DE69733664T3 - Verfahren zur INaktivierung von Viren und Lyophilisierung von Blutproteinen - Google Patents
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Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Inaktivierung viraler Kontaminanten pharmazeutischer Präparate. Spezieller ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Inaktivierung viraler Kontaminanten von lyophilisiertem Faktor VIII durch Hitze gerichtet.
- Hintergrund der Erfindung
- Die wichtigste therapeutische Anwendung von Faktor VIII ist seine intravenöse Verabreichung an Patienten mit Hämophilie A. In schweren Fällen sind relativ hohe Faktor VIII-Konzentrationen erforderlich. Diese hohen Konzentrationen werden durch Reinigung und Konzentration von Faktor VIII erzielt. Faktor VIII ist kommerziell als lyophilisiertes, steriles trockenes Pulver erhältlich, das mit sterilem destilliertem Wasser oder steriler physiologischer Kochsalzlösung zur Infusion in einen Patienten mit Hämophilie A rekonstituiert wird.
- Der Stand der Technik beschreibt verschiedene Verfahren, die mit Faktor VIII verbunden sind.
WO-A-9 526 750 WO-A-9 526 750 -
WO-A-9 003 784 WO-A-9 003 784 -
US-A-5 334 382 legt lyophilisierte proteinartige Zusammensetzungen offen, die eine biologisch aktive, proteinartige Substanz mit Cyclodextrin kombiniert enthalten (vgl. Zusammenfassung Spalte 3, Zeilen 26–37, Spalte 4, Zeilen 51 übergreifend auf Spalte 5, Zeilen 1–37). -
US-A-5 304 546 betrifft Komplexe von Cyclodextrin mit lipophilen Verbindungen, wobei auch die Anwesenheit biologischer Verbindungen wie Blut, Ei und Milch einbezogen ist (vgl. Zusammenfassung, Spalte 1, Zeilen 8–18). -
WO-A-9 309 790 WO-A-9 309 790 -
EP-A-614 666 -
WO-A-820 387 - Pharmaceutical Research, 9(2), 1992, pp. 266–270, M. E. Ressing et al., kommt zum Ergebnis, dass Hydroxypropyl-beta-cyclodextrin (HpbetaCD) der wirksamste Stabilisator des lyophilisierten monoklonalen Antikörpers (MN12) ist. Ressing et al. beschäftigen sich mit der Stabilität von HpbetaCD enthaltenden lyophilisierten MN12 Niederschlägen gegenüber von Hitze verursachten Änderungen der Beladung und Verlust von Antigen-Bindungskapazität, wobei die entsprechenden MN12-Aufbereitungen bei einer Temperatur von 56°C behandelt werden. Ressing et al. erwähnen keine anderen Temperaturbereiche.
- Das Problem, das diesen Zusammensetzungen zu Grunde liegt, besteht darin, dass jegliche viralen Kontaminanten im Faktor VIII inaktiviert werden müssen, bevor das Faktor-VIII-Präparat klinisch verwendet werden kann, so dass die Ausbreitung von HIV, Hepatitis usw. verhindert wird. Es gibt eine Anzahl unterschiedlicher Vorgehensweisen zur Inaktivierung von Viren in Faktor VIII. Ein Ansatz besteht darin, das lyophilisierte Produkt für mindestens 10 Stunden auf mindestens 60°C zu erwärmen. Üblicherweise werden die lyophilisierten Produkte für 72 Stunden auf 60°C oder sogar 80°C erwärmt.
- Es wurde festgestellt, dass ein lyophilisiertes und mit Hitze behandeltes Faktor-VIII-Produkt zur Rekonstitution länger als erwünscht benötigt und dass das Faktor-VIII-Produkt zusätzlich einen wesentlichen Teil seiner Aktivität während des Prozesses der Lyophilisierung und des Erwärmens verlieren kann. Folglich ist das Erwärmen von lyophilisiertem Faktor VIII für längere Dauer, z. B. 80°C über 72 Stunden, keine bevorzugte Vorgehensweise, um die Inaktivierung von Viren zu bewirken.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Stabilisierung von lyophilisiertem Faktor VIII wie in den Ansprüchen definiert bereit. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer wässrigen Lösung eines Faktor VIII-Proteins. Cyclodextrin wird der Lösung in einer Menge, die zum Bilden eines Komplexes mit zumindest einem Teil und vorzugsweise mit dem gesamten Faktor VIII-Protein ausreicht, zugegeben. Die Lösung wird dann lyophilisiert, um einen trockenen Faktor VIII-Protein-Cyclodextrin-Komplex bereitzustellen.
