RU2769201C2 - Method for producing a highly purified recombinant human c1-esterase inhibitor for application in medicine - Google Patents
Method for producing a highly purified recombinant human c1-esterase inhibitor for application in medicine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769201C2 RU2769201C2 RU2020120894A RU2020120894A RU2769201C2 RU 2769201 C2 RU2769201 C2 RU 2769201C2 RU 2020120894 A RU2020120894 A RU 2020120894A RU 2020120894 A RU2020120894 A RU 2020120894A RU 2769201 C2 RU2769201 C2 RU 2769201C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- content
- sorbent
- protein
- less
- chromatography
- Prior art date
Links
- 239000003814 drug Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 101001081555 Homo sapiens Plasma protease C1 inhibitor Proteins 0.000 title claims abstract description 14
- 229940088950 c1 esterase inhibitor (human) Drugs 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 20
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 78
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 78
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims abstract description 17
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000013522 chelant Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000004007 reversed phase HPLC Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000001042 affinity chromatography Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005571 anion exchange chromatography Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 46
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 33
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 23
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 claims description 13
- 229920002684 Sepharose Polymers 0.000 claims description 12
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 claims description 8
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 claims description 8
- 238000011026 diafiltration Methods 0.000 claims description 7
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 7
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 claims description 6
- 101000934958 Homo sapiens Complement C1s subcomponent Proteins 0.000 claims description 5
- 102100021935 C-C motif chemokine 26 Human genes 0.000 claims description 4
- 101000897493 Homo sapiens C-C motif chemokine 26 Proteins 0.000 claims description 4
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 3
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 17
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 229940009550 c1 esterase inhibitor Drugs 0.000 description 7
- JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 2-[4-(2-hydroxyethyl)piperazin-1-yl]ethanesulfonic acid Chemical compound OCC[NH+]1CCN(CCS([O-])(=O)=O)CC1 JKMHFZQWWAIEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007995 HEPES buffer Substances 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 239000012564 Q sepharose fast flow resin Substances 0.000 description 4
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 108700040183 Complement C1 Inhibitor Proteins 0.000 description 3
- 102000055157 Complement C1 Inhibitor Human genes 0.000 description 3
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 3
- 206010019860 Hereditary angioedema Diseases 0.000 description 3
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 3
- 230000000840 anti-viral effect Effects 0.000 description 3
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 3
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 3
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 2
- 239000000244 polyoxyethylene sorbitan monooleate Substances 0.000 description 2
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 2
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 2
- 229940068968 polysorbate 80 Drugs 0.000 description 2
- 238000001742 protein purification Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 2
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 description 2
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 description 2
- 208000028185 Angioedema Diseases 0.000 description 1
- 238000012369 In process control Methods 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 208000025047 Non-histaminic angioedema Diseases 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229940075791 berinert Drugs 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000005277 cation exchange chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000011210 chromatographic step Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000012869 ethanol precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002523 gelfiltration Methods 0.000 description 1
- 238000010965 in-process control Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 208000027866 inflammatory disease Diseases 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000010253 intravenous injection Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229940126601 medicinal product Drugs 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000012433 multimodal chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000010412 perfusion Effects 0.000 description 1
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 1
- 201000011461 pre-eclampsia Diseases 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000013017 sartobind Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- A61K38/55—Protease inhibitors
- A61K38/57—Protease inhibitors from animals; from humans
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
- C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
- C07K1/36—Extraction; Separation; Purification by a combination of two or more processes of different types
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/81—Protease inhibitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P21/00—Preparation of peptides or proteins
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Gastroenterology & Hepatology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к проблеме разработки высокоэффективных технологий производства, позволяющих получать высокоочищенные лекарственные средства для медицинского применения. В частности, изобретение относится к разработке технологии производства активной фармацевтической субстанции рекомбинантного ингибитора C1-эстеразы человека. Изобретение может быть использовано в фармацевтической промышленности, а именно, при создании лекарственного средства для терапии наследственного ангионевротического отека (отека Квинке).The invention relates to the field of biotechnology, and in particular to the problem of developing highly efficient production technologies that make it possible to obtain highly purified drugs for medical use. In particular, the invention relates to the development of a technology for the production of an active pharmaceutical substance of a recombinant human C1-esterase inhibitor. The invention can be used in the pharmaceutical industry, namely, when creating a drug for the treatment of hereditary angioedema (angioneurotic edema).
В настоящее время при терапии вышеперечисленных заболеваний применяется препарат на основе рекомбинантного ингибитора C1-эстеразы человека, получаемого из молока генетически модифицированных кроликов, «Руконест®», а также препарат, выделенный из плазмы доноров, «Беринерт®». Рекомендуемая доза данных препаратов составляет 500 ME в виде медленной внутривенной инъекции или инфузии. С целью улучшения качества жизни пациентов, снижения частоты проявления нежелательных явлений, связанных, в основном, со степенью чистоты используемрго препарата, авторы изобретения предложили технологию получения высокоочищенного лекарственного средства.Currently, in the treatment of the above diseases, a drug based on a recombinant inhibitor of human C1-esterase obtained from the milk of genetically modified rabbits, Rukonest®, as well as a drug isolated from donor plasma, Berinert®, is used. The recommended dose of these drugs is 500 IU by slow intravenous injection or infusion. In order to improve the quality of life of patients, reduce the incidence of adverse events associated mainly with the degree of purity of the drug used, the inventors proposed a technology for obtaining a highly purified drug.
В качестве критических параметров качества были использованы: содержание белков штамма-продуцента, содержание ДНК, содержание мономерной формы действующего вещества, содержание основной формы белка по данным обращенно-фазовой ВЭЖХ, специфическая активность.The following were used as critical quality parameters: the content of proteins of the producer strain, the content of DNA, the content of the monomeric form of the active substance, the content of the main form of the protein according to reverse-phase HPLC, specific activity.
Описание чертежей.Description of drawings.
Рис. 1. Схема очистки рекомбинантного ингибитора С1 -эстеразы человека.Rice. 1. Scheme for the purification of a recombinant human C1-esterase inhibitor.
Из уровня техники известны следующие решения для технологии производства ингибитора C1-эстеразы человека.The following solutions are known in the art for the production technology of a human C1 esterase inhibitor.
Заявка ЕА201591278 раскрывает способ лечения или профилактики расстройства, ассоциированного с дефицитом ингибитора C1-эстеразы, введением композиции, содержащей ингибитор C1-эстеразы, где ингибитор присутствует в концентрации 400 ед/мл или более. Композиции вводят подкожно, внутривенно. Ингибитор может быть получен из плазмы или продуцирован рекомбинатным способом. Данные, приведенные в патенте, не раскрывают технологии производства и не позволяют оценить качество получаемого препарата.Application EA201591278 discloses a method for treating or preventing a C1 esterase inhibitor deficiency disorder by administering a composition containing a C1 esterase inhibitor, wherein the inhibitor is present at a concentration of 400 units/ml or more. The compositions are administered subcutaneously, intravenously. The inhibitor may be plasma derived or recombinantly produced. The data given in the patent do not disclose the production technology and do not allow assessing the quality of the resulting drug.
Заявка WO 2015131154 раскрывает способ лечения острых приступов НАО введением последовательных доз рекомбинантного ингибитора C1-эстеразы в дозе 50 ед/кг веса тела, относится к терапевтическому применению лекарственного средства. В данном решении не раскрываются технологические аспекты получения лекарственного средства на основе рекомбинантного ингибитора C1-эстеразы человека.Application WO 2015131154 discloses a method for the treatment of acute attacks of HAE by administering successive doses of a recombinant C1-esterase inhibitor at a dose of 50 units/kg of body weight, relates to the therapeutic use of a drug. This decision does not disclose the technological aspects of obtaining a drug based on a recombinant human C1-esterase inhibitor.
Заявка WO 1992022320 раскрывает способ лечения системных воспалительных заболеваний млекопитающих, в т.ч. преэклампсии, введением терапевтически эффективного количества С1-INH или его вариантов, не раскрывая аспекты технологии производства.Application WO 1992022320 discloses a method for the treatment of systemic inflammatory diseases in mammals, incl. preeclampsia, by administering a therapeutically effective amount of C1-INH or variants thereof, without disclosing aspects of the manufacturing technology.
Заявка WO 2017/087882 A1 (Recombinant human C1 esterase inhibitor and uses thereof) раскрывает большое количество аспектов, связанных медицинским применением, фармацевтической композицией и технологией производства ингибитора C1-эстеразы человека. В данном решении раскрывается процесс культивирования штамма-продуцента как в режиме перфузии, так и в режиме fed-batch в биореакторе объемом 5 л; 10 л; 200 л; 500 л; 500 л; 1000 л; 2000 л; 5000 л; 10000 л; 15000 л или 20000 л с конечной продуктивностью в культуральной жидкости на уровне 5, 6, 8, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, или 300 мг в день (в режиме перфузии). В заявке также указывается, что для очистки целевого продукта могут применяться один или более метод, основанный на применении аффинной хроматографии, гель-фильтрационной, анионообменной хроматографии, катионообменной хроматографии, мультимодальной хроматографии, гидрофобной хроматографии, а также нехроматографические методы (центрифугирование, преципитация этанолом и др.) с получением препарата ингибитора C1-эстеразы с чистотой не менее 90% (метод оценки чистоты не указывается). В описании указываются общие подходы к удалению контаминантов: белков штамма-продуцента, ДНК, вирусов с применением хроматографических методов с различным принципом действия. Дополнительно заявка раскрывает фармацевтические композиции, содержащие в качестве действующего вещества ингибитор C1-эстеразы человека и вспомогательные вещества из следующих категорий: соли, соли с буферными свойствами, спирты, различные сахара, аминокислоты и др. Указанные композиции могут иметь различные значения рН, а также различный формат: раствор или лиофилизат. Заявка WO 2017/087882 является наиболее близкой к заявленному изобретению, затрагивая технологические аспекты производства лекарственного средства. Основными недостатками решений, раскрытых в заявке WO 2017/087882, являются:Application WO 2017/087882 A1 (Recombinant human C1 esterase inhibitor and uses thereof) discloses a large number of aspects related to the medical application, pharmaceutical composition and production technology of a human C1 esterase inhibitor. This solution discloses the process of cultivating the producer strain both in perfusion mode and in fed-batch mode in a 5-liter bioreactor; 10 l; 200 l; 500 l; 500 l; 1000 l; 2000 l; 5000 l; 10000 l; 15,000 l or 20,000 l with final productivity in the culture liquid at the level of 5, 6, 8, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160 , 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, or 300 mg per day (perfused). The application also states that one or more methods based on the use of affinity chromatography, gel filtration, anion exchange chromatography, cation exchange chromatography, multimodal chromatography, hydrophobic chromatography, as well as non-chromatographic methods (centrifugation, ethanol precipitation, etc.) .) to obtain a C1-esterase inhibitor preparation with a purity of at least 90% (purity assessment method is not specified). The description indicates general approaches to the removal of contaminants: proteins of the producer strain, DNA, viruses using chromatographic methods with different operating principles. Additionally, the application discloses pharmaceutical compositions containing as an active substance a human C1-esterase inhibitor and excipients from the following categories: salts, salts with buffering properties, alcohols, various sugars, amino acids, etc. These compositions can have different pH values, as well as different format: solution or lyophilisate. Application WO 2017/087882 is the closest to the claimed invention, affecting the technological aspects of the production of a medicinal product. The main disadvantages of the solutions disclosed in the application WO 2017/087882 are:
- описаны только общие подходы к производству, которые могут быть применены к производству любого лекарственного средства на основе белка, без привязки к конкретному продукту;- only general manufacturing approaches are described that can be applied to the production of any protein-based drug, without being tied to a specific product;
- описываемая в примерах технология очистки не имеет отношения к производственному процессу, а носит характер научно-исследовательской работы. При этом применяются методы элюции на сорбентах POROS XS, GigaCap Q с пофракционным анализом, которые являются нетехнологичными и требуют значительного количества ресурсов для реализации стратегии внутрипроизводственного контроля;- the cleaning technology described in the examples is not related to the production process, but is in the nature of a research work. At the same time, methods of elution on sorbents POROS XS, GigaCap Q with fractional analysis are used, which are low-tech and require a significant amount of resources to implement the strategy of in-process control;
- авторы решения провели большой объем исследований с целью снижения уровня белков штамма-продуцента и ДНК в финальном препарате, однако полученные результаты свидетельствуют о крайне высоком уровне данных контаминантов в конечном продукте. В частности, стадия фильтрации через мембрану Sartobind STIC, заявляемая авторами в качестве основной для очистки белков штамма-продуцента, не является достаточно эффективной, что подтверждается приведенными в патенте результатами (таблица 1). Уровень снижения белков штамма-продуцента составил 0,21 Log, что позволило получить в финальном препарате содержание белков штамма-продуцента на уровне около 2000 нг/мг.- the authors of the decision conducted a large amount of research to reduce the level of proteins of the producer strain and DNA in the final product, however, the results obtained indicate an extremely high level of these contaminants in the final product. In particular, the stage of filtration through the Sartobind STIC membrane, declared by the authors as the main one for purification of the proteins of the producer strain, is not sufficiently effective, which is confirmed by the results given in the patent (Table 1). The level of protein reduction in the producer strain was 0.21 Log, which made it possible to obtain the protein content of the producer strain in the final preparation at a level of about 2000 ng/mg.
Известный из заявки WO 2017/087882 способ очистки может включать в себя различные стадии хроматографии, рутинно применяемые при очистке белков, такие как аффинная, ион-обменная, анион-обменная, катион-обменная, мультимодальная, гидрофобная хроматографии на сорбенте POROS XS, а также обязательными являются стадии вирусной инактивации и диафильтрации. Несмотря на разнообразие применяемых подходов, авторам заявки не удалось добиться необходимой для лекарственного средства финальной чистоты препарата: содержание НСР после всех стадий очистки составило около 1960 нг/мг. Выход мономерной формы составлял около 90%. Содержание остаточной ДНК после всех стадий очистки составляло от 5 до 13 пг/мг.The purification method known from WO 2017/087882 may include various chromatography steps routinely used in protein purification, such as affinity, ion-exchange, anion-exchange, cation-exchange, multimodal, hydrophobic chromatography on a POROS XS sorbent, as well as the stages of viral inactivation and diafiltration are obligatory. Despite the variety of approaches used, the authors of the application failed to achieve the final purity of the drug required for the drug: the content of HCP after all stages of purification was about 1960 ng/mg. The yield of the monomeric form was about 90%. The content of residual DNA after all stages of purification ranged from 5 to 13 pg/mg.
Полученные авторами решения результаты по содержанию ДНК приведены в таблице 2.The results obtained by the authors of the solution on the content of DNA are shown in Table 2.
Таким образом, авторам WO 2017/087882 не удалось создать высокоэффективную технологию, позволяющую получать препарат с минимальным количеством контаминантов. Для более полного устранения НСР авторы заявленного изобретения существенно изменили условия очистки на гидрофобном сорбенте, использовав сорбент с фенильными группами. Данная модификация представляет собой неожиданный технический шаг, так как, насколько это известно из уровня техники (см. ПРИКЛАДНАЯ БИОХИМИЯ И МИКРОБИОЛОГИЯ, 2009, том 45, №3, с. 378-383), очистка белка на фенилсефарозе позволяет получить только около 73% мономерной формы белка. Столь низкая доля мономерной формы теоретически является препятствием для использования фенилсодежащих сорбентов в очистке терапевтического белка, так как в случае ингибитора С1 именно данная форма проявляет биологическую активность. Тем не менее авторы применили данные сорбенты при очистке ингибитора С1 в одной из финальных стадий хроматографии, где они неожиданно показали высокую эффективность, при сохранении высокого выхода мономерной формы. При введении в процедуру очистки ингибитора C1-эстеразы стадии хроматографии на различных гидрофобных сорбентах, содержащих фенильную группу, авторы получили неожиданно высокий выход мономерной формы - 99%, при очень высокой чистоте по НСР (содержание менее 10 нг/мг) и по ДНК (менее 1.0 пг/мг). Применение гидрофобных сорбентов с фенильной группой для повышения чистоты ингибитора C1-эстеразы неизвестно из уровня техники, неочевидно для специалиста и непосредственно влияет на получение нового технического результата - получение ингибитора C1-эстеразы высокой степени очистки от белков клетки-хозяина и ДНК с высоким выходом целевого белка в его биологически активной мономерной форме.Thus, the authors of WO 2017/087882 failed to create a highly efficient technology that allows obtaining a drug with a minimum amount of contaminants. For a more complete elimination of HCP, the authors of the claimed invention significantly changed the conditions for cleaning on a hydrophobic sorbent, using a sorbent with phenyl groups. This modification is an unexpected technical step, since, as far as it is known from the prior art (see APPLIED BIOCHEMISTRY AND MICROBIOLOGY, 2009, volume 45, No. 3, pp. 378-383), protein purification on phenylsepharose allows you to get only about 73% monomeric form of the protein. Such a low proportion of the monomeric form is theoretically an obstacle to the use of phenyl-containing sorbents in the purification of a therapeutic protein, since in the case of the C1 inhibitor, it is this form that exhibits biological activity. Nevertheless, the authors used these sorbents in the purification of the C1 inhibitor in one of the final stages of chromatography, where they unexpectedly showed high efficiency, while maintaining a high yield of the monomeric form. When the C1-esterase inhibitor was introduced into the purification procedure at the stage of chromatography on various hydrophobic sorbents containing a phenyl group, the authors obtained an unexpectedly high yield of the monomeric form - 99%, with a very high purity according to HCP (content less than 10 ng/mg) and DNA (less 1.0 pg/mg). The use of hydrophobic sorbents with a phenyl group to increase the purity of the C1-esterase inhibitor is unknown from the prior art, is not obvious to a specialist and directly affects the production of a new technical result - obtaining a C1-esterase inhibitor of a high degree of purification from host cell proteins and DNA with a high yield of the target protein in its biologically active monomeric form.
Приведенная технология хроматографической очистки позволяет получать препарат с низким содержанием ДНК, однако, в процессе производства серии в GMP условиях полученный уровень ДНК составил 13 пг/мг, что почти соответствует заявленной верхней границе нормы (14 пг/мг), и свидетельствует о вариабельности процесса с т.з. удаления ДНК.The given technology of chromatographic purification makes it possible to obtain a preparation with a low content of DNA, however, during the production of a series under GMP conditions, the obtained DNA level was 13 pg/mg, which almost corresponds to the declared upper limit of the norm (14 pg/mg), and indicates the variability of the process with t.z. DNA removal.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке способа получения высокоочищенного рекомбинантного ингибитора C1-эстеразы человека для медицинского применения, с высоким выходом биологически активной мономерной формы белка относительно содержания целевого белка в культуральной жидкости.The technical result to which the claimed invention is directed is to develop a method for producing a highly purified recombinant inhibitor of human C1-esterase for medical use, with a high yield of a biologically active monomeric form of the protein relative to the content of the target protein in the culture fluid.
Для достижения указанных технических результатов была разработана, масштабирована и перенесена на производство высокоэффективная технология получения активной фармацевтической субстанции рекомбинантного ингибитора C1-эстеразы человека, позволяющая получать лекарственное средство, содержащее не более 10 нг/мг белков штамма-продуцента; не более 5 пг/мг ДНК; не менее 99,0% мономерной формы белка; не менее 99,5% основной формы по данным обращенно-фазовой ВЭЖХ и удельной активностью не менее 9,0 МЕ/мг.To achieve these technical results, a highly efficient technology for obtaining the active pharmaceutical substance of a recombinant inhibitor of human C1-esterase was developed, scaled up and transferred to production, which makes it possible to obtain a drug containing no more than 10 ng/mg of proteins of the producer strain; no more than 5 pg/mg DNA; not less than 99.0% of the monomeric form of the protein; not less than 99.5% of the main form according to reverse-phase HPLC and a specific activity of not less than 9.0 IU/mg.
Заявляемая технология производства позволяет получать активную фармацевтическую субстанцию, пригодную для применения в клинических испытаниях и коммерческого выпуска.The claimed production technology makes it possible to obtain an active pharmaceutical substance suitable for use in clinical trials and commercial release.
Разработка высокоэффективной технологии производства осуществлялась с учетом следующих критериев:The development of a highly efficient production technology was carried out taking into account the following criteria:
- обеспечение приемлемых ключевых параметров качества конечного препарата;- ensuring acceptable key quality parameters of the final product;
- высокий выход конечного биологически активного очищенного белка относительно содержания белка в культуральной жидкости;- high yield of the final biologically active purified protein relative to the protein content in the culture fluid;
- низкая стоимость производства.- low cost of production.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Очистка на металл-хелатном сорбентеPurification on a metal-chelate sorbent
Авторы изобретения впервые показали, что для целей заявленного изобретения при захвате целевого белка из культуральной жидкости наилучшым образом подходят металл-хелатные сорбенты. При выборе сорбента для захвата оценивали следующие параметры процесса:The inventors have shown for the first time that for the purposes of the claimed invention, when capturing the target protein from the culture liquid, metal-chelate sorbents are best suited. When choosing a sorbent for capture, the following process parameters were evaluated:
- выход целевого белка со стадии;- output of the target protein from the stage;
- содержание мономерной формы целевого белка в элюате;- the content of the monomeric form of the target protein in the eluate;
- содержание белков штамма-продуцента в элюате;- the content of proteins of the strain-producer in the eluate;
- содержание ДНК в элюате;- DNA content in the eluate;
- степень окрашивания сорбента компонентами культуральной жидкости и возможность регенерации сорбента;- the degree of staining of the sorbent by the components of the culture liquid and the possibility of regeneration of the sorbent;
- емкость сорбента по целевому белку.- capacity of the sorbent for the target protein.
Полученные результаты по скринингу сорбентов для стадии захвата представлены в таблице 3.The results obtained for the screening of sorbents for the capture stage are presented in Table 3.
Полученные данные продемонстрировали, что наилучшие результаты могут быть достигнуты при применении металл-хелатных сорбентов, к примеру, IMAC Sepharose или EMD Chelate. При этом экспериментально обнаружено, что при очистке ингибитора С1 эстеразы сорбенты с катионобменными и гидрофобными свойствами недостаточно эффективны, так как имеют крайне низкую емкость, а при использовании сорбентов с анионообменными свойствами уровень контаминантов в элюате (белки штамма-продуцента и ДНК) находится на высоком уровне. Для данной стадии дополнительно разработан этап промывки буферным раствором, содержащим от 5 до 50 мМ имидазола, значение рН от 5,5 до 8,5 ед., при этом допускается добавление в промывочный буферный раствор хлорида натрия в концентрации от 200 мМ до 1 М. Также разработан состав элюирующего буферного раствора, содержащего от 100 мМ до 1 М имидазола, значение рН от 5,5 до 8,5 ед.The data obtained demonstrated that the best results can be achieved with metal chelate sorbents such as IMAC Sepharose or EMD Chelate. At the same time, it was experimentally found that when purifying the C1 esterase inhibitor, sorbents with cation-exchange and hydrophobic properties are not effective enough, since they have an extremely low capacity, and when using sorbents with anion-exchange properties, the level of contaminants in the eluate (proteins of the producer strain and DNA) is at a high level. . For this stage, an additional stage was developed for washing with a buffer solution containing from 5 to 50 mM imidazole, pH value from 5.5 to 8.5 units, while adding sodium chloride to the washing buffer solution at a concentration of 200 mM to 1 M. Also developed the composition of the eluent buffer solution containing from 100 mm to 1 M imidazole, pH value from 5.5 to 8.5 units.
Комбинация вышеприведенных условий позволила получить раствор белка с содержанием белков штамма-продуцента на уровне 5000 нг/мг; ДНК на уровне 7000-8000 пг/мг; содержание мономерной формы белка на уровне 95,0%; при этом выход белка со стадии составил около 95% от его содержания в культуральной жидкости.The combination of the above conditions made it possible to obtain a protein solution with a protein content of the producer strain at the level of 5000 ng/mg; DNA at the level of 7000-8000 pg/mg; the content of the monomeric form of the protein at the level of 95.0%; the protein yield from the stage was about 95% of its content in the culture liquid.
Очистка на аффинном сорбентеPurification on an affinity sorbent
На следующем этапе была разработана стадия очистки с использованием аффинного сорбента Heparin Sepharose FF. Данный сорбент позволяет значительно снизить содержание белков штамма-продуцента и ДНК. Установлено, что при значении рН от 7,0 до 8,0 и проводимости от 0,1 до 10,0 mS/cm (мСм/см) наносимого раствора белка, а также элюции целевого белка путем увеличения содержания хлорида натрия в подвижной фазе до значения 0,2 - 0,4 М содержание белков штамма-продуцента снижается до уровня около 3000 нг/мг, а содержание ДНК до уровня менее 50 пг/мг. В таблице 4 приведены данные по скринингу условий элюции на Heparin Sepharose FF.At the next stage, a purification stage was developed using the Heparin Sepharose FF affinity sorbent. This sorbent can significantly reduce the content of proteins of the producer strain and DNA. It has been established that at a pH value of 7.0 to 8.0 and a conductivity of 0.1 to 10.0 mS/cm (mS/cm) of the applied protein solution, as well as the elution of the target protein by increasing the sodium chloride content in the mobile phase to values of 0.2 - 0.4 M, the protein content of the producer strain is reduced to a level of about 3000 ng/mg, and the DNA content to a level of less than 50 pg/mg. Table 4 shows the screening data for elution conditions on Heparin Sepharose FF.
Таким образом, была разработана стадия очистки, позволяющая значительно снизить количество белков штамма-продуцента в элюате целевого белка - до уровня менее 3000 нг/мг, содержание ДНК при этом довести до уровня менее 50 пг/мг.Thus, the purification stage was developed, which makes it possible to significantly reduce the amount of proteins of the producer strain in the eluate of the target protein - to a level of less than 3000 ng/mg, while bringing the DNA content to a level of less than 50 pg/mg.
Разработка финальной стадии очистки от ДНК штамма-продуцента Для удаления ДНК штамма-продуцента применен стандартный подход с использованием анионообменного сорбента. Показано, что проведение процесса на сорбенте Q Sepharose FF в условиях низкой проводимости элюирующего буферного раствора и значения рН от 6,0 до 8,5 ед. позволяет снизить содержание остаточной ДНК до уровня нижеDevelopment of the final stage of purification from the DNA of the producer strain To remove the DNA of the producer strain, a standard approach was used using an anion-exchange sorbent. It is shown that carrying out the process on the Q Sepharose FF sorbent under conditions of low conductivity of the eluting buffer solution and pH values from 6.0 to 8.5 units. allows to reduce the content of residual DNA to a level below
Разработка финальной стадии очистки от белков штамма-продуцентаDevelopment of the final stage of purification from proteins of the producer strain
Для удаления белков штамма-продуцента был выбран подход, основанный на высокой гидрофильное™ целевой молекулы, позволяющий проводить очистку целевого белка в режиме фильтрации через колонку с сорбентом. Была проведена экспериментальная проверка возможности применения гидрофобных сорбентов в различных условиях для снижения содержания белков штамма-продуцента в конечном продукте до уровня ниже 10 нг/мг.Результаты исследований неожиданно показали, что, вне зависимости от нагрузки на сорбент, выход мономерной формы белка был неожиданно высок. При содержании хлорида натрия в наносимом растворе белка менее 3 моль\литр общий выход целевого белка составлял не менее 80%. Результаты скрининга условий проведения гидрофобной хроматографии представлены в таблице 6.To remove the proteins of the producer strain, an approach was chosen based on the high hydrophilicity of the target molecule, which makes it possible to purify the target protein in the filtration mode through a column with a sorbent. An experimental test was made of the possibility of using hydrophobic sorbents under various conditions to reduce the content of proteins of the producer strain in the final product to a level below 10 ng/mg. . When the content of sodium chloride in the applied protein solution was less than 3 mol/liter, the total yield of the target protein was at least 80%. The results of screening conditions for hydrophobic chromatography are presented in table 6.
Таким образом, была разработана стадия процесса хроматографической очистки, позволяющая снизить содержание белков штамма-продуцента до уровня менее 10 нг/мг.Thus, a stage of the chromatographic purification process was developed, which makes it possible to reduce the protein content of the producer strain to a level of less than 10 ng/mg.
Дополнительно в схему очистки были внесены этапы вирусной инактивации после стадии очистки на металл-хелатном сорбенте, а также нанофильтрации и диафильтрации для перевода в финальный буферный раствор. Финализированная схема очистки приведена на рисунке 1. Данная схема очистки позволяет получать активную фармацевтическую субстанцию со следующими характеристиками:Additionally, the stages of viral inactivation were introduced into the purification scheme after the stage of purification on a metal-chelate sorbent, as well as nanofiltration and diafiltration for transfer to the final buffer solution. The finalized purification scheme is shown in Figure 1. This purification scheme makes it possible to obtain an active pharmaceutical substance with the following characteristics:
-содержание мономера не менее 99%;- monomer content not less than 99%;
- содержание основной формы целевого белка по данным обращенно-фазовой ВЭЖХ не менее 99,5%;- the content of the main form of the target protein according to reverse-phase HPLC is not less than 99.5%;
- содержание белков штамма-продуцента не более 10 нг/мг;- the content of proteins of the producer strain is not more than 10 ng/mg;
- содержание ДНК штамма-продуцента не более 5 пг/мг;- the content of the DNA of the producer strain is not more than 5 pg/mg;
- удельная специфическая активность не менее 9,0 МЕ/мг.- specific specific activity not less than 9.0 IU/mg.
Выход целевого белка относительно его содержания в культуральной жидкости составил около 80% (500 мг целевого белка с 1 л культуральной жидкости).The yield of the target protein relative to its content in the culture fluid was about 80% (500 mg of the target protein per 1 liter of the culture fluid).
В качестве подходящего гидрофобного сорбента, содержащего фенильные группы, могут быть использованы Phenyl Sepharose FF, Tosoh Butyl 650M, Capto Phenyl, а также иные коммерчески доступные сорбенты с аналогичным принципом действия.As a suitable hydrophobic sorbent containing phenyl groups, Phenyl Sepharose FF, Tosoh Butyl 650M, Capto Phenyl, as well as other commercially available sorbents with a similar principle of action can be used.
Пример 1.Example 1
Проведение хроматографической очистки.Carrying out chromatographic purification.
Культуральную жидкость объемом 1 л наносили на колонку с сорбентом IMAC Sepharose (объем колонки (CV) 0,2 л), предварительно активированную 2 CV 0,1 М раствора хлорида цинка и уравновешенную буферным раствором 20 мМ трис, рН 7,2. После нанесения сорбент промывали 3 CV того же буферного раствора. Колонку промывали 3 CV буферного раствора 20 мМ трис, 15 мМ имидазол, рН 7,5. Связанный с сорбентом целевой белок элюировали буферным раствором 20 мМ трис, 150 мМ имидазол, рН 7,2.A 1 L culture fluid was applied to an IMAC Sepharose sorbent column (column volume (CV) 0.2 L) preactivated with 2 CV of 0.1 M zinc chloride solution and equilibrated with 20 mM Tris buffer, pH 7.2. After application, the sorbent was washed with 3 CV of the same buffer solution. The column was washed with 3 CV of 20 mM Tris buffer, 15 mM imidazole, pH 7.5. The target protein bound to the sorbent was eluted with a buffer solution of 20 mM Tris, 150 mM imidazole, pH 7.2.
Вирусную инактивацию проводили сольвент-детергентным методом. Во фракцию белка добавляли при перемешивании 20% раствор полисорбата-80 до 1% (1/20 часть от объема фракции) и трибутилфосфат до 0,3% (3/1000 части от объема элюата). Инкубировали при постоянном перемешивании при комнатной температуре в течение 1 часа.Virus inactivation was carried out by the solvent-detergent method. A 20% solution of polysorbate-80 was added to the protein fraction with stirring to 1% (1/20 of the volume of the fraction) and tributyl phosphate to 0.3% (3/1000 of the volume of the eluate). Incubated with constant stirring at room temperature for 1 hour.
Полученную фракцию белка разбавляли водой в 2 раза и наносили на колонку с Heparin Sepharose (CV 0,1 л), предварительно уравновешенную буферным раствором 20 мМ трис, рН 7,2. После нанесения промывали сорбент 3 CV того же буферного раствора. Связавшийся с сорбентом целевой белок элюировали буферным раствором 20 мМ трис, 200 мМ натрия хлорид, рН 7,2.The resulting protein fraction was diluted with water 2 times and applied to a column with Heparin Sepharose (CV 0.1 L), pre-equilibrated with a buffer solution of 20 mm Tris, pH 7.2. After application, the sorbent was washed with 3 CV of the same buffer solution. The target protein bound to the sorbent was eluted with a buffer solution of 20 mM Tris, 200 mM sodium chloride, pH 7.2.
Следующий этап очистки осуществляли на колонне с сорбентом Q Sepharose FF (CV 0,1 л), которую предварительно уравновешивали буферным раствором 20 мМ трис, 50 мМ натрия хлорида, рН 7,0. Далее наносили раствор белка в 50% градиенте воды очищенной на уравновешенную колонну. После нанесения отмывали сорбент с адсорбированным белком буферным раствором 20 мМ трис, 50 мМ натрия хлорида, рН 7,2. Элюцию целевого белка производили градиентом буферного раствора 20 мМ HEPES, 200 мМ натрия хлорид, рН 7,5 в буферном растворе 20 мМ трис, 50 мМ натрия хлорида, рН 7,5 (от 0 до 100% за 10 колоночных объемов).The next stage of purification was carried out on a column with a Q Sepharose FF sorbent (CV 0.1 l), which was preliminarily balanced with a buffer solution of 20 mM Tris, 50 mM sodium chloride, pH 7.0. Next, a protein solution was applied in a 50% gradient of purified water to a balanced column. After application, the sorbent with adsorbed protein was washed with a buffer solution of 20 mM Tris, 50 mM sodium chloride, pH 7.2. The target protein was eluted with a gradient of 20 mM HEPES, 200 mM sodium chloride, pH 7.5 buffer solution in 20 mM Tris, 50 mM sodium chloride, pH 7.5 buffer solution (from 0 to 100% over 10 column volumes).
Следующий этап очистки осуществляли на сорбенте Capto Phenyl High Sub. Объем колонны составлял 10 мл. Нагрузка по целевому белку не более 50 г целевого белка на 1 л сорбента.The next stage of purification was carried out on the Capto Phenyl High Sub sorbent. The volume of the column was 10 ml. Target protein loading is not more than 50 g of target protein per 1 liter of sorbent.
Колонну с Capto Phenyl High Sub предварительно уравновешивали буферным раствором 20 мМ HEPES, 2 М натрия хлорид, рН 7,0. Целевой белок для нанесения подготавливали путем добавления раствора 5 М натрия хлорида до проводимости 145-155 мСм/см. Далее наносили раствор белка на уравновешенную колонну, собирая фильтрат, содержащий целевой белок. После нанесения колонну промывали буферным раствором 20 мМ HEPES, 2 М натрия хлорид, рН 7,0, продолжая собирать фильтрат.The Capto Phenyl High Sub column was pre-equilibrated with a buffer solution of 20 mM HEPES, 2 M sodium chloride, pH 7.0. The target protein for application was prepared by adding a 5 M sodium chloride solution until a conductivity of 145-155 mS/cm. Next, the protein solution was applied to the balanced column, collecting the filtrate containing the target protein. After loading, the column was washed with a buffer solution of 20 mm HEPES, 2 M sodium chloride, pH 7.0, while continuing to collect the filtrate.
Проводили противовирусную нанофильтрацию полученной фракции белка на фильтре Planova 15N, затем фильтрат концентрировали на мембране для тангенциальной фильтрации VIVAFLOW 200 с диаметром пор 30 кДа и диализовали против буферного раствора 9,4 г/л глицин, 2,9 г/л натрия цитрат, 8 г/л натрия хлорид, рН 7,0.Antiviral nanofiltration of the obtained protein fraction was carried out on a Planova 15N filter, then the filtrate was concentrated on a VIVAFLOW 200 tangential filtration membrane with a pore diameter of 30 kDa and dialyzed against a buffer solution of 9.4 g/l glycine, 2.9 g/l sodium citrate, 8 g /l sodium chloride, pH 7.0.
Полученный раствор белка фильтровали через стерилизующий фильтр с размером пор 0,22 мкм в стерильную емкость в асептических условиях.The resulting protein solution was filtered through a sterilizing filter with a pore size of 0.22 μm into a sterile container under aseptic conditions.
Общий выход по очищенному белку составил около 500 мг с 1 л культуральной жидкости.The total yield of purified protein was about 500 mg per liter of culture liquid.
Полученная активная фармацевтическая субстанция имеет следующие качественные характеристики: 99,7% мономерной формы целевого белка; 99,8% основной формы по данным обращенно-фазовой ВЭЖХ; 1,9 пг/мг ДНК штамма-продуцента; 2,9 нг/мг белков штамма-продуцента; удельная активность 9,3 МЕ/мг.The obtained active pharmaceutical substance has the following qualitative characteristics: 99.7% of the monomeric form of the target protein; 99.8% main form by reverse phase HPLC; 1.9 pg/mg DNA of the producer strain; 2.9 ng/mg of proteins of the producer strain; specific activity 9.3 IU/mg.
Пример 2.Example 2
Проведение хроматографической очистки в промышленном объеме.Carrying out chromatographic purification in an industrial volume.
На первом этапе очистки культуральную жидкость объемом 250 л наносили на колонку с IMAC Sepharose (объем колонки (CV) 25,0 л).In the first purification step, a 250 L culture liquid was loaded onto an IMAC Sepharose column (column volume (CV) 25.0 L).
Подготовку колонны осуществляли путем промывки 25,0 л 0,5 М раствора хлорида цинка с последующей промывкой стартовым буферным раствором: 20 мМ трис, рН 7,2.The preparation of the column was carried out by washing with 25.0 l of 0.5 M zinc chloride solution, followed by washing with a starting buffer solution: 20 mm Tris, pH 7.2.
Культуральную жидкость не подвергали предварительной подготовке.The culture liquid was not subjected to preliminary preparation.
На подготовленный сорбент наносили культуральную жидкость, после чего последовательно промывали сорбент стартовым буферным раствором и буферным раствором 20 мМ трис, 5 мМ имидазол, рН 7,2.The culture liquid was applied onto the prepared sorbent, after which the sorbent was successively washed with a starting buffer solution and a buffer solution of 20 mM Tris, 5 mM imidazole, pH 7.2.
Целевой белок элюировали с колонны буферным раствором 20 мМ трис, 150 мМ имидазол, рН 7,2.The target protein was eluted from the column with a buffer solution of 20 mm Tris, 150 mm imidazole, pH 7.2.
На следующем этапе осуществляли вирусную инактивацию полученного раствора путем добавления детергентов: полисорбат 80 до 1%; трибутилфосфат до концентрации 0,3%. Время инкубации составляло не менее 1 часа при комнатной температуре.The next step was carried out by viral inactivation of the resulting solution by adding detergents: polysorbate 80 to 1%; tributyl phosphate to a concentration of 0.3%. The incubation time was at least 1 hour at room temperature.
На следующем этапе осуществляли очистку целевого белка на аффинном сорбенте Heparin Sepharose FF.At the next stage, the target protein was purified on the Heparin Sepharose FF affinity sorbent.
Колонну с Heparin Sepharose FF (объем колонки (CV) 12,0 л) предварительно уравновешивали буферным раствором 20 мМ трис, рН 7,5. Далее наносили раствор белка в 50% градиенте воды очищенной на уравновешенную колонну.A Heparin Sepharose FF column (column volume (CV) 12.0 L) was pre-equilibrated with a buffer solution of 20 mM Tris, pH 7.5. Next, a protein solution was applied in a 50% gradient of purified water to a balanced column.
После нанесения отмывали сорбент с адсорбированным белком буферным раствором 50 мМ трис, рН 7,5. Элюцию целевого белка производили буферным раствором 50 мМ трис, 200 мМ натрия хлорид, рН 7,5After application, the sorbent with adsorbed protein was washed with a buffer solution of 50 mM Tris, pH 7.5. The target protein was eluted with a buffer solution of 50 mM Tris, 200 mM sodium chloride, pH 7.5
Следующий этап хроматографической очистки осуществляли на сорбенте Q Sepharose FF. Объем колонны составлял 2 л. Нагрузка по целевому белку не более 70 г целевого белка на 1 л сорбента.The next stage of chromatographic purification was carried out on a Q Sepharose FF sorbent. The volume of the column was 2 liters. Target protein loading is not more than 70 g of target protein per 1 liter of sorbent.
Колонну с Q Sepharose FF предварительно уравновешивали буферным раствором 20 мМ трис, 50 мМ натрия хлорида, рН 7,5. Далее наносили раствор белка в 50% градиенте воды очищенной на уравновешенную колонну. После нанесения отмывали сорбент с адсорбированным белком буферным раствором 20 мМ трис, 50 мМ натрия хлорида, рН 7,2. Элюцию целевого белка производили градиентом буферного раствора 20 мМ HEPES, 200 мМ натрия хлорид, рН 7,0 в буферном растворе 20 мМ трис, 50 мМ натрия хлорида, рН 7,5 (от 0 до 100% за 10 колоночных объемов).The Q Sepharose FF column was pre-equilibrated with a buffer solution of 20 mM Tris, 50 mM sodium chloride, pH 7.5. Next, a protein solution was applied in a 50% gradient of purified water to a balanced column. After application, the sorbent with adsorbed protein was washed with a buffer solution of 20 mM Tris, 50 mM sodium chloride, pH 7.2. The target protein was eluted with a gradient of 20 mM HEPES, 200 mM sodium chloride, pH 7.0 buffer solution in 20 mM Tris, 50 mM sodium chloride, pH 7.5 buffer solution (from 0 to 100% over 10 column volumes).
Следующий этап очистки осуществляли на сорбенте Capto Phenyl High Sub. Объем колонны составлял 2 л. Нагрузка по целевому белку не более 50 г целевого белка на 1 л сорбента.The next stage of purification was carried out on the Capto Phenyl High Sub sorbent. The volume of the column was 2 liters. Target protein loading is not more than 50 g of target protein per 1 liter of sorbent.
Колонну с Capto Phenyl High Sub предварительно уравновешивали буферным раствором 20 мМ HEPES, 2 М натрия хлорид, рН 7,0. Целевой белок для нанесения подготавливали путем добавления раствора 5 М натрия хлорида до проводимости 145-155 мкСм/см. Далее наносили раствор белка на уравновешенную колонну, собирая фильтрат, содержащий целевой белок. После нанесения отмывали целевой белок буферным раствором 20 мМ HEPES, 2 М натрия хлорид, рН 7,0.The Capto Phenyl High Sub column was pre-equilibrated with a buffer solution of 20 mM HEPES, 2 M sodium chloride, pH 7.0. The target protein for application was prepared by adding a 5 M sodium chloride solution until a conductivity of 145-155 µS/cm. Next, the protein solution was applied to the balanced column, collecting the filtrate containing the target protein. After application, the target protein was washed with a buffer solution of 20 mM HEPES, 2 M sodium chloride, pH 7.0.
Для перевода полученного белка в конечный буферный раствор проводили диафильтрацию с использованием диафильтрационных кассет Sartorius, материал PES, с размером отсечения 50 кДа. Предварительно осуществляли промывку кассет буферным раствором 125 мМ глицина, 11,2 мМ цитрата натрия, 136,8 мМ натрия хлорида, рН 7,0. Процесс диафильтрации осуществляли при концентрации белка 50 мг/мл. После завершения процесса диафильтрации доводили концентрацию белка до значения 15-18 мг/мл.To convert the resulting protein into the final buffer solution, diafiltration was performed using Sartorius diafiltration cassettes, PES material, with a cut-off size of 50 kDa. The cassettes were preliminarily washed with a buffer solution of 125 mM glycine, 11.2 mM sodium citrate, 136.8 mM sodium chloride, pH 7.0. The diafiltration process was carried out at a protein concentration of 50 mg/ml. After completion of the diafiltration process, the protein concentration was adjusted to a value of 15-18 mg/ml.
Далее проводили противовирусную нанофильтрацию полученного раствора белка на фильтре Millipore Virosolve. Предварительно промывали фильтр буферным раствором 125 мМ глицина, 11,2 мМ цитрата натрия, 136,8 мМ натрия хлорида, рН 7,0. Далее подвергали раствор белка через подготовленный противовирусный фильтр.Next, antiviral nanofiltration of the resulting protein solution was carried out on a Millipore Virosolve filter. The filter was pre-washed with a buffer solution of 125 mM glycine, 11.2 mM sodium citrate, 136.8 mM sodium chloride, pH 7.0. Next, the protein solution was subjected to the prepared antiviral filter.
Полученный раствор белка фильтровали через стерилизующий фильтр с размером пор 0,22 мкм в стерильную емкость в асептических условиях.The resulting protein solution was filtered through a sterilizing filter with a pore size of 0.22 μm into a sterile container under aseptic conditions.
Общий выход по очищенному белку составил около 500 мг с 1 л культуральной жидкости.The total yield of purified protein was about 500 mg per liter of culture liquid.
Полученная активная фармацевтическая субстанция имеет следующие качественные характеристики: 99,8% мономерной формы целевого белка; 99,9% основной формы по данным обращенно-фазовой ВЭЖХ; 1,0 пг/мг ДНК штамма-продуцента; 5,0 нг/мг белков штамма-продуцента; удельная активность 9,5 МЕ/мг.The obtained active pharmaceutical substance has the following qualitative characteristics: 99.8% of the monomeric form of the target protein; 99.9% base form by reverse phase HPLC; 1.0 pg/mg DNA of the producer strain; 5.0 ng/mg of proteins of the producer strain; specific activity 9.5 IU/mg.
Claims (11)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020120894A RU2769201C2 (en) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Method for producing a highly purified recombinant human c1-esterase inhibitor for application in medicine |
| PCT/RU2021/050171 WO2021262041A1 (en) | 2020-06-23 | 2021-06-18 | Method of producing a highly purified recombinant inhibitor of human c1 esterase |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020120894A RU2769201C2 (en) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Method for producing a highly purified recombinant human c1-esterase inhibitor for application in medicine |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020120894A3 RU2020120894A3 (en) | 2021-12-23 |
| RU2020120894A RU2020120894A (en) | 2021-12-23 |
| RU2769201C2 true RU2769201C2 (en) | 2022-03-29 |
Family
ID=79281603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020120894A RU2769201C2 (en) | 2020-06-23 | 2020-06-23 | Method for producing a highly purified recombinant human c1-esterase inhibitor for application in medicine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2769201C2 (en) |
| WO (1) | WO2021262041A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119823254B (en) * | 2025-03-14 | 2025-06-03 | 深圳市卫光生物制品股份有限公司 | C1 esterase inhibitor recombinant variant and preparation method and application thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0101935A1 (en) * | 1982-07-30 | 1984-03-07 | BEHRINGWERKE Aktiengesellschaft | Process for the preparation of the C1 inactivator and its use |
| RU2256464C1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоГениус" | Method for preparing human c-1 esterase inhibitor amd product for using in medicine |
| WO2017087882A1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-05-26 | Shire Human Genetic Therapies, Inc. | Recombinant human c1 esterase inhibitor and uses thereof |
| WO2020079108A1 (en) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Csl Behring Gmbh | Process for purifying c1-inh |
-
2020
- 2020-06-23 RU RU2020120894A patent/RU2769201C2/en active
-
2021
- 2021-06-18 WO PCT/RU2021/050171 patent/WO2021262041A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0101935A1 (en) * | 1982-07-30 | 1984-03-07 | BEHRINGWERKE Aktiengesellschaft | Process for the preparation of the C1 inactivator and its use |
| RU2256464C1 (en) * | 2004-03-12 | 2005-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоГениус" | Method for preparing human c-1 esterase inhibitor amd product for using in medicine |
| WO2017087882A1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-05-26 | Shire Human Genetic Therapies, Inc. | Recombinant human c1 esterase inhibitor and uses thereof |
| WO2020079108A1 (en) * | 2018-10-17 | 2020-04-23 | Csl Behring Gmbh | Process for purifying c1-inh |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2020120894A3 (en) | 2021-12-23 |
| WO2021262041A1 (en) | 2021-12-30 |
| RU2020120894A (en) | 2021-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4629567A (en) | Alpha-1-antiprotease purification | |
| JP4359347B2 (en) | A chromatographic method for high yield purification of antibodies and virus inactivation. | |
| RU2698654C2 (en) | Fusion protein purification method | |
| RU2567811C2 (en) | Method for purification of blood-coagulation factor viii | |
| CZ287186B6 (en) | Process for preparing concentrate free of aggregation of immunoglobulins G | |
| JPH06107561A (en) | Preparation of intravenous compatible immunoglobulin-g-formulation | |
| JPS6098988A (en) | Purification of lpf-ha | |
| CN106349387B (en) | Method for purifying α 1-antitrypsin from Cohn component IV precipitate | |
| CN109843904A (en) | A sequential approach for reducing heterogeneity in therapeutic proteins | |
| US7041798B1 (en) | Method for the chromatographic fractionation of plasma or serum, preparations, so obtained, and their use | |
| US20240025950A1 (en) | Method of purification of recombinantly-produced rsv proteins in trimeric form | |
| RU2769201C2 (en) | Method for producing a highly purified recombinant human c1-esterase inhibitor for application in medicine | |
| JPH11504644A (en) | Production of immunoglobulin | |
| CN112898387B (en) | Purification method of recombinant staphylococcus aureus vaccine antigen protein | |
| CN101268181A (en) | Preparation and Purification of Protein A Using No Components of Animal Origin | |
| JP7674630B2 (en) | Methods for purifying recombinant proteins | |
| KR102087823B1 (en) | A method for purifying an antibody fragment or antibody using affinity chromatography | |
| CN107698676A (en) | A kind of extraction preparation method of high-purity menotropins | |
| RU2456996C1 (en) | Method for preparing purified cholera toxin b subunit from recombinant strain vibrio cholerae | |
| FI96864B (en) | Non-therapeutically useful HIV glycoprotein GB 160 and a method for preparing the same | |
| CN113121638B (en) | Method for purifying recombinant protein | |
| RU2832283C1 (en) | Recombinant protein purification method | |
| CN113980103B (en) | Method for purifying mSEB antigen protein | |
| CN105541994B (en) | method for purifying thrombopoietin or variant or derivative thereof | |
| CN112210003A (en) | Crystal structure and application of recombinant apolipoprotein J and analogue thereof |