ナノ製剤中のエンドトキシン検出カブトガニ リムラス ライセート (ラル) 試金を使用して
Summary
ナノのエンドトキシンの検出は、ナノメディシン分野の難問の 1 つを表します。ナノ粒子の潜在的なエンドトキシン汚染を推定する 3 種類のラール フォーマットで構成されるフレームワークを説明する事例を紹介します。
Abstract
グラム陰性細菌の細胞壁コンポーネント内毒素 (リポ多糖とも呼ばれます) は、炎症、発熱、低刺激や高血圧を引き起こすことができ、極端な場合、可能性があります組織・臓器の損傷につながることができます医薬品に存在、する場合致命的になります。したがって、医薬品中のエンドトキシン量は規制厳しく。エンドトキシンの検出と定量に使用できる方法の中でカブトガニ リムラス ライセート (ラル) 試金、世界中に使用されます。一方、医薬品は、ラール アッセイに干渉できる、ナノ処方はその複雑さのための特定の挑戦を表しています。本稿の目的は、ナノ、ナノ粒子配合薬で大原の推定に経験の浅い研究者に実用的なガイドを提供することです。ここで、濁度、発色性を含む 3 つのラール形式やゲル血栓アッセイを行うため実用的な推奨事項を説明します。これらのアッセイは、ナノテクノロジーに基づく医薬品、ワクチン、アジュバントのエンドトキシン汚染を決定する使用できます。
Introduction
エンドトキシンは、グラム陰性細菌の細胞壁1,2の建物ブロックです。それは非常に免疫細胞をアクティブにすることができます (picogram) 濃度1,2を低します。発熱、低血圧、高血圧、多臓器不全を含むより深刻な健康上の問題のため、エンドトキシンに応答細胞によって生成される炎症性メディエーター (サイトカイン、ロイコトリエン、エイコサノイド等)は、します。1,2,3.、免疫介在性の副作用のエンドトキシンによって引き起こされる重大度エンドトキシンの組成と構造によって決定され、国際エンドトキシン単位 (IUs または EUs)3単位、その効力に依存します。体重の 1 キログラムあたりこれらの単位数を使用して、しきい値発熱性エンドトキシン投与量を設定します。この線量は、医薬品 5 EU/kg 投与による髄腔内のルートがすべてのルートです。髄腔内投与によるルートの製品、放射性医薬品、眼内液ボディ表面の平方メートル当たり投与薬がある 100 EU/m2、0.2 EU/mL、175 EU/V は、異なるしきい値の発熱量 (V は、管理するためのもの製品の容積)、および 0.2 EU/kg、それぞれ4。さまざまな医薬品やデバイス、発熱性しきい値線量の詳細については提供され、他の場所で説明した4,5,6。
動物は、エンドトキシン反応への感度が大きく異なります。人間、非ひと霊長類、ウサギ、大原3に最も敏感の種。患者におけるエンドトキシンを介した副作用を回避し、非臨床毒性評価と有効性の研究の不正確な結論を防ぐため、正確に検出し、両方の臨床および前臨床グレードの製剤でエンドトキシンを定量化することが不可欠です。現在利用可能ないくつかのメソッドは、このタスクを実現できます。それらの 1 つは、カブトガニ リムラス ライセート (ラル) 試金、広く世界中潜在的なエンドトキシン汚染だけでなく細菌感染症7,8,9を検出するため画面バイオメディカル製品に使われています。ライセートは amoebocytes から作製した、カブトガニカブトガニ ポリュフェモスの血液に存在するセル7北アメリカ大陸の東海岸に存在します。興味深いことに、いくつかの異なる種のカブトガニがある (日本のマガキとカブトガニ)アジア10で。日本リムラス ライセート (TAL) は、アジア数カ国でその他に関する史的10で、ラルを使用する方法と同様のエンドトキシンの検出に使用されます。(タル ・ ラル) 溶解液には、活性化プロテアーゼ活性を付与する蛋白質のグループが含まれています。これらの蛋白質、いわゆる係数 C の 1 つは、エンドトキシンとの接触時にアクティブになります。活性化因子 C 切断係数 B は、順番にも、プロテアーゼとなり凝固酵素を生産するプロ凝固酵素を裂きます。この反応の連鎖の結果はサンプル濁度と、発色基質ゲル血栓、濁度、および発色アッセイのための基盤として、色の製品の外観の存在下で増加、ゲルの形成それぞれ。米国食品医薬品局 (FDA) のガイダンスで説明必須のラール形式はありません、ゲル血栓分析5 に基づいて業界ドキュメント、ラルの異なるフォーマット間のテストの結果に相違がある場合決定が行われます.
一般的に使用される多くの研究所化学薬品 (e.g。、EDTA) 製品 (例えば、ペニシリン) がラールを妨げる知られていた薬剤の試金の11と。干渉は、通常試験材料を含む溶液に濃度既知のスパイク エンドトキシン標準のリカバリを評価することによって識別されます。スパイクの回復が 50% 未満、または 200% 以上、ラルの結果分析の場合特定のテスト材料が阻害や促進、それぞれ4のため正しくありません。ナノテクノロジーに基づく製剤は、しばしば複雑、メカニズム12,13,14のさまざまなラルを妨げます。干渉を克服するために多くの方法を記載されている: サンプル溶解特定のバッファーと界面活性剤で加熱し、加熱し、過剰なサンプルを補うことによって脂質中空材の破壊タンパク質不活性化二価陽イオン5,12,13,14,15。ラル干渉を克服することができない場合の代替方法も記載されている: ELISA、HEK TLR4 レポーター細胞ライン試金および質量16,17,18, 19。
ここで、ゲル血栓、濁度、および発色のラール アッセイを実施の実験プロシージャを示します。これらの試金はプロトコル STE1.2 (濁度ラル)、STE1.3 (ゲル血栓ラル) ナノテクノロジー キャラクタリゼーション ラボ (NCL) ウェブサイト20利用頂けますと STE1.4 (発色ラル)。同じナノ処方を特徴付けるために少なくとも 2 つの異なる形式を実施することをお勧めします。濁度と発色のラルの結果に反対、ゲル血栓結果は5が考慮されます。ラルの 2 つの形式の結果が一致しない場合ラルを確認する単球活性化テスト (マット) またはウサギ発熱性物質試験 (RPT) を用いた研究の結果、その他は21を実施しました。エンドトキシン検出の各メソッドを使用し、pyrogenicity 評価、利点と制限21,22,23,24に注意することが重要です。指定されたナノテクノロジーの定式化を特徴付けるために使用プロシージャの制限を認識しそのナノ定式化に最適のプロシージャの使用のための科学的根拠を得るために不可欠です。
本研究では、ペグ化リポソーム封入ドキソルビシンはモデル ナノ粒子製剤として使用されました。この定式化を 1995 年に米国 FDA に承認されており、癌患者世界25の治療に使用します。
Protocol
Representative Results
Discussion
このプロトコルで提供される情報は15,26の前に記述され、米国食品医薬品局 (US FDA または FDA) や米国薬局方 (USP)4刊規制のいくつかの文書に依存しています。,5,6,27、プロトコル STE1.2 (濁度ラル)、STE1.3 (ゲル血栓ラル) の NCL のウェブサイト20<…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
調査は国立がん研究所から連邦政府の資金によってサポートされた国立衛生研究所、契約 HHSN261200800001E の下で。この文書のコンテンツ ビューまたは政策の保健社会福祉省、必ずしも反映しないも言及されている商号、商品、または組織は、米国政府によって裏書を意味します。
Materials
| Turbidity LAL Assay | |||
| Sodium Hydroxide | Sigma | S2770 | When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8 |
| Hydrochloric acid | Sigma | H9892 | When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8 |
| LAL Reagent | Associates of Cape Cod | T0051 | This reagent can be used with turbidity assay only |
| Control Endotoxin Standard | Associates of Cape Cod | E0005 | This reagent can be used with turbidity and gel-clot assays |
| LAL grade water | Associates of Cape Cod | WP0501 | This reagent can be used with any LAL format |
| Glucashield Buffer | Associates of Cape Cod | GB051-25 | Used to prevent false-positive response from beta-glucans |
| Disposable endotoxin-free glass dilution tubes 12 x 75 mm | Associates of Cape Cod | TB240 | These tubes can be used with all three assays |
| Disposable endotoxin-free glass reaction tubes 8 x 75 mm | Associates of Cape Cod | TK100 | These tubes can be used with turbidity and chromogenic assays |
| Pyrogen-free tips with volumes 0.25 and 1.0 mL | RAININ | PPT25, PPT10 | Tips and pipettes may adsorb endotoxin and release leachables which interfere with LAL assay. These RAININ tips are used because their optimal performance in the LAL assay was verified and confirmed |
| Pyrogen-free microcentrifuge tubes, 2.0 mL | Eppendorf | 22600044 | Other equivalent supplies can be used |
| Pyrogen-fee combitips, 5mL | Eppendorf | 30089669 | Other equivalent supplies can be used |
| Repeat pipettor | Eppendorf | 4982000020 | Other equivalent supplies can be used |
| Microcetrifuge | any brand | Any brand can be used | |
| Refrigerator, 2-8 C | any brand | Any brand can be used | |
| Vortex | any brand | Any brand can be used | |
| Freezer, -20 C | any brand | Any brand can be used | |
| Pyros Kinetix or Pyros Kinetix Flex reader | Associates of Cape Cod | PKF96 | Other instruments can be used. However, LAL reagents and endotoxin standards used in this assay may require optimization. When other instrumentation is used, please refer to the instrument and LAL kit manufacturers for instructions |
| Chromogenic LAL Assay | |||
| Pyrochrome LAL Reagent | Associates of Cape Cod | CG1500-5 | This reagent is specific to the Chromogenic Assay |
| Control Endotoxin Standard | Associates of Cape Cod | EC010 | This standard is different than that used for turbidity and gel-clot LALs; it is optimized for optimal performance in the chromogenic assay |