- Der lyophilisierte Faktor VIII-Protein-Cyclodextrin-Komplex wird dann auf eine Temperatur von mindestens 60°C und über eine Zeit erhitzt, die ausreichen, um jegliche viralen Kontaminanten zu inaktivieren, vorzugsweise auf mindestens etwa 80°C für eine Dauer von mindestens etwa 10 Stunden und vorzugsweise von mindestens etwa 72 Stunden. Der viren-inaktivierte Faktor VIII-Protein-Cyclodextrin-Komplex kann danach rekonstituiert werden, um eine einem Patienten verabreichbare Lösung des Faktor VIII-Proteins bereitzustellen.
- Es wurde entdeckt, dass die Stabilisierung des Faktor VIII-Proteins mit Cyclodextrin vor der Lyophilisierung eine erhebliche Reduktion der Denaturierung des Proteins während der Inaktivierung von Viren durch trockene Hitze zur Folge hat. Weiterhin wird die Zeit, die zur Rekonstitution des lyophilisierten Proteins, das in Übereinstimmung mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung stabilisiert wurde, erforderlich ist, wesentlich verkürzt, mit einer begleitenden Reduktion unlöslicher Präzipitate.
- Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegenden Aufgaben werden durch die beigelegten Ansprüche gelöst.
- Kurze Beschreibung der Abbildungen
- Diese und andere Eigenschaften, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die beiliegenden Graphiken, wobei:
-
1a bis1c jeweils α-Cyclodextrin, β-Cyclodextrin und γ-Cyclodextrin darstellen; -
2 ein Balkendiagramm ist, welches die Restaktivität von Faktor VIII als Funktion der Hydroxypropyl-β-cyclodextrin-Konzentration darstellt und -
3 ein Balkendiagramm ist, welches die Restaktivität von Faktor VIII als Funktion der Cyclodextrin-Konzentration darstellt. - Ausführliche Beschreibung
- Cyclodextrine sind eine Gruppe homologer Oligosaccharide, die durch die Aktivität von Enzymen aus Bacillus macerans aus Stärke gewonnen werden. Sie sind Ringmoleküle, die sechs oder mehr α–D-Glucopyranose-Einheiten umfassen, welche wie in Amylose an den Positionen 1 und 4 miteinander verbunden sind. Diese ringförmige Struktur kann auch als Torus bezeichnet werden.
- Die im Verfahren dieser Erfindung verwendbaren Cyclodextrine sind die α-, β- und γ-Cyclodextrine, die aus jeweils sechs, sieben und acht α-D-Glucopyranose-Einheiten bestehen, und auch Derivate wie zum Beispiel Hydroxypropyl-β-cyclodextrin.
-
1a ,1b und1c veranschaulichen die Struktur der drei am meisten verbreiteten Cyclodextrine. α-Cyclodextrin hat sechs Glucopyranose-Einheiten. β-Cyclodextrin hat sieben Glucopyranose-Einheiten, und γ-Cyclodextrin hat acht Glucopyranose-Einheiten. Mischungen dieser Stoffe sind im Begriff „Cyclodextrin”, wie er hier verwendet wird, enthalten. - Das Cyclodextrin kann einer wässrigen Lösung, die das Faktor VIII-Protein enthält, an jedem geeigneten Punkt des Reinigungsprozesses vor der Lyophilisierung zugegeben werden. Vorzugsweise wird das Cyclodextrin einer wässrigen Lösung des Proteins zugegeben, nachdem alle Reinigungsschritte abgeschlossen sind. Mit diesem Vorgehen soll verhindert werden, dass das Cyclodextrin einen Komplex mit Verunreinigungen bildet, wodurch die Beseitigung der Verunreinigungen erschwert würde.
