indicating the distribution of the 130 kDa, 75 kDa and 55 kDa glycoprotein species.
La figura 7 muestra tres diagramas de HPLC para alfa-manosidasa purificada, donde se ilustra la cantidad de la especie de 130 kDa en comparación con las especies de 55 y 75 kDa. El primer pico desde la izquierda es la especie de 55 kDa, seguido de las especies de 130 kDa y 75 kDa, respectivamente. El proceso en 2 etapas es sin el uso de una etapa de cromatografía de ligando multimodal, mientras que los procesos en 3 y 4 etapas usan una etapa de cromatografía de ligando multimodal.Figure 7 shows three HPLC diagrams for purified alpha-mannosidase, illustrating the amount of the 130 kDa species compared to the 55 and 75 kDa species. The first peak from the left is the 55 kDa species, followed by the 130 kDa and 75 kDa species, respectively. The 2-step process is without the use of a multimodal ligand chromatography step, while the 3 and 4-step processes use a multimodal ligand chromatography step.
A continuación, se describirá la presente invención en más detalle.Next, the present invention will be described in more detail.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
DefinicionesDefinitions
Antes de describir en más detalle la presente invención, se definirán en primer lugar los siguientes términos y convenciones:Before describing the present invention in more detail, the following terms and conventions will first be defined:
Alfa manosidasa recombinanteRecombinant alpha mannosidase
En el contexto de la presente invención, la alfa-manosidasa recombinante se define como una alfa-manosidasa que por virtud de su origen o manipulación no es igual a la totalidad o una parte de la alfa-manosidasas de tipo silvestre encontradas en la naturaleza. Por lo tanto, se construye usando técnicas recombinantes que implican moléculas de ADN recombinante, es decir, secuencias de ADN híbridas que comprenden al menos dos secuencias de ADN fusionadas, no encontrándose normalmente la primera secuencia fusionada con la segunda secuencia en la naturaleza. La proteína alfa-manosidasa recombinante puede ser de origen humano o no humano. En particular, puede ser una alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante (rhLAMAN). El producto de alfa-manosidasa puede ser un solo polipéptido o una mezcla de un polipéptido individual y fracciones del mismo. Asimismo, la alfamanosidasa puede someterse a modificaciones postraduccionales y, por lo tanto, puede encontrarse en forma de glucoproteína.In the context of the present invention, recombinant alpha-mannosidase is defined as an alpha-mannosidase that by virtue of its origin or manipulation is not equal to all or part of the wild-type alpha-mannosidases found in nature. Therefore, it is constructed using recombinant techniques involving recombinant DNA molecules, that is, hybrid DNA sequences comprising at least two fused DNA sequences, the first sequence fused to the second sequence not normally found in nature. The recombinant alpha-mannosidase protein can be of human or non-human origin. In particular, it can be a recombinant human lysosomal alpha-mannosidase (rhLAMAN). The alpha-mannosidase product can be a single polypeptide or a mixture of an individual polypeptide and fractions thereof. Likewise, alphamanosidase can undergo post-translational modifications and therefore can be in the form of a glycoprotein.
Cultivo celularCell culture
Un cultivo celular es el proceso mediante el cual se cultivan células en condiciones controladas. En el presente contexto, las células del cultivo se diseñan especialmente para que expresen una proteína de interés, tal como alfamanosidasa recombinante. El cultivo celular puede alojarse en un biorreactor, que está especialmente diseñado para permitir el control de las condiciones químicas y físicas.A cell culture is the process by which cells are grown under controlled conditions. In the present context, cells in culture are specially designed to express a protein of interest, such as recombinant alpha-mannosidase. Cell culture can be housed in a bioreactor, which is specially designed to allow control of chemical and physical conditions.
FracciónFraction
En el presente contexto, una fracción se refiere a una fracción de un cultivo celular. La fracción puede constituir el cultivo celular completo, pero normalmente es una fracción tratada del cultivo, tal como una fracción aclarada, filtrada, concentrada, diluida o parcialmente purificada.In the present context, a fraction refers to a fraction from a cell culture. The fraction may constitute the entire cell culture, but is usually a treated fraction of the culture, such as a clarified, filtered, concentrated, diluted or partially purified fraction.
ResinaResin
En el contexto de la presente invención, una resina constituye la base de una fase estacionaria en un sistema de cromatografía, sobre la que se unen diversos grupos o sustancias químicas para proporcionar una cantidad concreta de afinidad para una molécula o proteína de interés dada. Las resinas son normalmente perlas poliméricas con ligandos unidos covalentemente, siendo dichas resinas insolubles en las fases móviles líquidas usadas. In the context of the present invention, a resin forms the basis of a stationary phase in a chromatography system, on which various groups or chemicals are attached to provide a specific amount of affinity for a given molecule or protein of interest. The resins are normally polymeric beads with covalently bound ligands, said resins being insoluble in the liquid mobile phases used.
Ligando multimodalMultimodal ligand
Por ligando multimodal se entiende cualquier ligando que está diseñado para que interactúe con una molécula o proteína de interés al menos de 2 maneras diferentes. Las interacciones individuales pueden ser, independientemente, hidrófobas, hidrófilas, iónicas, interacciones de Van der Waals, enlaces de hidrógeno o cualquier otra interacción intermolecular química o física. En el presente contexto, un ligando es una sustancia química orgánica unida a una resina como se ha definido anteriormente. Un ligando multimodal tendrá diferentes afinidades por diferentes sustancias que se hacen pasar a través de la columna de cromatografía disueltas en una fase móvil. Las diferencias de afinidad dan lugar a variaciones en el tiempo de retención de las diferentes sustancias en la columna de cromatografía, permitiendo la separación de las sustancias. Los tiempos de retención también dependen de otros factores tales como, por ejemplo, los constituyentes de la fase móvil, el pH y la temperatura. Las resinas que comprenden ligandos multimodales en ocasiones se citan también como resinas de "modo mixto", pero en el presente contexto, no deben confundirse las resinas que comprenden un ligando multimodal con las denominadas "resinas de intercambio iónico de modo mixto", que comprenden varios "ligandos" diferentes sobre la misma resina que pueden tener cargas opuestas, tales como, por ejemplo, OH, -Ca+ y -PO42" en el caso de la resina cerámica de hidroxiapatita (CHT). En estas resinas, los ligandos individuales no son multimodales.By multimodal ligand is meant any ligand that is designed to interact with a molecule or protein of interest in at least 2 different ways. The individual interactions can be, independently, hydrophobic, hydrophilic, ionic, Van der Waals interactions, hydrogen bonding, or any other chemical or physical intermolecular interaction. In the present context, a ligand is an organic chemical bound to a resin as defined above. A multimodal ligand will have different affinities for different substances that are passed through the chromatography column dissolved in a mobile phase. The affinity differences give rise to variations in the retention time of the different substances on the chromatography column, allowing the substances to be separated. Retention times also depend on other factors such as, for example, mobile phase constituents, pH and temperature. Resins comprising multimodal ligands are sometimes also referred to as "mixed mode" resins, but in the present context, resins comprising a multimodal ligand should not be confused with so-called "mixed mode ion exchange resins", which comprise several different "ligands" on the same resin that may have opposite charges, such as, for example, OH, -Ca + and -PO 42 " in the case of ceramic hydroxyapatite (CHT) resin. In these resins, the individual ligands they are not multimodal.
CargaLoad
En el presente contexto, la carga se refiere a la transferencia de una fracción recogida, eluato u otra solución a un sistema de cromatografía, tal como una columna de cromatografía que comprende una resina como fase estacionaria.In the present context, loading refers to the transfer of a collected fraction, eluate or other solution to a chromatography system, such as a chromatography column comprising a resin as the stationary phase.
TampónTampon
El término tampón se conoce de sobra como una descripción general de una solución que contiene un ácido débil y/o su sal correspondiente o una base débil y/o su sal correspondiente, que es resistente a los cambios en el pH. En el contexto de la presente invención, los tampones usados son adecuados para su uso en sistemas de cromatografía, incluyendo dichos tampones, pero sin limitación: Tampones fosfato, por ejemplo, fosfato disódico (Na2HPO4), fosfato de sodio o fosfato de potasio, tampones acetato, por ejemplo, acetato de sodio o acetato de potasio, tampones sulfato, por ejemplo, sulfato de sodio o sulfato de potasio, sulfato de amonio o Hepes u otros tampones, por ejemplo, borato de sodio o tampón de tris-HCl.The term buffer is well known as a general description of a solution that contains a weak acid and / or its corresponding salt or a weak base and / or its corresponding salt, which is resistant to changes in pH. In the context of the present invention, the buffers used are suitable for use in chromatography systems, including but not limited to: Phosphate buffers, for example disodium phosphate (Na 2 HPO 4 ), sodium phosphate or phosphate of potassium, acetate buffers, eg sodium acetate or potassium acetate, sulfate buffers, eg sodium sulfate or potassium sulfate, ammonium sulfate or Hepes or other buffers, eg sodium borate or tris-buffer. HCl.
UltrafiltraciónUltrafiltration
La ultrafiltración es un método de separación en el que se usa presión hidráulica para forzar a las moléculas y al disolvente a través de una membrana que comprende poros de un tamaño concreto, también conocido como tamaño o valor de corte. Solo son capaces de atravesar la membrana las moléculas que tienen un peso molecular menor que el valor de corte de la membrana, mientras que aquellas que tienen un mayor peso molecular no atraviesan la membrana y forman lo que se denomina retenido. Por lo tanto, las moléculas presentes en el retenido pueden concentrarse a medida que fluye el disolvente a través de la membrana.Ultrafiltration is a method of separation in which hydraulic pressure is used to force molecules and solvent through a membrane that comprises pores of a specific size, also known as a size or cut-off value. Only molecules that have a molecular weight lower than the cut-off value of the membrane are capable of crossing the membrane, while those that have a higher molecular weight do not cross the membrane and form what is called retained. Therefore, the molecules present in the retentate can be concentrated as the solvent flows through the membrane.
En una realización particular, puede llevarse a cabo la concentración de una solución o composición que comprende un polipéptido, tal como alfa-manosidasa, mediante filtración de flujo tangencial (TFF). Este método es particularmente útil para concentración a gran escala, es decir, para la concentración de soluciones con un volumen de un litro a varios cientos de litros. Por lo tanto, este método es particularmente útil para la producción de soluciones concentradas de un polipéptido de interés a escala industrial.In a particular embodiment, the concentration of a solution or composition comprising a polypeptide, such as alpha-mannosidase, can be carried out by tangential flow filtration (TFF). This method is particularly useful for large-scale concentration, that is, for the concentration of solutions with a volume of one liter to several hundred liters. Therefore, this method is particularly useful for the production of concentrated solutions of a polypeptide of interest on an industrial scale.
La técnica de la TFF está basada en el uso de un aparato concreto que hace que la solución que se va a filtrar fluya a través de una membrana semipermeable; únicamente las moléculas que son más pequeñas que los poros de la membrana pasarán a través de la membrana, formando el filtrado, dejando atrás la materia que se va a recoger (retenido). Con el método de la TFF, se aplican dos presiones diferentes; una para bombear la solución al sistema y para hacerla circular en el sistema (presión de entrada) y se aplica otra presión sobre la membrana (presión de membrana) para forzar a las moléculas pequeñas y al disolvente a través de la membrana. La presión de entrada puede encontrarse típicamente en el intervalo de 1-3 bar, tal como entre 1,5-2 bar. La presión transmembrana (TMP) puede ser típicamente mayor de 1 bar. La composición concentrada de un polipéptido de interés puede recogerse en forma de retenido cuando se usa TFF para concentrar la composición. Las membranas útiles para la TFF pueden estar hechas típicamente de celulosa regenerada o de polietersulfona (PES).The TFF technique is based on the use of a specific device that makes the solution to be filtered flow through a semi-permeable membrane; only molecules that are smaller than the pores of the membrane will pass through the membrane, forming the filtrate, leaving behind the matter to be collected (retained). With the TFF method, two different pressures are applied; one to pump the solution into the system and circulate it through the system (inlet pressure) and another pressure is applied on the membrane (membrane pressure) to force the small molecules and solvent through the membrane. The inlet pressure can typically be in the range of 1-3 bar, such as between 1.5-2 bar. The transmembrane pressure (TMP) can typically be greater than 1 bar. The concentrated composition of a polypeptide of interest can be collected as a retentate when TFF is used to concentrate the composition. Membranes useful for TFF can typically be made from regenerated cellulose or polyethersulfone (PES).
DiafiltraciónDiafiltration
En el presente contexto, la diafiltración es un proceso de filtración donde una especie de interés se encuentra en el retenido, es decir, no se le permite pasar a través del filtro, mientras que otros componentes tales como, por ejemplo, tampones y sales pasan a través del filtro. Por lo tanto, la diafiltración puede usarse, por ejemplo, para intercambiar un tampón por otro o para concentrar soluciones que contienen una especie de interés, tal como alfamanosidasa recombinante. In the present context, diafiltration is a filtration process where a species of interest is found in the retentate, that is, it is not allowed to pass through the filter, while other components such as, for example, buffers and salts pass through the filter. Thus, diafiltration can be used, for example, to exchange one buffer for another or to concentrate solutions containing a species of interest, such as recombinant alpha-mannosidase.
Un primer aspecto de la presente divulgación es proporcionar un proceso para la purificación de alfa-manosidasa recombinante procedente de un cultivo celular, en donde se somete una fracción de dicho cultivo celular que comprende alfa-manosidasa recombinante a cromatografía sobre una resina que contiene un ligando multimodo. La ventaja de usar resinas que comprenden un ligando multimodal en el presente contexto es que estas resinas permiten la unión de las especies de alfa-manosidasa en soluciones que tienen altos niveles de conductividad. Esto tiene la ventaja de que pueden usarse fracciones recogidas no diluidas con altos niveles de conductividad y no se necesita intercambiar el tampón de la fracción recogida. Por lo tanto, la etapa cromatográfica que comprende un ligando multimodal puede ser preferentemente la primera etapa de cromatografía después de aislar la fracción del cultivo celular. Dicha etapa de cromatografía que comprende un ligando multimodal puede citarse normalmente como "etapa de captura", ya que la proteína de interés se retiene inicialmente en la columna (es decir, se captura), mientras que diversas impurezas pasan a través de la columna durante las etapas de lavado. Posteriormente, se eluye la proteína usando un tampón de elución específico.A first aspect of the present disclosure is to provide a process for the purification of recombinant alpha-mannosidase from a cell culture, wherein a fraction of said cell culture comprising recombinant alpha-mannosidase is subjected to chromatography on a resin containing a ligand multimode. The advantage of using resins comprising a multimodal ligand in the present context is that these resins allow the binding of alpha-mannosidase species in solutions having high levels of conductivity. This has the advantage that undiluted collected fractions with high levels of conductivity can be used and there is no need to exchange the collected fraction buffer. Therefore, the chromatographic step comprising a multimodal ligand may preferably be the first chromatography step after isolating the fraction from the cell culture. Such a chromatography step comprising a multimodal ligand can usually be referred to as a "capture step", since the protein of interest is initially retained on the column (ie, captured), while various impurities pass through the column during the washing stages. Subsequently, the protein is eluted using a specific elution buffer.
Por lo tanto, en una realización de la invención se proporciona un proceso en donde la fracción del cultivo celular que comprende la alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante es una fracción recogida no diluida aclarada. En el contexto de la presente invención, la expresión "fracción recogida no diluida clarificada" significa una fracción recogida de un cultivo celular, que está libre de material o sólidos no disueltos, es decir, es una solución transparente. La fracción recogida puede haberse sometido a un tratamiento para convertirla en una solución transparente. Dichos tratamientos pueden incluir, pero sin limitación: Filtración y centrifugación. Además, la fracción recogida no se diluye significativamente antes de someterla a etapas de cromatografía. Por lo tanto, la fracción recogida se diluye en menos de un 10 %, tal como menos de un 7 %, menos de un 5 %, menos de un 2 %, menos de un 1 %, menos de un 0,5 %, tal como menos de un 0,1 %. En la realización más preferida, la fracción recogida no está diluida.Therefore, in one embodiment of the invention a process is provided wherein the fraction of the cell culture comprising the recombinant human lysosomal alpha-mannosidase is a clarified undiluted collected fraction. In the context of the present invention, the term "clarified undiluted collected fraction" means a fraction collected from a cell culture, which is free of undissolved material or solids, ie it is a clear solution. The collected fraction may have been treated to make it a clear solution. Such treatments may include, but are not limited to: Filtration and centrifugation. Furthermore, the collected fraction is not significantly diluted before being subjected to chromatography steps. Therefore, the collected fraction is diluted less than 10%, such as less than 7%, less than 5%, less than 2%, less than 1%, less than 0.5%, such as less than 0.1%. In the most preferred embodiment, the collected fraction is undiluted.
En otra realización, se proporciona un proceso en donde la fracción recogida no diluida aclarada tiene una conductividad de 10-20 mS/cm, tal como de 12-17 mS/cm, preferentemente 15 mS/cm. La conductividad se mide antes de cargar la fracción recogida en un sistema de cromatografía.In another embodiment, a process is provided wherein the clarified undiluted collected fraction has a conductivity of 10-20 mS / cm, such as 12-17 mS / cm, preferably 15 mS / cm. Conductivity is measured before loading the collected fraction into a chromatography system.
En una realización, dicha cromatografía se lleva a cabo en una resina que comprende un ligando multimodo que tiene un grupo de ácido carboxílico o de ácido sulfónico. Los ácidos carboxílicos y/o sulfónicos comprendidos en estos ligandos pueden encontrarse en forma protonada o en forma desprotonada (de sal) dependiendo de las condiciones en el sistema cromatográfico, en particular, el pH de la fase móvil.In one embodiment, said chromatography is carried out on a resin comprising a multimode ligand having a carboxylic acid or sulfonic acid group. The carboxylic and / or sulfonic acids comprised in these ligands can be in the protonated or deprotonated (salt) form depending on the conditions in the chromatographic system, in particular the pH of the mobile phase.
En otra realización más, se proporciona un proceso en donde el ligando multimodal unido a la resina es una sustancia de fórmula (I), (II) o (III):In yet another embodiment, a process is provided wherein the multimodal ligand bound to the resin is a substance of formula (I), (II) or (III):
en donde R de las sustancias de fórmula (II) y (III) es un grupo funcional de fórmula (IV): where R of the substances of formula (II) and (III) is a functional group of formula (IV):
El ligando multimodo representado por el grupo funcional de fórmula (IV) se cita generalmente como "Cibracon Blue 3G" y los ejemplos de productos comerciales representados por las sustancias de fórmula (I), (II) y (III) son "Capto™ MMC", "Capto™ Blue" y "Blue sepharose™ fast flow", respectivamente. Otras resinas útiles de tipo multimodo incluyen: Capto™ Adhere, MEP HyperCel™, HEA HyperCel™ y PPA HyperCel™. En el contexto de la presente invención, dichas resinas han demostrado ser especialmente eficaces en la purificación inicial de una fracción recogida no diluida que comprende alfa-manosidasa recombinante.The multimode ligand represented by the functional group of formula (IV) is generally referred to as "Cibracon Blue 3G" and examples of commercial products represented by the substances of formula (I), (II) and (III) are "Capto ™ MMC "," Capto ™ Blue "and" Blue sepharose ™ fast flow ", respectively. Other useful multimode type resins include: Capto ™ Adhere, MEP HyperCel ™, HEA HyperCel ™ and PPA HyperCel ™. In the context of the present invention, said resins have proven to be especially effective in the initial purification of an undiluted collected fraction comprising recombinant alpha-mannosidase.
Una realización adicional de la divulgación proporciona un proceso en donde la fracción de dicho cultivo celular cargada sobre la resina que comprende un ligando multimodo, se somete a al menos una etapa de lavado con una solución que comprende isopropanol, preferentemente, isopropanol a al menos el 1 % (V:V), tal como isopropanol a al menos el 2 %, 3 %, 4 %, 4,5 % (V:V), preferentemente, isopropanol a al menos el 5 % (V:V). La ventaja de usar una solución que comprende isopropanol es que proporciona una mejor eliminación de las proteínas no deseadas de la célula hospedadora (HCP), específicamente, ayuda a eliminar una proteasa responsable de la degradación proteolítica de la especie de rhLAMAN de 130 kDa deseada. Las HCP deben entenderse como proteínas endógenas de la célula hospedadora usada en el cultivo celular durante la producción. Aunque se prefiere el isopropanol, otros alcoholes útiles para este proceso incluyen etanol, n-propanol y n-butanol.A further embodiment of the disclosure provides a process wherein the fraction of said cell culture loaded on the resin comprising a multimode ligand, is subjected to at least one washing step with a solution comprising isopropanol, preferably isopropanol to at least the 1% (V: V), such as isopropanol at least 2%, 3%, 4%, 4.5% (V: V), preferably isopropanol at least 5% (V: V). The advantage of using a solution comprising isopropanol is that it provides better removal of unwanted host cell proteins (HCP), specifically, it helps to remove a protease responsible for proteolytic degradation of the desired 130 kDa rhLAMAN species. HCPs are to be understood as endogenous host cell proteins used in cell culture during production. Although isopropanol is preferred, other useful alcohols for this process include ethanol, n-propanol, and n-butanol.
En otra realización más, se proporciona un proceso en donde el pH de la solución usada para las etapas de lavado se encuentra en el intervalo de pH 3,5-6,5, tal como pH 4,0-6,0, pH 4,5-5,5, preferentemente, pH 4,7-5,0.In yet another embodiment, a process is provided wherein the pH of the solution used for the washing steps is in the range of pH 3.5-6.5, such as pH 4.0-6.0, pH 4 5-5.5, preferably pH 4.7-5.0.
Otra realización proporciona un proceso en donde la solución usada para la etapa de lavado comprende un tampón acetato, preferentemente, en una concentración en el intervalo de 0,05-1,6 M, tal como 0,1-1,5 M, 0,5-1,4 M, 0,7 1,3 M, 0,8-1,2 M, 0,9-1,1 M, preferentemente 0,95 M. El tampón acetato puede seleccionarse preferentemente entre el grupo que consiste en acetato de sodio, acetato de potasio, acetato de litio, acetato de amonio.Another embodiment provides a process wherein the solution used for the washing step comprises an acetate buffer, preferably, in a concentration in the range of 0.05-1.6 M, such as 0.1-1.5 M, 0 , 5-1.4 M, 0.7 1.3 M, 0.8-1.2 M, 0.9-1.1 M, preferably 0.95 M. The acetate buffer can preferably be selected from the group that It consists of sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate, ammonium acetate.
Otra realización más proporciona un proceso en donde un primer eluato que comprende alfa-manosidasa recombinante se eluye de la resina que comprende un ligando multimodal usando una solución acuosa que comprende etilenglicol o propilenglicol. Se observó que la adición de etilenglicol al tampón de elución mejoró significativamente el rendimiento de la alfa-manosidasa recombinante eluida. El propilenglicol también mejoró el rendimiento, pero se prefiere el etilenglicol.Yet another embodiment provides a process wherein a first eluate comprising recombinant alpha-mannosidase is eluted from the resin comprising a multimodal ligand using an aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol. The addition of ethylene glycol to the elution buffer was found to significantly improve the performance of the eluted recombinant alpha-mannosidase. Propylene glycol also improved performance, but ethylene glycol is preferred.
Una realización proporciona un proceso en donde la concentración de etilenglicol o propilenglicol en la solución acuosa es del 20-60 %, 20-50 %, 25-50 %, 30-50 %, 35-45 %, tal como del 40 %.One embodiment provides a process where the concentration of ethylene glycol or propylene glycol in the aqueous solution is 20-60%, 20-50%, 25-50%, 30-50%, 35-45%, such as 40%.
En una realización preferida, se proporciona un proceso en donde la solución acuosa que comprende etilenglicol o propilenglicol comprende cloruro de sodio. Se observó que la adición de cloruro de sodio a esta solución mejora significativamente el rendimiento al promover la elución de la enzima rhLAMAN.In a preferred embodiment, a process is provided wherein the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol comprises sodium chloride. The addition of sodium chloride to this solution was found to significantly improve performance by promoting elution of the rhLAMAN enzyme.
En otra realización, la concentración de cloruro de sodio en la solución acuosa que comprende etilenglicol o propilenglicol se encuentra en el intervalo de 0,2 a 2,4 M, tal como en el intervalo de 0,4 a 2,2 M, 0,6 a 2,0 M, 0,8 a 1,9 M, 1,0 a 1,8 M, 1,2 a 1,7 M, 1,4 a 1,6 M, preferentemente, 1,5 M. Como alternativa, la concentración de cloruro de sodio puede estar en el intervalo de 0,2 a 1,6 M o en el intervalo de 1,4 a 2,4 M.In another embodiment, the concentration of sodium chloride in the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol is in the range of 0.2 to 2.4 M, such as in the range of 0.4 to 2.2 M. , 6 to 2.0 M, 0.8 to 1.9 M, 1.0 to 1.8 M, 1.2 to 1.7 M, 1.4 to 1.6 M, preferably 1.5 M Alternatively, the sodium chloride concentration may be in the range of 0.2 to 1.6 M or in the range of 1.4 to 2.4 M.
En una realización preferida, la solución acuosa que comprende etilenglicol o propilenglicol comprende un tampón. Dicho tampón puede ser preferentemente un tampón fosfato, tal como fosfato de sodio o fosfato de potasio. Aunque se prefieren tampones fosfato, los tampones útiles adicionales para la solución acuosa incluyen tampones citrato y borato, Tris, MES, MOPS y tampones Hepes.In a preferred embodiment, the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol comprises a buffer. Said buffer can preferably be a phosphate buffer, such as sodium phosphate or potassium phosphate. Although phosphate buffers are preferred, additional useful buffers for the aqueous solution include citrate and borate buffers, Tris, MES, MOPS, and Hepes buffers.
En otra realización preferida, la concentración de las sales tamponadoras en la solución acuosa que comprende etilenglicol o propilenglicol es de 50-350 mM, 55-300 mM, 65-280 mM, 70-250 mM, 75-200, 80-200 mM, 85-150 mM, preferentemente 90 mM.In another preferred embodiment, the concentration of the buffer salts in the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol is 50-350 mM, 55-300 mM, 65-280 mM, 70-250 mM, 75-200, 80-200 mM , 85-150 mM, preferably 90 mM.
En otra realización preferida más, el pH de la solución acuosa que comprende etilenglicol o propilenglicol es pH 7,0 9,0, tal como pH 7,1-8,5, pH 7,2-8,3, pH 7,5-8,0, preferentemente pH 7,7.In yet another preferred embodiment, the pH of the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol is pH 7.0-9.0, such as pH 7.1-8.5, pH 7.2-8.3, pH 7.5 -8.0, preferably pH 7.7.
En una realización, se proporciona un proceso en donde se somete adicionalmente a un primer eluato que comprende alfa-manosidasa obtenida de la resina que comprende un ligando multimodo a un proceso que comprende las etapas de:In one embodiment, a process is provided wherein a first eluate comprising alpha-mannosidase obtained from the resin comprising a multimode ligand is further subjected to a process that comprises the stages of:
i) aplicar una fracción que comprende alfa-manosidasa a una resina de cromatografía de interacción hidrófoba para proporcionar un eluato que comprende la alfa-manosidasa recombinante,i) applying a fraction comprising alpha-mannosidase to a hydrophobic interaction chromatography resin to provide an eluate comprising the recombinant alpha-mannosidase,
ii) hacer pasar una fracción que comprende alfa-manosidasa a través de una resina de intercambio iónico de modo mixto para permitir la retención de los contaminantes para proporcionar un flujo pasante que comprende la alfa-manosidasa recombinante; yii) passing a fraction comprising alpha-mannosidase through a mixed-mode ion exchange resin to allow retention of contaminants to provide a flow-through comprising the recombinant alpha-mannosidase; Y
iii) someter a una fracción que comprende alfa-manosidasa a cromatografía en una resina de intercambio aniónico para proporcionar un eluato que comprende la alfa-manosidasa recombinante.iii) subjecting a fraction comprising alpha-mannosidase to chromatography on an anion exchange resin to provide an eluate comprising the recombinant alpha-mannosidase.
En una realización, se proporciona un proceso que implica las etapas i)-iii) como se han descrito anteriormente, en donde la fracción en la etapa i) se ha sometido a una purificación en dicha resina que comprende un ligando multimodo, procediendo la fracción de la etapa ii) del eluato de la etapa i) y procediendo la fracción de la etapa iii) del flujo pasante de la etapa ii). En otras palabras, las etapas i) a iii) se llevan a cabo en el orden que se han enumerado, aunque sin descartar etapas intermedias entre las etapas i) a iii). Estas pueden ser etapas intermedias de purificación y/o etapas de reducción de virus o de eliminación de virus.In one embodiment, a process is provided that involves steps i) -iii) as described above, wherein the fraction in step i) has been subjected to purification on said resin comprising a multimode ligand, the fraction proceeding from stage ii) from the eluate from stage i) and the fraction from stage iii) proceeding from the flow-through of stage ii). In other words, steps i) to iii) are carried out in the order listed, although without ruling out intermediate steps between steps i) to iii). These can be intermediate purification steps and / or virus reduction or virus elimination steps.
En una realización preferida, la resina de cromatografía de interacción hidrófoba de la etapa i) es una resina sustituida con alquilo, preferentemente, resina de butil sefarosa. Las resinas sustituidas con alquilo pueden incluir resinas de etil, butil y octil sefarosa. Además, también pueden aplicarse resinas de fenil sefarosa. Los ejemplos de dichas resinas son Butil-S Sepharose™ 6 Fast Flow, Butil Sepharose™ 4 Fast Flow, Octil Sepharose™ 4 Fast Flow, Fenil Sepharose™ 6 Fast Flow (alta sustitución) y Fenil Sepharose™ 6 Fast Flow (baja sustitución), Butil Sepharose™ de alto rendimiento, Fenil Sepharose™ de alto rendimiento. La ventaja de una etapa de purificación que implica resinas de interacción hidrófoba y en particular la resina de butil sefarosa es la eficaz eliminación de proteínas de la célula hospedadora y de restos de ADN, a la vez que se mantiene un buen rendimiento de la enzima rhLAMAN.In a preferred embodiment, the hydrophobic interaction chromatography resin of step i) is an alkyl substituted resin, preferably butyl sepharose resin. Alkyl substituted resins can include ethyl, butyl, and octyl sepharose resins. In addition, phenyl sepharose resins can also be applied. Examples of such resins are Butyl-S Sepharose ™ 6 Fast Flow, Butyl Sepharose ™ 4 Fast Flow, Octyl Sepharose ™ 4 Fast Flow, Phenyl Sepharose ™ 6 Fast Flow (high substitution) and Phenyl Sepharose ™ 6 Fast Flow (low substitution). , High Performance Butyl Sepharose ™, High Performance Phenyl Sepharose ™. The advantage of a purification step involving hydrophobic interacting resins and in particular butyl sepharose resin is the efficient removal of host cell proteins and DNA debris, while maintaining a good performance of the rhLAMAN enzyme. .
En otra realización más, la etapa i) comprende al menos una etapa de lavado, en donde la solución usada para lavar comprende un tampón fosfato y un tampón acetato, preferentemente, fosfato de sodio y acetato de sodio. Esta etapa de lavado de tampón dual ha demostrado ser especialmente eficaz para eliminar impurezas, tales como proteínas de la célula hospedadora y restos de ADN.In yet another embodiment, step i) comprises at least one washing step, wherein the solution used for washing comprises a phosphate buffer and an acetate buffer, preferably sodium phosphate and sodium acetate. This dual buffer wash step has proven to be especially effective in removing impurities, such as host cell proteins and DNA debris.
En otra realización más, la concentración de tampón fosfato en el lavado de tampón dual de la etapa i) se encuentra en el intervalo de 5-40 mM, tal como 10-30 mM, 15-25 mM, preferentemente 20 mM y la concentración de tampón acetato se encuentra en el intervalo de 0,9-1,5 M, tal como 1,0-1,4 M, 1,1-1,3 M, preferentemente 1,2 M.In yet another embodiment, the phosphate buffer concentration in the dual buffer wash of step i) is in the range of 5-40 mM, such as 10-30 mM, 15-25 mM, preferably 20 mM and the concentration of acetate buffer is in the range 0.9-1.5 M, such as 1.0-1.4 M, 1.1-1.3 M, preferably 1.2 M.
En otra realización, la etapa i) comprende al menos una etapa de lavado, en donde la solución usada para lavar comprende no más de un tampón, preferentemente un tampón fosfato, preferentemente, fosfato de sodio.In another embodiment, step i) comprises at least one washing step, wherein the solution used for washing comprises no more than one buffer, preferably a phosphate buffer, preferably sodium phosphate.
En otra realización, el tampón de al menos una etapa de lavado que comprende no más de un tampón está presente a una concentración en el intervalo de 0,4-0,8 M, tal como 0,5-0,7 M, preferentemente 0,6 M.In another embodiment, the buffer from at least one wash step comprising not more than one buffer is present at a concentration in the range 0.4-0.8 M, such as 0.5-0.7 M, preferably 0.6 M.
En una realización, se proporciona un proceso en donde la resina de intercambio iónico de modo mixto de la etapa ii) es una resina cerámica de hidroxiapatita o fluoroapatita, preferentemente, resina cerámica de hidroxiapatita de tipo I (CHT I). Se ha demostrado que la aplicación de esta etapa de cromatografía separa de manera eficaz una cantidad significativa de impurezas de ADN de la composición de alfa-manosidasa recombinante y se une a las proteínas de la célula hospedadora mientras que el producto enzimático de rhLAMAN atraviesa la columna sin unirse.In one embodiment, a process is provided wherein the mixed mode ion exchange resin from step ii) is a hydroxyapatite or fluoroapatite ceramic resin, preferably, type I hydroxyapatite (CHT I) ceramic resin. The application of this chromatography step has been shown to efficiently remove a significant amount of DNA impurities from the recombinant alpha-mannosidase composition and bind to host cell proteins while the rhLAMAN enzyme product passes through the column. without joining.
En otra realización, la resina de intercambio aniónico de la etapa iii) es una resina de intercambio aniónico fuerte, tal como una resina de intercambio aniónico fuerte de amonio cuaternario. Dichas resinas incluyen, pero sin limitación, los siguientes ejemplos: Q-sepharose™ HP, Q-sepharose™ FF, DEAE-sepharose™, Capto™ Q, Uno™ Q, ANX sepharose™.In another embodiment, the anion exchange resin of step iii) is a strong anion exchange resin, such as a quaternary ammonium strong anion exchange resin. Such resins include, but are not limited to, the following examples: Q-sepharose ™ HP, Q-sepharose ™ FF, DEAE-sepharose ™, Capto ™ Q, Uno ™ Q, ANX sepharose ™.
En otra realización más, se proporciona un proceso en donde se lleva a cabo una etapa de inactivación de virus, preferentemente entre la etapa ii) y la etapa iii).In yet another embodiment, a process is provided wherein a virus inactivation step is carried out, preferably between step ii) and step iii).
En una realización preferida, la etapa de inactivación de virus comprende mezclar el flujo pasante de la etapa ii) con una solución acuosa de isopropanol (1:1 V/V de flujo pasante/isopropanol acuoso) durante al menos 2 horas, preferentemente, seguido de concentración por ultrafiltración y la retirada de isopropanol usando diafiltración. El isopropanol acuoso durante la inactivación puede encontrarse en el intervalo de isopropanol al 10-50 %, tal como isopropanol al 20-40 %, 25-35 %, 28-32 %, preferentemente al 30 %. La solución 1:1 V/V de flujo pasante e isopropanol acuoso tiene por lo tanto una concentración final de isopropanol del 15 %.In a preferred embodiment, the virus inactivation step comprises mixing the flow-through of step ii) with an aqueous isopropanol solution (1: 1 V / V flow-through / aqueous isopropanol) for at least 2 hours, preferably followed concentration by ultrafiltration and removal of isopropanol using diafiltration. Aqueous isopropanol during inactivation may be in the range of 10-50% isopropanol, such as 20-40%, 25-35%, 28-32%, preferably 30% isopropanol. The 1: 1 V / V flow-through aqueous isopropanol solution therefore has a final isopropanol concentration of 15%.
Otra realización preferida es un proceso en donde se lleva a cabo una etapa de reducción de virus, preferentemente después de la etapa de cromatografía iii).Another preferred embodiment is a process where a virus reduction step is carried out, preferably after chromatography step iii).
En una realización, la etapa de reducción de virus comprende la filtración de una solución que comprende alfamanosidasa recombinante, preferentemente el eluato de la etapa iii), a través de un filtro, preferentemente un filtro para la eliminación de virus, tal como un filtro ultipor™ VF de grado DV20 o un filtro planova™ 15N o 20N, preferentemente, se emplea un filtro Planova™ 15N.In one embodiment, the virus reduction step comprises filtering a solution comprising recombinant alpha-mannosidase, preferably the eluate from step iii), through a filter, preferably a virus removal filter, such as an ultipor filter. DV20 grade VF ™ or a 15N or 20N planova ™ filter, preferably a 15N Planova ™ filter is used.
El proceso de purificación de la presente divulgación puede llevarse a cabo ventajosamente a gran escala, por lo tanto, en realizaciones preferidas, el proceso se lleva a cabo en columnas de cromatografía que tienen un volumen de columna de al menos 0,5 l, tal como al menos 1,0 l, 2,0 l, 5,0 l, 10 l, preferentemente al menos 13,0 l.The purification process of the present disclosure can advantageously be carried out on a large scale, therefore, in preferred embodiments, the process is carried out in chromatography columns having a column volume of at least 0.5 L, such such as at least 1.0L, 2.0L, 5.0L, 10L, preferably at least 13.0L.
En otra realización de la presente invención, se proporciona un proceso de purificación como se ha descrito anteriormente, en donde la alfa-manosidasa tiene una secuencia seleccionada entre:In another embodiment of the present invention, a purification process is provided as described above, wherein the alpha-mannosidase has a sequence selected from:
A) la secuencia expuesta en la SEQ ID NO: 2A) the sequence set forth in SEQ ID NO: 2
B) un análogo de la secuencia en AB) an analog of the sequence in A
C) una subsecuencia de la secuencia en A) o B)C) a subsequence of the sequence in A) or B)
Donde la secuencia descrita por la SEQ ID NO: 2 representa la secuencia de aminoácidos para la alfa-manosidasa lisosómica humana recombinante (rhLAMAN) proporcionada en el documento WO 02/099092.Where the sequence described by SEQ ID NO: 2 represents the amino acid sequence for recombinant human lysosomal alpha-mannosidase (rhLAMAN) provided in WO 02/099092.
Por "subsecuencia" se entiende un fragmento de la secuencia parental que tiene un tamaño de no menos del 50 % de la secuencia parental, tal como no menos del 55 %, 60 %, 65 %, 70 %, 75 %, 80 %, 85 %, 90 % o no menor del 95 % de la secuencia parental. Por consiguiente, las subsecuencias en cuestión pueden tener una longitud de 505 1009 restos de aminoácidos consecutivos, tal como de 525-1009, de 550-1009, 575-1009, 600-1009, 625-1009. 650 1009, 675-1009, 700-1009, 725-1009, 750-1009, 775-1009, 800-1009, 825-1009. 850-1009, 875-1009, 900-1009, 925-1009, 950-1009, 975-1009, 980-1009, 990-1009 o tal como de 1000-1009 restos de aminoácidos consecutivos. Además, las subsecuencias relevantes de la SEQ ID NO: 2 o los análogos de las mismas han de conservar el sitio catalítico. Aunque se desconoce la estructura en 3D de LAMAN humana, se ha informado acerca de la estructura en 3D de LAMAN bovina y basándose en estos datos, se ha llegado a la conclusión de que los siguientes aminoácidos participan en el sitio activo y/o son responsables de coordinar el átomo de Zn2+ necesario para la actividad en LAMAN humana: AA 72=H, AA 74=D, AA 196=D, AA 446=H (UniProtKB/Base de datos Swiss-Prot: 000754, MA2B1_HUMAN_, Heikinheimo et al. J. Mol. Biol. 327, 631-644, 2003). Se ha demostrado que las mutaciones de AA 72 y 196 en LAMAN humana dan como resultado una pérdida prácticamente completa de la actividad enzimática (Hansen et al., Biochem. J. (2004), 381, págs. 537-567). Para que muestre actividad, una subsecuencia de rhLAMAN debe conservar al menos las regiones que contienen los cuatro aminoácidos anteriores.By "subsequence" is meant a fragment of the parental sequence that has a size of not less than 50% of the parental sequence, such as not less than 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% or no less than 95% of the parental sequence. Accordingly, the subsequences in question may be 505-1009 consecutive amino acid residues in length, such as 525-1009, 550-1009, 575-1009, 600-1009, 625-1009. 650 1009, 675-1009, 700-1009, 725-1009, 750-1009, 775-1009, 800-1009, 825-1009. 850-1009, 875-1009, 900-1009, 925-1009, 950-1009, 975-1009, 980-1009, 990-1009 or such as 1000-1009 consecutive amino acid residues. Furthermore, the relevant subsequences of SEQ ID NO: 2 or analogs thereof have to conserve the catalytic site. Although the 3D structure of human LAMAN is unknown, the 3D structure of bovine LAMAN has been reported and based on these data, it has been concluded that the following amino acids participate in the active site and / or are responsible to coordinate the Zn2 + atom necessary for activity in human LAMAN: AA 72 = H, AA 74 = D, AA 196 = D, AA 446 = H (UniProtKB / Swiss-Prot Database: 000754, MA2B1_HUMAN_, Heikinheimo et al . J. Mol. Biol. 327, 631-644, 2003). Mutations of AA 72 and 196 in human LAMAN have been shown to result in a virtually complete loss of enzyme activity (Hansen et al., Biochem. J. (2004), 381, pp. 537-567). To show activity, a subsequence of rhLAMAN must conserve at least the regions containing the four amino acids above.
Preferentemente, las subsecuencias de rhLAMAN también comprenden una o más partes conformacionales adicionales, incluyendo, por ejemplo, sitios de unión, giros beta, puentes disulfuro, codones de parada y otros. En la forma humana de LAMAN hay varias mutaciones causantes de enfermedades que indican importancia para ese aminoácido concreto, por ejemplo, los AA 53, 72, 77, 188, 200, 355, 356, 359, 402, 453, 461, 518, 563, 639, 714, 750, 760, 801, 809, 916 (The human gene mutation database, HMDG® professional, Cardiff University, 2009) y también hay aminoácidos que son importantes para las glucosilaciones, incluyendo los AA 133, 310, 367, 497, 645, 651, 692, 766, 832, 930 y 989 y aminoácidos implicados en puentes disulfuro, tales como los AA 55+358, 268+273, 412+472 y 493+501.Preferably, the rhLAMAN subsequences also comprise one or more additional conformational parts, including, for example, binding sites, beta turns, disulfide bridges, stop codons, and others. In the human form of LAMAN, there are several disease-causing mutations that indicate importance for that particular amino acid, for example AA 53, 72, 77, 188, 200, 355, 356, 359, 402, 453, 461, 518, 563 , 639, 714, 750, 760, 801, 809, 916 (The human gene mutation database, HMDG® professional, Cardiff University, 2009) and there are also amino acids that are important for glycosylations, including AA 133, 310, 367, 497, 645, 651, 692, 766, 832, 930 and 989 and amino acids involved in disulfide bridges, such as AA 55 + 358, 268 + 273, 412 + 472 and 493 + 501.
Por "análogo" se entiende una secuencia con determinado porcentaje de identidad de secuencia respecto de la secuencia parental, esta puede ser una identidad de secuencias de al menos un 60 %, tal como al menos un 70 %, 80 %, 85 %, 90 %, 95 %, 98 % o preferentemente un 99 % de identidad de secuencia. Se entenderá que los análogos y las subsecuencias expuestas anteriormente son preferentemente funcionalmente equivalentes a la alfamanosidasa que tiene la secuencia de aminoácidos expuesta en la SEQ ID NO: 2 en el sentido de que son capaces de ejercer sustancialmente la misma actividad enzimática.By "analog" is meant a sequence with a certain percentage of sequence identity with respect to the parental sequence, this can be a sequence identity of at least 60%, such as at least 70%, 80%, 85%, 90 %, 95%, 98% or preferably 99% sequence identity. It will be understood that the analogs and subsequences set forth above are preferably functionally equivalent to alpha-mannosidase having the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sense that they are capable of exerting substantially the same enzymatic activity.
La expresión "sustancialmente la misma actividad enzimática" se refiere a una parte equivalente o análogo que tiene al menos un 50 %, preferentemente, al menos un 60 %, más preferentemente, al menos un 70 %, más preferentemente, al menos un 75 %, más preferentemente, al menos un 80 %, más preferentemente, al menos un 85 %, más preferentemente, al menos un 90 %, más preferentemente, al menos en un 95 % y lo más preferentemente, al menos en un 97 %, al menos un 98 % o al menos un 99 % de la actividad enzimática de la enzima natural. Un ejemplo de un análogo funcionalmente equivalente de la enzima podría ser una proteína de fusión que incluye el sitio catalítico de la enzima en una forma funcional, pero también puede ser una variante homóloga de la enzima procedente de otra especie. Asimismo, las moléculas completamente sintéticas que imitan la actividad enzimática específica de la enzima relevante podrían constituir los "análogos funcionalmente equivalentes". Generalmente, no pueden aplicarse en terapia análogos de LAMAN no humanos ya que potencialmente pueden inducir la formación de anticuerpos en el paciente y causar enfermedades. Sin embargo, los análogos humanos podrían ser útiles para terapias de reemplazo enzimático, cuando las mutaciones no son causantes de enfermedades y no reducen significativamente la actividad enzimática deseada. Los ejemplos de dichas mutaciones son: His70Leu, Gln240Arg, Ser250Ala, Leu278Val, Ser282Pro, Thr312Ile, Ala337Arg, Ser413Asn, Ser481Ala, Gln582Glu, Arg741Gly, Thr873Pro (fuente: http://www.ensembl.org; ID del transcrito ENST00000456935). Asimismo, los inventores saben que Pro669Leu y Asp402Lys no causan enfermedades. En general, el experto en la materia será fácilmente capaz de diseñar ensayos adecuados para la determinación de la actividad enzimática. Para LAMAN, se divulga un ensayo de actividad enzimática adecuado en el documento WO 02/099092, página 26, líneas 8-28. Brevemente, puede llevarse a cabo el siguiente procedimiento con fines de exploración usando placas de 96 pocillos de fondo plano: se añaden 75 pl de tampón de ensayo 4X (p-nitrofenil-alfa-D-manopiranósido 8 mM, 2 mg/ml de BSA, acetato de Na 0,4 M (pH 4,5) a 75 pl de muestra o una dilución adecuada de la misma (en Tris 10 mM, pH 7,4 que contiene NaCl 150 mM Superblock al 10 %). Las placas se incuban a 37 °C durante 30 min y se detiene con 75 pl de Na2CO31,8 M y se registra la absorbancia a 405 nm en un lector de placas. Las placas de 96 pocillos se leen en un espectrofotómetro. La actividad específica se define como pmoles de p-nitrofenil-alfa-D-manopiranósido hidrolizados por minuto por cada mg de proteína.The term "substantially the same enzyme activity" refers to an equivalent or analog part that is at least 50%, preferably at least 60%, more preferably at least 70%, more preferably at least 75%. , more preferably, at least 80%, more preferably, at least 85%, more preferably, at least 90%, more preferably, at least 95%, and most preferably, at least 97%, when less 98% or at least 99% of the enzymatic activity of the natural enzyme. An example of a functionally equivalent analog of the enzyme could be a fusion protein that includes the catalytic site of the enzyme in a functional form, but it can also be a homologous variant of the enzyme from another species. Likewise, fully synthetic molecules that mimic the specific enzymatic activity of the relevant enzyme could constitute the "functionally equivalent analogs". Generally, non-human LAMAN analogs cannot be applied in therapy as they can potentially induce antibody formation in the patient and cause disease. However, human analogs could be useful for enzyme replacement therapies, when the mutations are not disease-causing and do not significantly reduce the desired enzyme activity. Examples of such mutations They are: His70Leu, Gln240Arg, Ser250Ala, Leu278Val, Ser282Pro, Thr312Ile, Ala337Arg, Ser413Asn, Ser481Ala, Gln582Glu, Arg741Gly, Thr873Pro (source: http://www.ensembl.org; transcript ID EN000456935). Also, the inventors know that Pro669Leu and Asp402Lys do not cause disease. In general, the person skilled in the art will easily be able to design suitable assays for the determination of enzymatic activity. For LAMAN, a suitable enzyme activity assay is disclosed in WO 02/099092, page 26, lines 8-28. Briefly, the following procedure can be carried out for screening purposes using flat-bottomed 96-well plates: Add 75 μl of 4X Assay Buffer (8 mM p-nitrophenyl-alpha-D-mannopyranoside, 2 mg / ml BSA , 0.4 M Na acetate (pH 4.5) to 75 µl of sample or an appropriate dilution thereof (in 10 mM Tris, pH 7.4 containing 150 mM 10% Superblock NaCl). incubate at 37 ° C for 30 min and stop with 75 μl of Na2CO31.8 M and record the absorbance at 405 nm in a plate reader. 96-well plates are read in a spectrophotometer. Specific activity is defined as pmol of hydrolyzed p-nitrophenyl-alpha-D-mannopyranoside per minute per mg of protein.
Tal como se define comúnmente, "identidad" se define en el presente documento como identidad de secuencia entre genes o proteínas a nivel de nucleótidos o aminoácidos, respectivamente. Por lo tanto, en el presente contexto, "identidad de secuencia" es una medida de identidad entre proteínas a nivel de aminoácidos y una medida de la identidad entre ácidos nucleicos a nivel de nucleótidos. La identidad de secuencias de proteínas puede determinarse comparando la secuencia de aminoácidos en una posición dada en cada secuencia cuando se alinean las secuencias. De manera similar, puede determinarse la identidad de secuencia de ácidos nucleicos comparando la secuencia de nucleótidos en una posición dada en cada secuencia cuando se alinean las secuencias.As commonly defined, "identity" is defined herein as sequence identity between genes or proteins at the nucleotide or amino acid level, respectively. Thus, in the present context, "sequence identity" is a measure of identity between proteins at the amino acid level and a measure of identity between nucleic acids at the nucleotide level. Protein sequence identity can be determined by comparing the amino acid sequence at a given position in each sequence when the sequences are aligned. Similarly, nucleic acid sequence identity can be determined by comparing the nucleotide sequence at a given position in each sequence when the sequences are aligned.
Para determinar el porcentaje de identidad de dos secuencias de aminoácidos o de dos ácidos nucleicos, las secuencias se alinean con el objetivo de realizar una comparación óptima (por ejemplo, pueden introducirse huecos en la secuencia de una primera secuencia de aminoácidos o de ácido nucleico para conseguir un alineamiento óptimo con una segunda secuencia de aminoácidos o de ácido nucleico). Después se comparan los restos de aminoácido o nucleótidos en posiciones de aminoácidos o posiciones de nucleótidos correspondientes. Cuando una posición en la primera secuencia está ocupada por el mismo resto de aminoácido o nucleótido que la posición correspondiente en la segunda secuencia, entonces las moléculas son idénticas en esa posición. El porcentaje de identidad entre las dos secuencias es una función del número de posiciones idénticas compartidas por las secuencias (es decir, % identidad = n.° de posiciones idénticas/n.° total de posiciones (por ejemplo, posiciones solapantes) x 100). En una realización, las dos secuencias tienen la misma longitud.To determine the percent identity of two amino acid sequences or two nucleic acids, the sequences are aligned in order to make an optimal comparison (for example, gaps can be introduced in the sequence of a first amino acid or nucleic acid sequence to achieve optimal alignment with a second amino acid or nucleic acid sequence). The amino acid or nucleotide residues are then compared at corresponding amino acid positions or nucleotide positions. When a position in the first sequence is occupied by the same amino acid or nucleotide residue as the corresponding position in the second sequence, then the molecules are identical at that position. The percent identity between the two sequences is a function of the number of identical positions shared by the sequences (i.e.% identity = # of identical positions / total # of positions (e.g. overlapping positions) x 100) . In one embodiment, the two sequences are the same length.
Se pueden alinear manualmente las secuencias y contar el número de aminoácidos idénticos. Como alternativa, puede lograrse el alineamiento de dos secuencias para la determinación del porcentaje de identidad usando un algoritmo matemático. Dicho algoritmo se incorpora en los programas NBLAST y XBLAST. Pueden efectuarse búsquedas de nucleótidos BLAST con el programa NBLAST, puntuación (score) = 100, valor de W (wordlength) = 12, para obtener secuencias de nucleótidos homólogas a una molécula de ácido nucleico de la invención. Las búsquedas de proteínas por BLAST pueden realizarse con el programa XBLAST, puntuación (score) = 50, valor de W (wordlength) = 3 para obtener secuencias de aminoácidos homólogas a una molécula de proteína de la invención. Para obtener alineamientos con huecos con fines comparativos, puede utilizarse Gapped BLAST. Como alternativa, puede usarse PSI-Blast para llevar a cabo una búsqueda iterada, que detecta relaciones distantes entre moléculas. Cuando se utilizan los programas NBLAST, XBLAST y Gapped BLAST, pueden usarse los parámetros por defecto de los respectivos programas. Véase http://www.ncbi.nlm.nih.gov. Como alternativa, puede calcularse la identidad de secuencia después de haber alineado las secuencias, por ejemplo, mediante el programa BLAST en la base de datos del EMBL (www.ncbi.nlm.gov/cgi-bin/BLAST). En general, para el alineamiento, pueden usarse los ajustes por defecto respecto de, por ejemplo, la "matriz de puntuación" y la "penalización por hueco". En el contexto de la presente invención, pueden ser ventajosos los ajustes por defecto de BLASTN y PSl BLAST.Sequences can be manually aligned and the number of identical amino acids counted. Alternatively, alignment of two sequences for percent identity determination can be achieved using a mathematical algorithm. This algorithm is incorporated into the NBLAST and XBLAST programs. BLAST nucleotide searches can be performed with the NBLAST program, score = 100, W (wordlength) value = 12, to obtain nucleotide sequences homologous to a nucleic acid molecule of the invention. BLAST protein searches can be performed with the XBLAST program, score = 50, W (wordlength) value = 3 to obtain amino acid sequences homologous to a protein molecule of the invention. To obtain gapped alignments for comparison purposes, Gapped BLAST can be used. Alternatively, PSI-Blast can be used to carry out an iterated search, which detects distant relationships between molecules. When using the NBLAST, XBLAST and Gapped BLAST programs, the default parameters of the respective programs can be used. See http://www.ncbi.nlm.nih.gov. Alternatively, sequence identity can be calculated after the sequences have been aligned, for example, using the BLAST program in the EMBL database (www.ncbi.nlm.gov/cgi-bin/BLAST). In general, for alignment, the default settings for, for example, "scoring matrix" and "gap penalty" can be used. In the context of the present invention, the default BLASTN and PSI BLAST settings may be advantageous.
El porcentaje de identidad entre dos secuencias puede determinarse usando técnicas similares a aquellas descritas anteriormente, permitiendo o no huecos. Al calcular el porcentaje de identidad, se cuentan únicamente las coincidencias exactas.The percent identity between two sequences can be determined using techniques similar to those described above, allowing or not allowing gaps. When calculating percent identity, only exact matches are counted.
Otra realización de la presente divulgación es una composición que comprende alfa-manosidasa que puede obtenerse mediante el proceso de purificación descrito anteriormente.Another embodiment of the present disclosure is a composition comprising alpha-mannosidase that can be obtained by the purification process described above.
En un segundo aspecto de la presente divulgación, se proporciona un proceso para la producción discontinua alimentada o continua de alfa-manosidasa recombinante, que comprende las siguientes etapas:In a second aspect of the present disclosure, a process for the fed batch or continuous production of recombinant alpha-mannosidase is provided, comprising the following steps:
a. inocular un reactor de producción que comprende un medio base con células capaces de producir alfamanosidasa recombinante en el día 0, para proporcionar un cultivo celular;to. inoculating a production reactor comprising a base medium with cells capable of producing recombinant alpha-mannosidase on day 0, to provide a cell culture;
b. añadir un medio de alimentación a dicho cultivo celular al menos una vez desde el día 1;b. adding a feeding medium to said cell culture at least once from day 1;
c. ajustar la temperatura de dicho cultivo celular a como máximo 35 °C, tal como a 34 °C, 33 °C, 32 °C, preferentemente a como máximo 31 °C, ya sea después del día 3 o cuando la densidad de células viables es mayor de 2,1 MVC/ml, lo que suceda primero. c. adjust the temperature of said cell culture to a maximum of 35 ° C, such as 34 ° C, 33 ° C, 32 ° C, preferably a maximum of 31 ° C, either after day 3 or when the density of viable cells is greater than 2.1 MVC / ml, whichever comes first.
En el proceso anterior, el día de inoculación se define como día 0 y el día siguiente es el día 1 y así sucesivamente. La temperatura inicial usada desde el día 0 hasta el ajuste descrito en el punto c. se encuentra en el intervalo de 36 37 °C, preferentemente 36,5 °C. Ha de entenderse que las temperaturas anteriormente mencionadas son temperaturas reales medidas, no puntos fijos, es decir, en la configuración de biorreactor usada para la presente invención, la temperatura de 31 °C mencionada anteriormente requirió un punto fijo de temperatura de 32 °C. Igualmente, una temperatura de 36,5 °C requiere un punto fijo de temperatura de 37 °C.In the above process, the inoculation day is defined as day 0 and the next day is day 1 and so on. The initial temperature used from day 0 to the setting described in point c. it is in the range of 36-37 ° C, preferably 36.5 ° C. The aforementioned temperatures are to be understood to be actual measured temperatures, not set points, ie, in the bioreactor configuration used for the present invention, the 31 ° C temperature mentioned above required a 32 ° C temperature set point. Similarly, a temperature of 36.5 ° C requires a temperature set point of 37 ° C.
Las células hospedadoras adecuadas para la expresión y producción de alfa-manosidasa recombinante proceden de organismos multicelulares, preferentemente de mamíferos. En particular, las células usadas para producir alfamanosidasa recombinante pueden seleccionarse entre el grupo que consiste en la línea de riñón de mono CVI transformada con SV40 (COS-7); la línea de riñón embrionario humano (293 o células 293 subclonadas para su crecimiento en cultivo en suspensión); células de riñón de cría de hámster (BHK); células de ovario de hámster chino/-DHFR (CHO); células de Sertoli de ratón (TM4); células de riñón de mono (CV I); células de riñón de mono verde africano (VERO-76); células de carcinoma cervical humano (HELA); células de riñón de perro (MDCK); células de hígado de rata búfalo (BRL 3A); células de pulmón humano (W138); células de hígado humano (Hep G2, HB 8065); tumor de mama de ratón (MMT 060562); células TRI; células MCR 5; células FS4; y una línea de hepatoma humano (Hep G2). También se encuentran disponibles como células hospedadoras adecuadas líneas de células de insecto o fibroblastos humanos.Suitable host cells for the expression and production of recombinant alpha-mannosidase are derived from multicellular organisms, preferably mammals. In particular, cells used to produce recombinant alpha-mannosidase can be selected from the group consisting of the SV40 transformed monkey kidney line CVI (COS-7); the human embryonic kidney line (293 or 293 cells subcloned for growth in suspension culture); baby hamster kidney cells (BHK); Chinese Hamster Ovary Cells / -DHFR (CHO); mouse Sertoli cells (TM4); monkey kidney cells (CV I); African green monkey kidney cells (VERO-76); human cervical carcinoma cells (HELA); dog kidney cells (MDCK); buffalo rat liver cells (BRL 3A); human lung cells (W138); human liver cells (Hep G2, HB 8065); mouse breast tumor (MMT 060562); TRI cells; MCR 5 cells; FS4 cells; and a human hepatoma line (Hep G2). Human fibroblast or insect cell lines are also available as suitable host cells.
La producción de alfa-manosidasa recombinante se obtiene usando células transfectadas con una construcción de ácido nucleico adecuada usando técnicas conocidas por los expertos en la materia. En particular, la construcción de ácido nucleico puede comprender una secuencia de ácido nucleico seleccionada entre el grupo que consiste en: i) la secuencia de ácido nucleico expuesta en la SEQ ID NO: 1; yThe production of recombinant alpha-mannosidase is obtained using cells transfected with a suitable nucleic acid construct using techniques known to those of skill in the art. In particular, the nucleic acid construct may comprise a nucleic acid sequence selected from the group consisting of: i) the nucleic acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1; Y
ii) una secuencia de ácido nucleico que codifica una subsecuencia o análogo de la secuencia expuesta en la SEQ ID NO: 2 proporcionada anteriormente.ii) a nucleic acid sequence encoding a subsequence or analog of the sequence set forth in SEQ ID NO: 2 provided above.
Las células pueden ser preferentemente una línea celular de ovario de hámster chino (CHO) de rhLAMAN desarrollada específicamente con el fin de producir enzima recombinante como se describe en el documento WO 02/099092. Puede usarse un cultivo de esta línea celular, DSM ACC2549, que se depositó en la DSMZ GmbH, Maschroderweg 1b, D-38124 Braunschweig, Alemania con el fin de depósito para patente de según lo dispuesto en el Tratado de Budapest el 6 de junio de 2002. Esta célula puede obtenerse usando el plásmido de expresión pLamanExp1 que tiene la secuencia mostrada en la SEQ ID NO: 1.The cells may preferably be a rhLAMAN Chinese Hamster Ovary (CHO) cell line specifically developed for the purpose of producing recombinant enzyme as described in WO 02/099092. A culture of this cell line, DSM ACC2549, which was deposited at DSMZ GmbH, Maschroderweg 1b, D-38124 Braunschweig, Germany can be used for the purpose of patent filing as provided in the Budapest Treaty on June 6, 2002. This cell can be obtained using the expression plasmid pLamanExp1 having the sequence shown in SEQ ID NO: 1.
El proceso de las etapas a-c puede comprender además la siguiente etapa:The process of stages a-c may further comprise the following stage:
d. Un proceso para la purificación de alfa-manosidasa recombinante de dicho cultivo celular, en donde se somete una fracción de dicho cultivo celular que comprende alfa-manosidasa recombinante a cromatografía sobre una resina que contiene un ligando multimodo que tiene un grupo ácido carboxílico o ácido sulfónico, como se ha descrito anteriormente.d. A process for the purification of recombinant alpha-mannosidase from said cell culture, wherein a fraction of said cell culture comprising recombinant alpha-mannosidase is subjected to chromatography on a resin containing a multimode ligand having a carboxylic acid or sulfonic acid group , as described above.
En otra realización más, el cultivo celular usado en el proceso de producción está esencialmente libre de cualquier suplemento de origen animal, tales como suplementos de aceite de hígado de bacalao. El hecho de evitar el uso de dichos suplementos reduce el riesgo de contaminación vírica en el producto enzimático final.In yet another embodiment, the cell culture used in the production process is essentially free of any supplements of animal origin, such as cod liver oil supplements. Avoiding the use of such supplements reduces the risk of viral contamination in the final enzyme product.
En una realización preferida del proceso de producción, la fracción recogida no diluida de la producción discontinua alimentada o continua tiene una concentración de alfa-manosidasa de al menos 0,1 g/l, tal como al menos un 0,2 g/l, 0,3 g/l, 0,4 g/l, preferentemente, al menos 0,5 g/l.In a preferred embodiment of the production process, the undiluted collected fraction from fed batch or continuous production has an alpha-mannosidase concentration of at least 0.1 g / l, such as at least 0.2 g / l, 0.3 g / l, 0.4 g / l, preferably at least 0.5 g / l.
En otra realización, la fracción recogida no diluida de la producción discontinua alimentada o continua tiene una actividad enzimática en el intervalo de 3-35 U/ml, tal como 5-35 U/ml, 7-35 U/ml, preferentemente, en el intervalo de 10-35 U/ml. Cabe destacar que, tras procesos de optimización adicionales, puede obtenerse una actividad enzimática mayor aún de 35 U/ml.In another embodiment, the undiluted collected fraction from the fed batch or continuous production has an enzyme activity in the range of 3-35 U / ml, such as 5-35 U / ml, 7-35 U / ml, preferably, in the range of 10-35 U / ml. It should be noted that, after further optimization processes, an enzyme activity even higher than 35 U / ml can be obtained.
El proceso de producción puede llevarse a cabo ventajosamente a gran escala. Por lo tanto, en una realización, el proceso de producción discontinuo alimentado o continuo se lleva a cabo en un volumen de al menos 30 l, tal como al menos 50 l, 75 l, 100 l, 150 l, 200 l, preferentemente, al menos 250 l.The production process can advantageously be carried out on a large scale. Therefore, in one embodiment, the fed batch or continuous production process is carried out in a volume of at least 30L, such as at least 50L, 75L, 100L, 150L, 200L, preferably, at least 250 l.
En otra realización de la presente invención, se proporciona un proceso de producción como se ha descrito anteriormente, en donde la alfa-manosidasa tiene una secuencia seleccionada entre:In another embodiment of the present invention, a production process is provided as described above, wherein the alpha-mannosidase has a sequence selected from:
A) la secuencia expuesta en la SEQ ID NO: 2A) the sequence set forth in SEQ ID NO: 2
B) un análogo de la secuencia en AB) an analog of the sequence in A
C) una subsecuencia de la secuencia en A) o B)C) a subsequence of the sequence in A) or B)
Otra realización de la presente divulgación es una composición que comprende alfa-manosidasa que puede obtenerse mediante el proceso de producción descrito anteriormente. En realizaciones preferidas, dichas composiciones comprenden ingredientes de producto activo (API), adyuvantes y/o excipientes adicionales.Another embodiment of the present disclosure is a composition comprising alpha-mannosidase that can be obtained through the production process described above. In preferred embodiments, said compositions comprise additional active ingredient (API) ingredients, adjuvants, and / or excipients.
En un tercer aspecto, la presente divulgación proporciona una composición que comprende alfa-manosidasa recombinante purificada, en donde al menos un 80 % de la alfa-manosidasa está presente en forma de una glucoproteína de 130 kDa.In a third aspect, the present disclosure provides a composition comprising purified recombinant alpha-mannosidase, wherein at least 80% of the alpha-mannosidase is present as a 130 kDa glycoprotein.
En una realización preferida, se proporciona la composición que comprende alfa-manosidasa recombinante purificada, en donde la alfa-manosidasa recombinante permanece estable en solución líquida durante al menos 4 días cuando se almacena a 5 °C o durante al menos 24 meses cuando se almacena a -20 °C.In a preferred embodiment, the composition comprising purified recombinant alpha-mannosidase is provided, wherein the recombinant alpha-mannosidase remains stable in liquid solution for at least 4 days when stored at 5 ° C or for at least 24 months when stored at -20 ° C.
La composición preferida en la actualidad para la formulación de solución tamponadora para el producto enzimático de rhLAMAN se describe más adelante y también se listan las estabilidades logradas:The currently preferred composition for the buffer solution formulation for the rhLAMAN enzyme product is described below and the stabilities achieved are also listed:
Na2HPO43,50 mM (fosfato sódico dibásico)Na2HPO43.50 mM (dibasic sodium phosphate)
NaH2PO40,17 mM (fosfato sódico monobásico)NaH2PO40.17 mM (monobasic sodium phosphate)
Glicina 27 mMGlycine 27 mM
Manitol 250 mMMannitol 250 mM
pH 7,70, 290 mOsm/kg (solución isotónica)pH 7.70, 290 mOsm / kg (isotonic solution)
Estabilidad en uso: Solución estable 5 °C - 4 díasStability in use: Stable solution 5 ° C - 4 days
20 °C - 6 horas20 ° C - 6 hours
-20 °C -24 meses-20 ° C -24 months
Liofilizada 5 °C - 24 mesesFreeze-dried 5 ° C - 24 months
En otra realización de la presente divulgación, se proporciona una composición como se ha descrito anteriormente, en donde la alfa-manosidasa tiene una secuencia seleccionada entre:In another embodiment of the present disclosure, a composition is provided as described above, wherein the alpha-mannosidase has a sequence selected from:
A) la secuencia expuesta en la SEQ ID NO: 2A) the sequence set forth in SEQ ID NO: 2
B) un análogo de la secuencia en AB) an analog of the sequence in A
C) una subsecuencia de la secuencia en A) o B)C) a subsequence of the sequence in A) or B)
Otra realización preferida es la composición anterior que comprende alfa-manosidasa recombinante para su uso como medicamento.Another preferred embodiment is the above composition comprising recombinant alpha-mannosidase for use as a medicine.
En una realización adicional, la composición que comprende alfa-manosidasa recombinante purificada es para su uso en el tratamiento de la alfa-manosidosis.In a further embodiment, the composition comprising purified recombinant alpha-mannosidase is for use in treating alpha-mannosidosis.
Otra realización más es el uso de la composición anterior que comprende alfa-manosidasa recombinante para la preparación de un medicamento para el tratamiento de la alfa-manosidosis.Yet another embodiment is the use of the above composition comprising recombinant alpha-mannosidase for the preparation of a medicament for the treatment of alpha-mannosidosis.
Otra realización es un método para tratar la alfa-manosidosis y/o reducir o aliviar los síntomas asociados con la alfamanosidosis, comprendiendo dicho método una etapa de administrar una composición que comprende una alfamanosidasa recombinante purificada como se ha proporcionado anteriormente a un sujeto que lo necesite. Cabe destacar que las realizaciones y características descritas en el contexto de uno de los aspectos de la presente invención también se aplican a otros aspectos de la invención.Another embodiment is a method of treating alpha-mannosidosis and / or reducing or alleviating symptoms associated with alpha-mannosidosis, said method comprising a step of administering a composition comprising a purified recombinant alpha-mannosidase as provided above to a subject in need thereof. . It should be noted that the embodiments and features described in the context of one of the aspects of the present invention also apply to other aspects of the invention.
A continuación, se describirá la invención en más detalle en los siguientes ejemplos no limitantes.Now, the invention will be described in more detail in the following non-limiting examples.
EjemplosExamples
Abreviaturas empleadas:Abbreviations used:
CIP: Limpieza in situ CIP: Cleaning in Place
VC: Volumen de columnaCV: Column Volume
Cv: densidad de células viablesCv: density of viable cells
DF: DiafiltraciónDF: Diafiltration
OD: Oxígeno disueltoDO: Dissolved oxygen
IPA: IsopropanolIPA: Isopropanol
MVC/ml: 106 células viables/mlMVC / ml: 106 viable cells / ml
NaPi: Fosfato de sodioNaPi: Sodium phosphate
NaAc: Acetato de sodioNaAc: Sodium acetate
DO: Densidad ópticaDO: Optical Density
EG: etilenglicolEG: ethylene glycol
TFF: Filtración de flujo tangencialTFF: Tangential Flow Filtration
TMP: Presión transmembranaTMP: Transmembrane pressure
UF: Ultrafiltración UF: Ultrafiltration
Ejemplo 1 - Procedimiento de purificación general preferido actualmenteExample 1 - Currently Preferred General Purification Procedure
A continuación, se describe el procedimiento de purificación para obtener los rendimientos y las purezas óptimas para alfa-manosidasa en el contexto de la presente invención. Se usan condiciones estándar para la regeneración y limpieza de la resina, tal como se prescribe para la resina individual (véanse también los ejemplos 2-5). Las resinas usadas están disponibles en GE Healthcare Life Sciences y BioRad.The purification procedure to obtain the optimum yields and purities for alpha-mannosidase is described below in the context of the present invention. Standard conditions are used for regeneration and cleaning of the resin, as prescribed for the individual resin (see also Examples 2-5). The resins used are available from GE Healthcare Life Sciences and BioRad.
• Proporcionar una fracción de una fracción recogida de una producción de alfa-manosidasa y aclarar la fracción sin una dilución significativa. Preferentemente, no se efectúa dilución alguna.• Provide a fraction of a collected fraction from an alpha-mannosidase production and clarify the fraction without significant dilution. Preferably, no dilution is carried out.
• Llevar a cabo una etapa de captura que implica cromatografía en columna de la fracción anterior en una resina que comprende un ligando multimodo. Estas resinas se seleccionan entre el grupo que consiste en: Capto™ MMC, Capto™ Adhere, PlasmidSelect™ Xtra, Capto™ Blue, resina Blue Sepharose™ Fast Flow, MEP HyperCel™, HEA HyperCel™ y PPA HyperCel™. Se llevan a cabo varios lavados a pH 4,5-8,5 y los tampones de lavado se seleccionan entre el grupo que consiste en: acetato de sodio, acetato de potasio, acetato de amonio, fosfato de sodio, fosfato de potasio, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de amonio, MES, MOPS, Hepes, borato de sodio, tris-HCl, tampón citrato o combinaciones de los mismos (en lo sucesivo, tampón del grupo A). Sin embargo, en al menos un lavado, la solución de lavado comprende isopropanol y el pH es de entre pH 4-6. El tampón de elución se selecciona entre un tampón del grupo A y la solución de elución comprende etilenglicol. El pH de elución se mantiene a pH 7,0-8,5.• Carry out a capture step that involves column chromatography of the above fraction on a resin that comprises a multimode ligand. These resins are selected from the group consisting of: Capto ™ MMC, Capto ™ Adhere, PlasmidSelect ™ Xtra, Capto ™ Blue, Blue Sepharose ™ Fast Flow resin, MEP HyperCel ™, HEA HyperCel ™ and PPA HyperCel ™. Several washes are carried out at pH 4.5-8.5 and the wash buffers are selected from the group consisting of: sodium acetate, potassium acetate, ammonium acetate, sodium phosphate, potassium phosphate, sulfate sodium, potassium sulfate, ammonium sulfate, MES, MOPS, Hepes, sodium borate, tris-HCl, citrate buffer or combinations thereof (hereinafter group A buffer). However, in at least one wash, the wash solution comprises isopropanol and the pH is between pH 4-6. The elution buffer is selected from a group A buffer and the elution solution comprises ethylene glycol. Elution pH is maintained at pH 7.0-8.5.
• Llevar a cabo una etapa activa intermedia que implica la cromatografía en columna de una composición que comprende alfa-manosidasa en una resina de interacción hidrófoba. Estas resinas se seleccionan entre el grupo que consiste en: Butil-S Sepharose™ 6 Fast Flow, Butil Sepharose™ 4 Fast Flow, Octil Sepharose™ 4 Fast Flow, Fenil Sepharose™ 6 Fast Flow (alta sustitución) y Fenil Sepharose™ 6 Fast Flow (baja sustitución), Butil Sepharose™ de alto rendimiento, Fenil Sepharose™ de alto rendimiento.• Carry out an intermediate active step that involves column chromatography of a composition comprising alpha-mannosidase on a hydrophobic interaction resin. These resins are selected from the group consisting of: Butyl-S Sepharose ™ 6 Fast Flow, Butyl Sepharose ™ 4 Fast Flow, Octyl Sepharose ™ 4 Fast Flow, Phenyl Sepharose ™ 6 Fast Flow (high substitution) and Phenyl Sepharose ™ 6 Fast Flow (low substitution), High Yield Butyl Sepharose ™, High Yield Phenyl Sepharose ™.
Se llevan a cabo varios lavados a pH 7-8. Los tampones de lavado se seleccionan entre tampones del grupo A. El tampón de elución también se selecciona entre tampones del grupo A y el pH de elución es de entre pH 7-8.Several washes are carried out at pH 7-8. The wash buffers are selected from group A buffers. The elution buffer is also selected from group A buffers and the elution pH is between pH 7-8.
• Llevar a cabo una etapa intermedia pasiva que implica cromatografía en columna de una composición que comprende alfa-manosidasa en una resina de intercambio iónico de modo mixto para proporcionar un flujo pasante. Estas resinas se seleccionan entre el grupo que consiste en: resina cerámica de hidroxiapatita de tipo I o II (preferentemente, de tipo I) o fluoroapatita. Se lleva a cabo un lavado para proporcionar un flujo pasante a pH 7-8. El tampón de lavado se selecciona entre los tampones del grupo A.• Carrying out a passive intermediate step that involves column chromatography of a composition comprising alpha-mannosidase on a mixed-mode ion exchange resin to provide a flow-through. These resins are selected from the group consisting of: type I or II hydroxyapatite ceramic resin (preferably type I) or fluoroapatite. A wash is carried out to provide a flow through at pH 7-8. The wash buffer is selected from group A buffers.
• Llevar a cabo una etapa de refinado que implica cromatografía en columna de una composición que comprende alfa-manosidasa en una resina de intercambio aniónico. Estas resinas se seleccionan entre el grupo que consiste en: Q-sepharose™ HP, Q-sepharose™ FF, DEAE-sepharose™, Capto™ Q, Uno™ Q, ANX sepharose™.• Carry out a refining step that involves column chromatography of a composition comprising alpha-mannosidase on an anion exchange resin. These resins are selected from the group consisting of: Q-sepharose ™ HP, Q-sepharose ™ FF, DEAE-sepharose ™, Capto ™ Q, Uno ™ Q, ANX sepharose ™.
Se llevan a cabo varios lavados a pH 7-8. Los tampones de lavado se seleccionan entre tampones del grupo A y tampón TRIS-HCl. El tampón de elución también se selecciona entre tampones del grupo A y el pH de elución se mantiene entre pH 7-8.Several washes are carried out at pH 7-8. Wash buffers are selected from group A buffers and TRIS-HCl buffer. The elution buffer is also selected from group A buffers and the elution pH is kept between pH 7-8.
• Llevar a cabo una etapa de inactivación de virus poniendo en contacto una solución de la alfa-manosidasa con isopropanol.• Carry out a virus inactivation step by contacting a solution of alpha-mannosidase with isopropanol.
• Llevar a cabo una etapa de eliminación de virus usando nanofiltración.• Carry out a virus elimination step using nanofiltration.
Los rendimientos y las proporciones de componentes de producto para la composición purificada que comprende alfa-manosidasa de acuerdo con la presente invención se muestran en la tabla 1 a continuación, con una comparación con los métodos anteriores, en donde:The yields and the proportions of product components for the purified composition comprising alpha-mannosidase according to the present invention are shown in Table 1 below, with a comparison with the previous methods, where:
El método 1 es: El método preferido en la actualidad de acuerdo con la presente invención.Method 1 is: The presently preferred method according to the present invention.
El método 2 es: Similar al método 1, sin una etapa de refinado. También carece de etapas de lavado que comprendan isopropanol para la etapa de captura y con menos lavados en la etapa activa intermedia y finalmente es sin etapas de inactivación/eliminación de virus.Method 2 is: Similar to Method 1, without a refining stage. It also lacks wash stages comprising isopropanol for the capture stage and with fewer washes in the intermediate active stage and is finally without virus inactivation / elimination stages.
El método 3 es: Como se describe en el documento WO 02/099092 (no se usan ligandos multimodo).Method 3 is: As described in WO 02/099092 (multimode ligands are not used).
Véanse también el ejemplo 10 y la figura 7.See also Example 10 and Figure 7.
Ejemplo 2 - Etapa de captura cromatográfica usando un ligando multimodoExample 2 - Chromatographic capture step using a multimode ligand
La fracción recogida no diluida aclarada que comprende alfa-manosidasa se une mediante interacción de modo mixto a una resina de tipo ligando multimodo, tal como Capto™ MMC tal como se usa en este ejemplo. El aumento de sal y la adición de etilenglicol eluye el producto. La capacidad de Capto™ MMC fue de 260 U/ml de resina. La etapa de captura se llevó a cabo usando las siguientes etapas:The clarified undiluted collected fraction comprising alpha-mannosidase is bound by mixed mode interaction to a multimode ligand type resin, such as Capto ™ MMC as used in this example. Increasing salt and adding ethylene glycol elutes the product. The Capto ™ MMC capacity was 260 U / ml resin. The capture stage was carried out using the following stages:
Regenerar la columna con 1-2 volúmenes de columna (VC) de NaCl 3 M, pH 10-12 a 300 cm/h.Regenerate the column with 1-2 column volumes (CV) of 3M NaCl, pH 10-12 at 300 cm / h.
Equilibrar con 5 VC de tampón de fosfato de sodio (NaPi) 50 mM, NaCl 0,15 M, pH 7,5 a 300 cm/h.Equilibrate with 5 CV of 50 mM sodium phosphate (NaPi) buffer, 0.15 M NaCl, pH 7.5 at 300 cm / h.
Cargar la fracción recogida aclarada sin diluir (conductividad ~15 mS/cm) a 300 cm/h.Load the collected clarified undiluted fraction (conductivity ~ 15 mS / cm) at 300 cm / h.
Lavado 1: 4 VC de tampón de equilibrado.Wash 1: 4 CV of equilibration buffer.
Lavado 2: 3 VC de NaAc 0,95 M, isopropanol al 5 % (v:v), pH 4,9 a 300 cm/h.Wash 2: 3 CV of 0.95 M NaAc, 5% isopropanol (v: v), pH 4.9 at 300 cm / hr.
Lavado 3: 4 VC de tampón de equilibrado (hasta obtener una lectura basal estable, ~0,06 Au con celda de flujo de 5 mm) a 300 cm/h.Equilibration Buffer 3: 4 CV wash (until a stable baseline reading, ~ 0.06 Au with 5 mm flow cell) is obtained at 300 cm / hr.
• Eluir el producto con 6 VC de NaCl 1,5 M, etilenglicol al 40 % en NaPi 90 mM, pH 7,7 a un máximo de 120 cm/h. Se inicia la recogida cuando aumenta la absorbancia (aproximadamente 10 mAu a partir de la nueva lectura basal). Se recogen ~4 VC.• Elute the product with 6 CV of 1.5 M NaCl, 40% ethylene glycol in 90 mM NaPi, pH 7.7 at a maximum of 120 cm / h. Collection starts when absorbance increases (approximately 10 mAu from new baseline reading). ~ 4 CV is collected.
• Regenerar la columna, como en el caso anterior, con 3 VC, dirección de flujo descendente, máximo 120 cm/h. • Aplicar limpieza in situ (CIP) e higienizar, preferentemente con una dirección de flujo ascendente, con 3 VC de H2O, 3 VC de NaOH 1 M (~60 minutos de tiempo de contacto), 2-3 VC de tampón fosfato, pH ~7, 3 VC de fosfato de sodio 20 mM etanol al 20 %. Se almacena en fosfato de sodio 20 mM etanol al 20 %.• Regenerate the column, as in the previous case, with 3 CV, downward flow direction, maximum 120 cm / h. • Apply clean- in-place (CIP) and sanitize, preferably in an upward flow direction, with 3 CV of H2O, 3 CV of 1 M NaOH (~ 60 minutes of contact time), 2-3 CV of phosphate buffer, pH ~ 7.3 CV of 20 mM sodium phosphate 20% ethanol. Store in 20 mM sodium phosphate 20% ethanol.
La tabla 2 muestra un ejemplo de un esquema de purificación. La tabla 3 resume la etapa. La figura 2 muestra un ejemplo de un cromatograma para esta etapa.Table 2 shows an example of a purification scheme. Table 3 summarizes the stage. Figure 2 shows an example of a chromatogram for this step.
Tabla 2: Esquema de purificación de la etapa de captura: Capto™ MMC empaquetado en una columna XK 16 de 135 x 2 ml 27 ml continúa en la á ina si uienteTable 2: Capture Step Purification Scheme: Capto ™ MMC packed on a 135 x 2 ml 27 ml XK 16 column continues in the next area
Tabla 3: Resumen de condiciones para la etapa de captura de Capto™ MMCTable 3: Summary of conditions for the Capto ™ MMC capture stage
Ejemplo 3 - Etapa cromatográfica intermedia activa usando interacción hidrófobaExample 3 - Active intermediate chromatographic stage using hydrophobic interaction
El producto de la etapa de captura que comprende alfa-manosidasa se une mediante interacciones hidrófobas después de la adición de sulfato de sodio a resinas del tipo de interacción hidrófoba, tales como Butil Sepharose™ 4 FF, tal como se usa en este ejemplo. La reducción de la concentración de sal eluye el producto. La capacidad fue de 195 U/ml de resina. Se usaron las siguientes etapas en la etapa activa intermedia:The product of the capture step comprising alpha-mannosidase binds by hydrophobic interactions after addition of sodium sulfate to hydrophobic interaction type resins, such as Butyl Sepharose ™ 4 FF, as used in this example. Reducing the salt concentration elutes the product. The capacity was 195 U / ml of resin. The following stages were used in the intermediate active stage:
• Regenerar la columna con 1 VC de tampón de fosfato de sodio (NaPi) 20 mM, pH 7,5 a 100 cm/h.• Regenerate the column with 1 CV of 20 mM sodium phosphate buffer (NaPi), pH 7.5 at 100 cm / h.
• Equilibrar la columna con 5 VC de Na2SO40,5 M, NaPi 20 mM, pH 7,5 a 150 cm/h.• Equilibrate the column with 5 CV of Na2SO40.5 M, NaPi 20 mM, pH 7.5 at 150 cm / h.
• Mezclar el producto reunido de la etapa 1 con el mismo volumen de NaPi 20 mM, Na2SO40,8 M, pH 7,5 y se carga en la columna a 70 cm/h. El mezclado puede llevarse a cabo en línea o un máximo de 3 horas antes de iniciar la carga. La mezcla 1:1 volumen:volumen (v:v) corresponde a aproximadamente 1,11:1, peso:peso (p:p) (eluato:tampón de sulfato de sodio). En caso necesario, la carga condicionada debe filtrarse a través de un filtro de 0,45 |jm (PES hidrófilo o PVDF) antes de la carga.• Mix the combined product from step 1 with the same volume of 20 mM NaPi, Na2SO40.8 M, pH 7.5 and load on the column at 70 cm / h. Mixing can be done online or up to 3 hours before charging starts. The 1: 1 volume: volume (v: v) mixture corresponds to approximately 1.11: 1, weight: weight (p: w) (eluate: sodium sulfate buffer). If necessary, the conditioned load should be filtered through a 0.45 µm filter (hydrophilic PES or PVDF) prior to loading.
• Lavar la columna con 3 VC de tampón de equilibrado a 70 cm/h para eliminar el etilenglicol, además de las proteínas de la célula hospedadora, de la etapa anterior.• Wash the column with 3 CV of equilibration buffer at 70 cm / h to remove the ethylene glycol, in addition to the host cell proteins, from the previous step.
• Lavar con 3,5 VC de NaPi 20 mM, NaAc 1,2 M, pH 7,5 a 100 cm/h.• Wash with 3.5 CV of 20 mM NaPi, 1.2 M NaAc, pH 7.5 at 100 cm / h.
• Lavar con 3,5 VC de NaPi 0,6 M, pH 7,0 a 150 cm/h.• Wash with 3.5 CV of 0.6 M NaPi, pH 7.0 at 150 cm / h.
• Eluir el producto con 4 VC de NaPi 60 mM, pH 7,5 a 150 cm/h. Se recoge el pico desde el aumento inicial de la absorbancia hasta que se alcanza el valor basal, ~2 VC.• Elute the product with 4 CV of NaPi 60 mM, pH 7.5 at 150 cm / h. The peak is collected from the initial increase in absorbance until the baseline value, ~ 2 CV, is reached.
• Regenerar la columna con 2 VC de NaPi 20 mM, pH 7,5 seguido de 3 VC de H2O a 150 cm/h.• Regenerate the column with 2 CV of 20 mM NaPi, pH 7.5 followed by 3 CV of H2O at 150 cm / h.
• Limpiar e higienizar con 3 VC de NaOH 1 M (tiempo de contacto de 60 min), 1 VC de H2O, 1-3 VC de tampón fosfato y 2 VC de fosfato de sodio 20 mM etanol al 20 %. Se almacena en fosfato de sodio 20 mM etanol al 20 %.• Clean and sanitize with 3 CV of 1 M NaOH (60 min contact time), 1 CV of H2O, 1-3 CV of phosphate buffer and 2 CV of 20 mM sodium phosphate 20% ethanol. Store in 20 mM sodium phosphate 20% ethanol.
La tabla 4 muestra un ejemplo de un esquema de purificación. La tabla 5 resume la etapa. La figura 3 muestra un ejemplo de un cromatograma para esta etapa.Table 4 shows an example of a purification scheme. Table 5 summarizes the stage. Figure 3 shows an example of a chromatogram for this step.
Tabla 4: Esquema de purificación activa intermedia usando Butil Sepharose™ 4FF empaquetada en una columna XK 16 de 135 cm x 2 cm2 27 ml continúa en la á ina si uiente.Table 4: Intermediate active purification scheme using Butyl Sepharose ™ 4FF packed on a 135 cm x 2 cm2 27 ml XK 16 column continues in the next area.
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Ejemplo 4 - Etapa cromatográfica intermedia pasiva usando intercambio iónico en modo mixtoExample 4 - Passive intermediate chromatographic stage using ion exchange in mixed mode
Se reunieron dos eluatos que comprendían alfa-manosidasa de la etapa intermedia activa y se mezclaron a razón de 1:1 (peso:peso) con agua para reducir la conductividad y se cargaron en una resina de intercambio iónico en modo mixto, tal como en este ejemplo, una resina cerámica de hidroxiapatita I (CHT I). El producto pasa sin unirse, mientras que las proteínas de la célula hospedadora se unen a la columna. Se recogió el flujo pasante que contenía el producto. La capacidad fue de 550 U/ml de resina. En este ejemplo se usaron las siguientes tapas de una etapa intermedia pasiva:Two eluates comprising alpha-mannosidase from the active intermediate stage were pooled and mixed 1: 1 (weight: weight) with water to reduce conductivity and loaded onto an ion exchange resin in mixed mode, such as in this example, a ceramic resin of hydroxyapatite I (CHT I). The product passes unbound, while the host cell proteins bind to the column. The flow-through containing the product was collected. The capacity was 550 U / ml of resin. In this example the following single stage caps were used passive intermediate:
• Regenerar la columna con 2 VC de NaPi 0,6 M pH 7,0 a 300 cm/h.• Regenerate the column with 2 CV of 0.6 M NaPi pH 7.0 at 300 cm / h.
• Equilibrar la columna con 5 VC de NaPi 60 mM, pH 7,5 a 300 cm/h.• Equilibrate the column with 5 CV of 60 mM NaPi, pH 7.5 at 300 cm / h.
• Cargar el eluato acondicionado de la tapa 2 a 300 cm/h y recoger el flujo pasante, que contiene el producto. La conductividad y el pH de la carga serán de ~10 mS/cm y 7,3, respectivamente. Se recoge el flujo pasante, que contiene el producto, desde que se produce un aumento en la DO de 20 mAu hasta que la DO regresa a 20 mAu, aproximadamente el volumen de carga y lavado con 2 VC. Al final de la etapa se filtra el producto agrupado a través de un filtro de PES o PVDF hidrófilo de 0,45 pm.• Load the conditioned eluate from the cap 2 to 300 cm / h and collect the flow through, which contains the product. The conductivity and pH of the load will be ~ 10 mS / cm and 7.3, respectively. The flow-through, containing the product, is collected from when there is an increase in OD of 20 mAu until the OD returns to 20 mAu, approximately the volume of loading and washing with 2 CV. At the end of the stage, the pooled product is filtered through a 0.45 pm hydrophilic PES or PVDF filter.
• Lavar la columna con 4 VC de tampón de equilibrado a 300 cm/h.• Wash the column with 4 CV of equilibration buffer at 300 cm / h.
• Regenerar la columna con 3 VC de NaPi 0,6 M, pH 7,0 a 300 cm/h.• Regenerate the column with 3 CV of 0.6 M NaPi, pH 7.0 at 300 cm / h.
• Limpiar e higienizar con 3 VC de NaOH 1 M (tiempo de contacto de 60 min), 1 VC de NaPi 60 mM, pH 7,5 y 2 VC de fosfato de sodio 20 mM etanol al 20 %. Se almacena en fosfato de sodio 20 mM etanol al 20 %.• Clean and sanitize with 3 CV of 1 M NaOH (60 min contact time), 1 CV of 60 mM NaPi, pH 7.5 and 2 CV of 20 mM sodium phosphate 20% ethanol. Store in 20 mM sodium phosphate 20% ethanol.
La tabla 6 muestra un ejemplo de un esquema de purificación. La tabla 7 resume la etapa. La figura 4 muestra un ejemplo de un cromatograma para esta etapa.Table 6 shows an example of a purification scheme. Table 7 summarizes the stage. Figure 4 shows an example of a chromatogram for this step.
Tabla 6: Esquema de purificación para la etapa intermedia pasiva usando CHT I empaquetada en una columna XK 16 de 10 cm x 2 cm2 20 iml.Table 6: Purification scheme for the passive intermediate step using CHT I packed on a 10 cm x 2 cm2 20 iml XK 16 column.
Ejemplo 5 - Etapa de inactivación de virusExample 5 - Virus inactivation step
La inactivación de virus puede efectuarse en diferentes etapas del proceso. En este ejemplo, la inactivación del virus se llevó a cabo después de la etapa pasiva intermedia y antes de la etapa de refinado. La inactivación de virus de la fracción reunida intermedia pasiva que comprende alfa-manosidasa se obtuvo mediante una incubación de 135615 min a 21 ±5 °C con isopropanol al 15 % (mezcla 1:1 con isopropanol acuoso al 30 %). El tanque puede enfriarse por medio de una camisa de enfriamiento a 4°C para mantener el proceso a 21 ± 5 °C. Se usó filtración de flujo tangencial (TFF), con una membrana de polietersulfona de 100 kDa, Pantalla A (de Millipore o Sartorius) para eliminar el isopropanol y cambiar al tampón de fosfato de sodio. Se usaron las siguientes etapas para inactivar virus en este ejemplo:Virus inactivation can be carried out at different stages of the process. In this example, virus inactivation was carried out after the intermediate passive stage and before the refining stage. Virus inactivation of the passive intermediate pool comprising alpha-mannosidase was obtained by incubation for 135 615 min at 21 ± 5 ° C with 15% isopropanol (1: 1 mixture with 30% aqueous isopropanol). The tank can be cooled by means of a cooling jacket to 4 ° C to keep the process at 21 ± 5 ° C. Tangential flow filtration (TFF), with a 100 kDa polyethersulfone membrane, Screen A (from Millipore or Sartorius) was used to remove isopropanol and switch to sodium phosphate buffer. The following steps were used to inactivate viruses in this example:
• Mezclar el producto (flujo pasante) de la etapa intermedia pasiva con isopropanol al 30 % en fosfato de sodio 60 mM, 1:1 (v:v), que corresponde a 1:0:94 (p/p). Mezclar, por ejemplo, mediante bombeo de recirculación. La concentración del producto proteico será de ~0,3-1 mg/ml.• Mix the product (flow through) of the passive intermediate stage with 30% isopropanol in 60 mM sodium phosphate, 1: 1 (v: v), which corresponds to 1: 0: 94 (w / w). Mix, for example, by recirculating pumping. The concentration of the protein product will be ~ 0.3-1 mg / ml.
• Incubar la mezcla agrupada de disolvente/producto a temperatura ambiente durante 135 ± 15 min.• Incubate the pooled solvent / product mixture at room temperature for 135 ± 15 min.
• Equilibrar la membrana de TFF con tampón de fosfato de sodio 60 mM. • Equilibrate the TFF membrane with 60 mM sodium phosphate buffer.
• Concentrar la fracción reunida hasta una concentración diana de 2 mg/ml (0,5-3 mg/ml) mediante ultrafiltración a una presión transmembrana (TMP) de 1,1 bar, a 21 ± 5 °C, presión de entrada=~1,4-1,5 bar y presión de salida=0,7~0,8 bar.• Concentrate the pooled fraction to a target concentration of 2 mg / ml (0.5-3 mg / ml) by ultrafiltration at a transmembrane pressure (TMP) of 1.1 bar, at 21 ± 5 ° C, inlet pressure = ~ 1.4-1.5 bar and outlet pressure = 0.7 ~ 0.8 bar.
• Intercambiar ~6 volúmenes mediante diafiltración frente a tampón de fosfato de sodio 60 mM. Se inicia a una TMP de 1 bar (1,4 bar de entrada/0,6 bar de salida). Tras haber intercambiado el primer volumen, puede aumentarse la TMP a 1,1.• Exchange ~ 6 volumes by diafiltration against 60 mM sodium phosphate buffer. It starts at a TMP of 1 bar (1.4 bar inlet / 0.6 bar outlet). After the first volume has been exchanged, the TMP can be increased to 1.1.
• Recoger la fracción retenida. Se enjuaga la membrana con 2-3 volúmenes de sistema de tampón de dilución para eliminar el producto débilmente unido. Se recoge la fracción aclarada junto con la fracción retenida. La concentración de proteína diana final es de 2 mg/ml (0,5-3 mg/ml).• Collect the retained fraction. The membrane is rinsed with 2-3 volumes of dilution buffer system to remove weakly bound product. The clarified fraction is collected together with the retained fraction. The final target protein concentration is 2 mg / ml (0.5-3 mg / ml).
• Limpiar la membrana con H2O, seguido de NaOH 0,5 M (60 min de tiempo de contacto). Se almacena en NaOH 0,1 M.• Clean the membrane with H2O, followed by 0.5 M NaOH (60 min contact time). It is stored in 0.1 M NaOH.
La tabla 10 muestra las condiciones para la etapa de inactivación de virus/TFF.Table 10 shows the conditions for the virus / TFF inactivation step.
Ejemplo 6 - Etapa de refinado cromatográfico usando intercambio aniónicoExample 6 - Chromatographic refining step using anion exchange
Se redujo la conductividad de la fracción retenida que comprende alfa-manosidasa procedente de la etapa intermedia pasiva diluyendo 6 veces con tampón de acondicionado (Tris-HCl 20 mM, NaCl 10 mM, manitol 75 mM, tween™ 80 al 0,005 %, pH 7,5) para que se una mediante interacción iónica a una resina de intercambio aniónico, tal como en este ejemplo, una resina de intercambio aniónico fuerte de alto rendimiento de amonio cuaternario (resina Q Sepharose™ HP). La fracción retenida se diluyó directamente antes de la carga o mediante dilución en línea. El producto se eluyó, en un recipiente rellenado previamente con 1 VC de tampón de elución, mediante adición de cloruro de sodio. La capacidad es de 400 U/ml de resina. Se usaron las siguientes etapas para la etapa de refinado en este ejemplo:The conductivity of the retained fraction comprising alpha-mannosidase from the passive intermediate step was reduced by diluting 6 times with conditioning buffer (20 mM Tris-HCl, 10 mM NaCl, 75 mM mannitol, 0.005% tween ™ 80, pH 7 , 5) to be bonded by ion interaction to an anion exchange resin, such as in this example, a high yield quaternary ammonium strong anion exchange resin (Q Sepharose ™ HP resin). The retained fraction was diluted directly prior to loading or by on-line dilution. The product was eluted, in a vessel pre-filled with 1 CV of elution buffer, by adding sodium chloride. The capacity is 400 U / ml of resin. The following steps were used for the refining step in this example:
Regenerar la columna con 1 VC de NaPi 50 mM, cloruro de sodio 1 M, pH 7,5 a 120 cm/h.Regenerate the column with 1 CV of 50 mM NaPi, 1 M sodium chloride, pH 7.5 at 120 cm / h.
Equilibrar la columna con 5 VC de Tris-HCl 20 mM, cloruro de sodio 10 mM, pH 7,5 a 120 cm/h.Equilibrate the column with 5 CV of 20 mM Tris-HCl, 10 mM sodium chloride, pH 7.5 at 120 cm / h.
Cargar la fracción retenida diluida de la etapa 4 a 120 cm/h.Load the diluted retentate from step 4 at 120 cm / h.
Lavar la columna con 5 VC de tampón de equilibrado y 1 VC de fosfato de sodio 20 mM, pH 7,5 a 120 cm/h. Eluir el producto con 4 VC de fosfato de sodio 50 mM, cloruro de sodio 0,2 M, pH 7,5 a 120 cm/h en el recipiente previamente rellenado (1 VC de tampón de elución). Se recoge el pico desde el aumento inicial (se inicia la recogida a 10-20 mAu) de la absorbancia hasta 30-50 mAu (celda de flujo de 2 mm), 0,5-1,5 VC.Wash the column with 5 CV of equilibration buffer and 1 CV of 20 mM sodium phosphate, pH 7.5 at 120 cm / h. Elute the product with 4 CV of 50 mM sodium phosphate, 0.2 M sodium chloride, pH 7.5 at 120 cm / h in the pre-filled container (1 CV of elution buffer). The peak is collected from the initial increase (collection starts at 10-20 mAu) in absorbance to 30-50 mAu (2mm flow cell), 0.5-1.5 CV.
• Regenerar la columna con 3 VC de NaPi 50 mM, cloruro de sodio 1 M, pH 7,5 a 120 cm/h.• Regenerate the column with 3 CV of 50 mM NaPi, 1 M sodium chloride, pH 7.5 at 120 cm / h.
• Limpiar e higienizar con 3 VC de NaOH 1 M (tiempo de contacto de 60 min) y 3 VC de NaOH 10 mM. Se almacena en NaOH 10 mM.• Clean and sanitize with 3 CV of 1 M NaOH (60 min contact time) and 3 CV of 10 mM NaOH. It is stored in 10 mM NaOH.
La tabla 8 muestra un ejemplo de un esquema de purificación. La tabla 9 resume la etapa. La figura 5 muestra un ejemplo de un cromatograma. Table 8 shows an example of a purification scheme. Table 9 summarizes the stage. Figure 5 shows an example of a chromatogram.
Tabla 8: Ejemplo de esquema de purificación para la etapa de refinado usando resina Q Sepharose™ HP, 19 cm x 2Table 8: Example purification scheme for the refining step using Q Sepharose ™ HP resin, 19 cm x 2
™™
Ejemplo 7 - Etapa de reducción de virusExample 7 - Virus reduction stage
La reducción de virus puede efectuarse en diferentes etapas del proceso. En este ejemplo, la reducción de virus se llevó a cabo después de la etapa de refinado. Se nanofiltró la fracción eluida de la etapa de refinado, después de un filtrado previo a través de un filtro Planova™ 15N de 0,1 pm. Se usaron las siguientes etapas:Virus reduction can be done at different stages of the process. In this example, virus reduction was carried out after the refining step. The eluted fraction from the refining stage was nanofiltered, after a previous filtration through a Planova ™ 15N 0.1 pm filter. The following stages were used:
• El eluato de la etapa de refinado se filtró previamente a través de un filtro de 0,1 pm. Se enjuagó el filtro con un pequeño volumen de fosfato de sodio 50 mM, cloruro de sodio 0,2 M, pH 7,5 para eliminar el producto débilmente unido.• The eluate from the refining stage was previously filtered through a 0.1 pm filter. The filter was rinsed with a small volume of 50 mM sodium phosphate, 0.2 M sodium chloride, pH 7.5 to remove weakly bound product.
• La fracción eluida se filtra a una presión de 0,8 bar, a temperatura ambiente. La filtración va seguida de un lavado posterior de aproximadamente tres volúmenes de sistema Planova 15 con fosfato de sodio 50 mM, cloruro de sodio 0,2 M, pH 7,5.• The eluted fraction is filtered at a pressure of 0.8 bar, at room temperature. Filtration is followed by a subsequent wash of approximately three volumes of the Planova 15 system with 50 mM sodium phosphate, 0.2 M sodium chloride, pH 7.5.
Ejemplo 8 - Formulación y almacenamientoExample 8 - Formulation and storage
La filtración de flujo tangencial (TFF), con una membrana de polietersulfona de 100 kDa, pantalla A (Sartorius™ o Millipore™) cambia el tampón a tampón de formulación. El tanque puede enfriarse por medio de una camisa de enfriamiento a 4°C para mantener el proceso a 21 ± 5 °C. La capacidad estimada es de 100 l/m2 Se usaron las siguientes etapas para la formulación y el almacenamiento: •Tangential Flow Filtration (TFF), with a 100 kDa polyethersulfone membrane, Screen A (Sartorius ™ or Millipore ™) changes the buffer to formulation buffer. The tank can be cooled by means of a cooling jacket to 4 ° C to keep the process at 21 ± 5 ° C. Estimated capacity is 100 l / m2 The following steps were used for formulation and storage: •
• Equilibrar la membrana con Na2HPO4 3,5 mM, NaHPO4 0,17 mM, manitol 250 mM, glicina 27 mM, pH 7,7 (tampón de formulación).• Equilibrate the membrane with 3.5 mM Na2HPO4, 0.17 mM NaHPO4, 250 mM mannitol, 27 mM glycine, pH 7.7 (formulation buffer).
• Diluir el producto purificado que comprende alfa-manosidasa con aproximadamente 1 volumen de tampón de formulación hasta una concentración diana de 2-3 mg/ml. En caso de que la concentración de proteína sea baja en el producto, es posible (aunque no necesario) concentrar hasta 4-6 mg/ml para reducir el volumen antes de diluir con tampón de formulación.• Dilute the purified product comprising alpha-mannosidase with approximately 1 volume of formulation buffer to a target concentration of 2-3 mg / ml. In case the protein concentration is low in the product, it is possible (but not necessary) to concentrate up to 4-6 mg / ml to reduce the volume before diluting with formulation buffer.
• Concentrar hasta ~dos veces hasta una concentración diana de 6 mg/ml por ultrafiltración a una TMP de 0,8 y a 21 ± 5 °C.• Concentrate up to ~ twice to a target concentration of 6 mg / ml by ultrafiltration at a TMP of 0.8 and at 21 ± 5 ° C.
• Intercambiar 6 volúmenes por diafiltración contra tampón de formulación a una TMP de 0,8, 21 ± 5 °C.• Exchange 6 volumes by diafiltration against formulation buffer at a TMP of 0.8, 21 ± 5 ° C.
• Concentrar ~1,5 veces por ultrafiltración y recoger la fracción retenida. Se enjuaga la membrana con 1 volumen de sistema de tampón de formulación para eliminar el producto débilmente unido. Se recoge la fracción aclarada junto con la fracción retenida. Una alternativa es medir la DO 280 en la fracción enjuagada y agrupar únicamente si contiene producto. La concentración de proteína diana final es de 7±2 mg/ml. • Concentrate ~ 1.5 times by ultrafiltration and collect the retained fraction. The membrane is rinsed with 1 volume of formulation buffer system to remove weakly bound product. The clarified fraction is collected together with the retained fraction. An alternative is to measure OD 280 in the rinsed fraction and pool only if it contains product. The final target protein concentration is 7 ± 2 mg / ml.
• Limpiar la membrana con H2O, seguido de NaOH 0,5 M (60 min de tiempo de contacto). Se almacena en NaOH 0,1 M.• Clean the membrane with H2O, followed by 0.5 M NaOH (60 min contact time). It is stored in 0.1 M NaOH.
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El producto se diluyó a 5 mg/ml y se esterilizó por filtración. La sustancia farmacológica filtrada se rellena en botellas y se congela.The product was diluted to 5 mg / ml and sterilized by filtration. The filtered drug substance is filled into bottles and frozen.
Ejemplo 9 - Proceso de cultivo discontinuo alimentado para alfa-manosidasaExample 9 - Feed batch culture process for alpha-mannosidase
Después de descongelar las células, se expandieron las células en matraces agitados, biorreactor de siembra de 10 l y biorreactor de siembra de 50 l antes de transferirlas a un biorreactor de producción (250 l). En el día de la inoculación del biorreactor de producción, la densidad celular en el biorreactor de siembra de 50 l era de entre 2 y 2,5 MVC/ml. Se inocularon las células en el reactor de producción procedentes del biorreactor de siembra a una densidad celular de 0,5 MVC/ml de tal forma que el volumen de la suspensión celular era de 100 l cuando se completó la inoculación. El día de la inoculación se denomina día 0, el día posterior se denomina día 1 y así sucesivamente. Desde el día 1 hasta el final del ciclo, se añadió diariamente medio de alimentación de refuerzo de acuerdo con una pauta predefinida (véase más adelante). Desde el día 1 hasta el final del ciclo, se añadieron diariamente glutamina y glucosa de refuerzo de acuerdo con pautas y reglas predefinidas (véase más adelante). Cuando la densidad de células viables fue > 2,2 MVC/ml o en el día 3, lo que se produzca primero, se redujo la temperatura hasta la temperatura de producción.After the cells were thawed, the cells were expanded in shake flasks, 10 L seed bioreactor, and 50 L seed bioreactor before transferring to a production bioreactor (250 L). On the day of inoculation of the production bioreactor, the cell density in the 50 L seed bioreactor was between 2 and 2.5 MVC / ml. Cells were inoculated into the production reactor from the seed bioreactor at a cell density of 0.5 MVC / ml such that the volume of the cell suspension was 100 µl when the inoculation was complete. The day of inoculation is called day 0, the day after is called day 1, and so on. From day 1 to the end of the cycle, booster feed medium was added daily according to a predefined schedule (see below). From day 1 to the end of the cycle, glutamine and glucose booster were added daily according to predefined guidelines and rules (see below). When the viable cell density was> 2.2 MVC / ml or on day 3, whichever comes first, the temperature was reduced to production temperature.
Tabla 12: Tem eraturas condiciones ex erimentales reales.Table 12: Tem eratures real experimental conditions.
continuacióncontinuation
• Medio base• Medium base
Medio ACF (ExCell302, SAFC) complementado con glutamina 2 mM y que contiene glucosa 11,1 mM (2 g/l). El medio base sin glutamina puede transferirse al biorreactor de producción hasta 3 días y almacenarse a 36,5 °C, es decir, durante la prueba de esterilidad del biorreactor. De lo contrario, el medio se almacena a 4 °C.ACF medium (ExCell302, SAFC) supplemented with 2 mM glutamine and containing 11.1 mM glucose (2 g / l). The base medium without glutamine can be transferred to the production bioreactor for up to 3 days and stored at 36.5 ° C, ie during the sterility test of the bioreactor. Otherwise, the medium is stored at 4 ° C.
• Medios de alimentación• Means of feeding
El medio de alimentación, E35, fue concentrado de alimentación CHO CD Efficient Feed B (InVitrogen n.° de cat. SKU# A10240-01) al 35 % diluido en medio ACF sin glutamina y que contenía glucosa 11,1 mM. El medio de alimentación se almacenó en la oscuridad a 4°C. El medio de alimentación pude dejarse en la oscuridad durante hasta 96 horas, es decir, cuatro días, a temperatura ambiente durante el cultivo.The feed medium, E35, was CHO CD Efficient Feed B feed concentrate (InVitrogen cat. # SKU # A10240-01) 35% diluted in ACF medium without glutamine and containing 11.1 mM glucose. The feed medium was stored in the dark at 4 ° C. The feed medium can be left in the dark for up to 96 hours, ie four days, at room temperature during cultivation.
Tabla 13: Volumen de medio de alimentación añadido por díaTable 13: Volume of feed medium added per day
Días 0 1 a 5 6 a 16Days 0 1 to 5 6 to 16
Volumen añadido/día en (l) 0 12 4Volume added / day in (l) 0 12 4
• Aditivos• Additives
a) Solución madre de glucosa 2500 mM. b) Solución madre de glutamina 200 mM. c) Álcali, Na2CO30,5 M. • Suministro del medio de alimentación, glucosa y glutaminaa) 2500 mM glucose stock solution. b) 200 mM glutamine stock solution. c) Alkali, Na2CO30.5 M. • Supply of the feeding medium, glucose and glutamine
Se bombeó medio de alimentación a diario de refuerzo. Se añadieron diariamente glucosa y glutamina para mantener sus concentraciones dentro de los parámetros dados añadiendo, de refuerzo, soluciones madre de glucosa y glutamina en cantidades según se expone más adelante.Boost daily feed medium was pumped in. Glucose and glutamine were added daily to maintain their concentrations within the given parameters by adding, as a booster, stock solutions of glucose and glutamine in amounts as discussed below.
Reglas de adición de glutamina:Glutamine addition rules:
• Día 1 a día 3: se añade un volumen de solución madre de glutamina de tal forma que la concentración de glutamina en el biorreactor es de 2 mM.• Day 1 to day 3: a volume of glutamine stock solution is added in such a way that the glutamine concentration in the bioreactor is 2 mM.
• A partir del día 4: se añade un volumen de solución madre de glutamina de tal forma que la concentración de glutamina en el biorreactor es de 1 mM.• From day 4: a volume of glutamine stock solution is added in such a way that the glutamine concentration in the bioreactor is 1 mM.
Reglas de adición de glucosa:Glucose addition rules:
• Día 0 a día 8: no se añade solución madre de glucosa• Day 0 to day 8: glucose stock solution is not added
• A partir del día 9, en caso de que la concentración de glucosa en el biorreactor de producción sea < 8 mM, se añade un volumen de solución madre de glucosa de tal forma que la concentración de glucosa en el biorreactor es de 8 mM.• From day 9, in case the glucose concentration in the production bioreactor is <8 mM, a volume of glucose stock solution is added in such a way that the glucose concentration in the bioreactor is 8 mM.
Esquema general del proceso: General outline of the process:
Ejemplo 10 - Caracterización del producto purificado que comprende alfa-manosidasaExample 10 - Characterization of the purified product comprising alpha-mannosidase
La tabla 16 a continuación muestra cómo el esquema de purificación de la presente invención proporcionó alfamanosidasa con una alta proporción de la especie de glucoproteína de 130 kDa, en comparación con los productos de degradación de 75 y 55 kDa, respectivamente. También se muestra cómo un proceso de 250 l usando un proceso de purificación en 4 etapas con etapas de lavado mejoradas tanto para la etapa de captura que comprende ligandos multimodo como para la etapa intermedia activa, así como para una etapa de refinado de Q Sepharose HP tuvo un mejor rendimiento que el proceso de 30 l usando un proceso en 3 etapas, con respecto al rendimiento, la pureza general y el rendimiento de la especie de 130 kDa.Table 16 below shows how the purification scheme of the present invention provided alphamanosidase with a high proportion of the 130 kDa glycoprotein species, compared to the 75 and 55 kDa degradation products, respectively. It also shows how a 250L process using a 4-stage purification process with improved washing stages for both the capture stage comprising multimode ligands and the active intermediate stage, as well as for a Q Sepharose HP refining stage. outperformed the 30L process using a 3-step process, with respect to yield, overall purity, and yield of the 130kDa species.
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La distribución de las especies se observa en el diagrama de HPLC en la figura 7 para tres procesos, donde los de la parte superior representan los procesos en 4 etapas y 3 etapas, respectivamente. El proceso en 2 etapas mostrado es sin usar una etapa de ligando multimodo. El primer pico desde la izquierda es la especie de 55 kDa, seguido de las especies de 130 kDa y 75 kDa, respectivamente.The distribution of the species is observed in the HPLC diagram in figure 7 for three processes, where those in the upper part represent the processes in 4 stages and 3 stages, respectively. The 2-step process shown is without using a multimode ligand step. The first peak from the left is the 55 kDa species, followed by the 130 kDa and 75 kDa species, respectively.
ReferenciasReferences
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Liao et al. J.Biol.Chem. 271, 28348-28358. 1996Liao et al. J.Biol.Chem. 271, 28348-28358. nineteen ninety six
Nebes et al. Biochem.Biophys.Res.Commun. 200, 239-245. 1994 Nebes et al. Biochem.Biophys.Res.Commun. 200, 239-245. 1994
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