| Sodium Hydroxide | Sigma | S2770 | When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8 |
| Hydrochloric acid | Sigma | H9892 | When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8 |
| LAL grade water | Associates of Cape Cod | WP0501 | This reagent can be used with any LAL format |
| Glucashield Buffer | Associates of Cape Cod | GB051-25 | Used to prevent false-positive response from beta-glucans |
| Disposable endotoxin-free glass dilution tubes 12 x 75 mm | Associates of Cape Cod | TB240 | These tubes can be used with all three assays |
| Disposable endotoxin-free glass reaction tubes 8 x 75 mm | Associates of Cape Cod | TK100 | These tubes can be used with turbidity and chromogenic assays |
| Pyrogen-free tips with volumes 0.25 and 1.0 ml | RAININ | PPT25, PPT10 | Tips and pipettes may adsorb endotoxin and release leachables which interfere with LAL assay. These RAININ tips are used because their optimal performance in the LAL assay was verified and confirmed |
| Pyrogen-free microcentrifuge tubes, 2.0 mL | Eppendorf | 22600044 | Other equivalent supplies can be used |
| Pyrogen-fee combitips, 5mL | Eppendorf | 30089669 | Other equivalent supplies can be used |
| Repeat pipettor | Eppendorf | 4982000020 | Other equivalent supplies can be used |
| Microcetrifuge | any brand | Any brand can be used | |
| Refrigerator, 2-8 C | any brand | Any brand can be used | |
| Vortex | any brand | Any brand can be used | |
| Freezer, -20 C | any brand | Any brand can be used | |
| Pyros Kinetix or Pyros Kinetix Flex reader | Associates of Cape Cod | PKF96 | Other instruments can be used. However, LAL reagents and endotoxin standards used in this assay may require optimization. When other instrumentation is used, please refer to the instrument and LAL kit manufacturers for instructions |
| Gel-Clot LAL Assay | |||
| LAL Reagent | Associates of Cape Cod | G5003 | This reagent is specific to the gel-clot assay |
| Control Endotoxin Standard | Associates of Cape Cod | E0005 | This reagent can be used with turbidity and gel-clot assays |
| Sodium Hydroxide | Sigma | S2770 | When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8 |
| Hydrochloric acid | Sigma | H9892 | When needed, it is used to adjust sample pH to be between 6-8 |
| LAL grade water | Associates of Cape Cod | WP0501 | This reagent can be used with any LAL format |
| Glucashield Buffer | Associates of Cape Cod | GB051-25 | Used to prevent false-positive response from beta-glucans |
| Disposable endotoxin-free glass dilution tubes 12 x 75 mm | Associates of Cape Cod | TB240 | These tubes can be used with all three assays |
| Disposable endotoxin-free glass reaction tubes 10 x 75 mm | Associates of Cape Cod | TS050 | These tubes are for use with the gel-clot assay |
| Pyrogen-free tips with volumes 0.25 and 1 mL | RAININ | PPT25, PPT10 | Tips and pipettes may adsorb endotoxin and release leachables which interfere with LAL assay. These RAININ tips are used because their optimal performance in the LAL assay was verified and confirmed |
| Pyrogen-free microcentrifuge tubes, 2.0 mL | Eppendorf | 22600044 | Other equivalent supplies can be used |
| Pyrogen-fee combitips, 5mL | Eppendorf | 30089669 | Other equivalent supplies can be used |
| Repeat pipettor | Eppendorf | 4982000020 | Other equivalent supplies can be used |
| Microcetrifuge | any brand | Any brand can be used | |
| Refrigerator, 2-8 C | any brand | Any brand can be used | |
| Vortex | any brand | Any brand can be used | |
| Freezer, -20 C | any brand | Any brand can be used | |
| Water bath, 37 C | any brand | Any brand can be used, however, it is important either to switch off water circulation or use non-circualting water bath because water flow will affect clot formation and lead to false-negative results |
References
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