- Das Cyclodextrin wird in einer Menge zugegeben, die ausreicht, um die Bildung eines Komplexes mit Faktor VIII-Protein zu gewährleisten, d. h. eine Cyclodextrin-Menge, die eine wässrige Lösung mit einer Cyclodextrin-Konzentration von etwa 0,8% bis etwa 5% Gewicht pro Volumen (Gew./Vol.) und vorzugsweise etwa 3% Gew./Vol. bereitstellt, ist für die meisten Anwendungen geeignet.
- Es wurde beobachtet, dass die Gegenwart von Cyclodextrin während der Inaktivierung von Viren im lyophilisierten Faktor VIII-Protein durch Trockenhitze die Denaturierung des Proteins wesentlich verringert. Die Restaktivität des Faktor VIII-Proteins nach der Inaktivierung von Viren durch Trockenhitze bei 80°C über 72 Stunden und nach der Rekonstitution beträgt mindestens 90%, vorzugsweise mindestens 95% und bevorzugter mindestens etwa 98% der Aktivität des Proteins vor der Inaktivierung von Viren.
- Es wurde auch beobachtet, dass die Zeit, die zur Rekonstitution erforderlich ist, durch die Gegenwart von Cyclodextrin während der Lyophilisierung und der Inaktivierung durch Trockenhitze wesentlich verkürzt wird.
- Beispiel 1
- Allgemeines Verfahren zur Herstellung von Faktor VIII
- In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Ausgangsmaterial für das Faktor-VIII-Lyophilisat auf eine Temperatur von etwa –20°C gefrorenes Plasma. Das Plasma wurde auf 0° bis 5°C aufgetaut, wobei sich ein Präzipitat (das Kryopräzipitat) bildete, das durch Zentrifugation abgetrennt und zur weiteren Reinigung und Konzentration zurückgewonnen wurde.
- Das Kryopräzipitat wurde in heparinisiertem destillierten Wasser (250 Einheiten Heparin oder weniger pro ml) suspendiert und bei 25 ± 10°C gemischt, bis es gut suspendiert war, und der pH-Wert der Lösung wurde mit verdünntem HCl auf 7,0 ± 1,0 eingestellt. Das Volumen des heparinisierten destillierten Wasser, das verwendet wurde, betrug 6 ± 4 Liter pro Kilogramm Kryopräzipitat.
- Der Lösung wurde dann PEG zu einer Endkonzentration von 3 ± 2% zugegeben und bei 25 ± 10°C gemischt. Der pH-Wert der Suspension wurde dann mit verdünnter Essigsäure auf 6,5 ± 1,0 eingestellt. Die Suspension wurde mindestens 15 Minuten bei 25 ± 10°C gemischt. Das Präzipitat, das sich bildete, wurde durch Zentrifugation abgetrennt.
- Der zurückgewonnene Überstand aus der Zentrifugation wurde gefiltert, um alle festen Partikel zu entfernen und dadurch eine filtrierte Faktor-VIII-Lösung zu bilden. Tri(n-butyl)phosphat (TNBP) und Polysorbat 80 wurden der filtrierten Faktor-VIII-Lösung zu Endkonzentrationen von 0,30 ± 0,02% TNBP Vol./Gew. und 1,00 ± 0,05% Polysorbat 80 Gew./Gew. zugegeben. Der pH-Wert der Mischung wurde mit verdünnter Essigsäure oder Natriumhydroxid auf 6,5 ± 1,0 eingestellt. Das Produkt wurde dann in einen Viruskontrollbereich verbracht, gefolgt von einer Inkubation über 1 Stunde bei 27 ± 3°C. Die Suspension wurde bei 27 ± 3°C für mindestens sechs Stunden und nicht länger als 12 Stunden gemischt, um eine Faktor-VIII-Lösung nach dem Solvent-Detergent-Verfahren (SD) zu schaffen.
- Die SD-Faktor-VIII-Lösung wurde mit einem Bindungspuffer, der 0,35 M NaCl und 0,025 M Histidin bei einem pH von 6,8 umfasste, auf eine QAE-55OC Anionenaustauscher-Chromatographiesäule geladen. Die Säule wurde mit einem Waschpuffer, der 0,35 M NaCl und 0,025 M Histidin bei einem pH von 6,8 umfasste, und dann mit einem Waschpuffer, der 0,1 M CaCl2 und 0,025 M Histidin bei einem pH von 6,8 umfasste, nochmals gewaschen. Faktor VIII wurde mit einem Elutionspuffer, der 0,2 M CaCl2 und 0,025 M Histidin bei einem pH von 6,8 umfasste, eluiert. Faktor VIII wurde dann weiter gereinigt, indem Glycin und NaCl. verwendet wurden, um Faktor VIII auszufällen. Glycin wurde dem Eluat zu einer Endkonzentration von 2 M zugegeben, und dann wurde NaCl zu einer Endkonzentration von 1,6 M zugegeben. Die Mischung wurde dann für 2 Stunden bei Raumtemperatur inkubiert. Die Mischung wurde dann zentrifugiert und das Faktor-VIII-Präzipitat zurückgewonnen. Das Faktor-VIII-Komplex-Präzipitat wurde in einer Lösung mit 0,1 M Arginin und 0,025 M Histidin bei einem pH von 7,3 rekonstituiert. Diese Lösung wird auch als „gereinigte Stammlösung” bezeichnet. Die Faktor-VIII-Aktivität in der Stammlösung wurde gemessen, und diese Lösung wurde dann zur weiteren Verarbeitung verwendet.
- Beispiel 2
- In diesem Beispiel wurde eine sterile Faktor-VIII-Stammlösung aus Beispiel 1 mit einer spezifischen Aktivität von 370 Einheiten pro Milligramm in Gefäße mit verschiedenen Zusätzen gegeben und dann lyophilisiert. Das lyophilisierte Faktor-VIII-Produkt wurde dann einer Trockenhitze-Behandlung („dry-heating”, DH) (80°C für 72 Stunden) unterzogen. Die fertigen Aufbereitungen wurden mit Wasser zur Injektion rekonstituiert. Die zur Rekonstitution erforderliche Zeit und die Restaktivität von Faktor VIII wurden mit einem einphasigen Gerinnungstest gemessen. Die Testergebnisse, die unten in Tabelle I dargestellt sind, zeigen, dass Faktor VIII, der aus der Lösung, die 3% Cyclodextrin (Hydroxypropyl-β-cyclodextrin) umfasste, lyophilisiert worden war, stabiler war als Faktor VIII, der unter Verwendung verschiedener Mengen anderer Materialien wie zum Beispiel Albumin, Tween 80®, PEG, Glycin, Natriumcitrat, Dextrin und Histidin hergestellt worden war. Tabelle I Selektion eines Zusatzes für hochgereinigten Faktor VIII
Zusätze F. VIII: U/ml Rekonstitutionszeit (sec) nach DH vor DH nach DH Kein Zusatz 77,5 (100%) 45,1 (58%) 20 0,1% Tween 80® 71,8 (100%) 18,4 (26%) 12 0,1% PEG 83,2 (100%) 13,8 (17%) > 10 min 0,2 M Glycin 78,8 (100%) 42,1 (53%) 15 0,2 M Natriumcitrat 92,8 (100%) 26,1 (28%) 60 3% Cyclodextrin 75,8 (100%) 74,5 (98%) < 10 3% Dextrin 79,2 (100%) 43,1 (54%) 22 0,1 M Histidin 70,9 (100%) 51,0 (72%) 10 - Beispiel 3
- In einem ähnlichen Experiment wurden Kontroll- und Testlösungen unter Verwendung von 0,5% Albumin und 3% Cyclodextrin als Zusätze hergestellt. Die Lösungen wurden lyophilisiert, und die lyophilisierten Proben wurden bei 80°C über 72 Stunden einer Trockenhitze-Behandlung unterzogen. Die Ergebnisse der Untersuchung sind unten in Tabelle II dargestellt. Es zeigt sich, dass Faktor VIII, wenn er einer Trockenhitze-Behandlung unterzogen wurde, in Verbindung mit 3% Cyclodextrin wesentlich stabiler war als Faktor VIII, der nur mit 0,5% Albumin stabilisiert worden war. Tabelle II Aktivität des Produkts im Trockenhitze-Schritt
Zusatz Trockenhitze (80°C, 72 h) F. VIII: C. U/ml (%) Kein Zusatz vor DH 132 (100) nach DH 86 (65) 0,5% Albumin vor DH 128 (100) nach DH 98 (77) 3% Cyclodextrin (HPB) vor DH 127 (100) nach DH 114 (90) - