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Un'endotossina è un blocco di costruzione della parete cellulare batterica gram-negativi1,2. Può attivare le cellule immunitarie a molto bassa (picogrammo) concentrazioni1,2. I mediatori proinfiammatori (eicosanoidi, leucotrieni, citochine, ecc.) prodotti dalle cellule in risposta a un'endotossina sono responsabili di febbre, ipotensione, ipertensione e problemi di salute più gravi tra cui guasto multiplo dell'organo 1 , 2 , 3. la gravità di immune-mediata effetti collaterali innescati l'endotossina dipende dalla sua potenza determinata dalla struttura e composizione dell'endotossina e misurato in unità internazionali dell'endotossina (IUs o EUs)3. Il numero di queste unità per chilogrammo di peso corporeo viene utilizzato per impostare una soglia dose pirogeno dell'endotossina. Questa dose è di che 5 EU/kg per i prodotti di farmaco somministrato per via tutte le rotte ma la via intratecale. Farmaci dosati per metro quadrato di superficie corporea, liquidi intraoculari, radiofarmaci e prodotti amministrato via intratecale hanno una dose di pirogeno soglia diversa, ovvero 100 EU/m2, 0,2 EU/mL, 175 EU/V (dove V è la volume del prodotto destinato alla somministrazione) e 0,2 EU/kg, rispettivamente4. Più particolari circa la dose soglia pirogeno per vari prodotti farmaceutici e dispositivi sono forniti e discussi altrove4,5,6.
Animali variano ampiamente nella loro sensibilità alle reazioni dell'endotossina-mediata. Gli esseri umani, primati non umani e i conigli sono tra le specie più estremamente sensibili alle endotossine3. Per evitare l'endotossina-mediata effetti collaterali nei pazienti ed evitare conclusioni inesatte di tossicità preclinica e studi di efficacia, è essenziale rilevare e quantificare le endotossine in entrambe le formulazioni grado clinico e preclinico accuratamente. Diversi metodi attualmente disponibili possono realizzare questo compito. Uno di loro è il dosaggio di Limulus Amoebocyte Lysate (LAL), che è comunemente usato in tutto il mondo a schermo prodotti biomedicali per la potenziale contaminazione di endotossina pure per rilevare infezioni batteriche7,8,9. Il lisato viene preparato da amoebocytes, le cellule presenti nel sangue dei granchi a ferro di cavallo del Limulus polyphemus che risiedono nella sponda orientale del continente Nord America7. Interessante, ci sono alcune specie di granchi a ferro di cavallo (Tachypleus gigas e Tachypleus tridentatus) in Asia10. Tachypleus Amoebocyte Lysate (TAL) è utilizzato in diversi paesi asiatici per la rilevazione dell'endotossina simile a come il Leone è usato in altri Pinti10. I lisati (LAL e TAL) contengono un gruppo di proteine che, al momento dell'attivazione, conferiscono l'attività della proteasi. Una di queste proteine, il cosiddetto fattore C viene attivata in caso di contatto con l'endotossina. C attivata fattore fende il fattore B, che a sua volta anche diventa una proteasi e si unirà un enzima pro-coagulazione per la produzione di un enzima coagulazione. Il risultato di questa catena di reazioni è la formazione di un gel, un aumento della torbidità del campione e, in presenza di un substrato cromogenico, l'aspetto di un prodotto colorato, che servono come base per gel-clot, torbidità e le analisi cromogeniche, rispettivamente. Mentre non esiste un formato obbligatorio di LAL, la US Food and Drug Administration (FDA) spiega la guida per a documento di industria, che in caso di discrepanza nei risultati del test tra diversi formati LAL, la decisione è presa basato sul dosaggio di gel-clot5 .
Molti prodotti chimici di laboratorio comunemente usati (ad es., EDTA) e farmaci noti prodotti (ad es., penicillina) interferire con LAL test11. L'interferenza viene di solito identificato valutando il recupero dell'endotossina standard a spillo a una concentrazione nota in una soluzione contenente il materiale di prova. Se il recupero dei picchi è inferiore al 50% o più del 200%, quindi il risultato del LAL test per il materiale di prova specificato non è valido a causa della inibizione o miglioramento, rispettivamente4. Formulazioni a base di nanotecnologia sono spesso complesse e interferiscano con la LAL attraverso una varietà di meccanismi12,13,14. Sono stati descritti molti approcci per superare l'interferenza: ricostituzione di campione in buffer specifici e tensioattivi, inattivazione della proteina da riscaldamento, distruzione di materiali cavi basata sui lipidi riscaldamento e integrando il campione con eccesso cationi bivalenti5,12,13,14,15. Inoltre sono stati descritti metodi alternativi per situazioni in cui l'interferenza di LAL non può essere superato: ELISA, una cella di reporter HEK-TLR4 linea dosaggio e spettrometria di massa16,17,18, 19.
Vengono descritte procedure sperimentali per lo svolgimento di gel-clot, torbidità e cromogenico LAL saggi. Queste analisi sono anche disponibili sul sito Web laboratorio di caratterizzazione di nanotecnologia (NCL)20 nei protocolli STE1.2 (torbidità LAL), STE1.3 (gel-clot LAL) e STE1.4 (cromogenico LAL). Si consiglia di effettuare almeno due diversi formati per caratterizzare la stessa formulazione di nano. Quando risultati della torbidità e cromogenico LAL in disaccordo, i risultati di gel-coagulo sono considerati5. Quando in disaccordo risultati due formati di LAL, ulteriori studi utilizzando prova di attivazione di monociti (MAT) o test di coniglio pirogeni (RPT) per verificare LAL risultati sono condotti21. È importante notare che ogni metodo utilizzato per il rilevamento di endotossina e valutazione pirogenicità ha vantaggi e limitazioni21,22,23,24. Riconoscere i limiti della procedura utilizzata per caratterizzare una formulazione di nanotecnologia dato è essenziale per ottenere la giustificazione scientifica per l'uso della procedura ottima per quel nano-formulazione.
In questo studio, doxorubicina liposomiale pegilata è stato usato come una formulazione di nanoparticelle di modello. Questa formulazione è stata approvata dalla FDA nel 1995 e utilizzata per il trattamento di pazienti di cancro in tutto il mondo25.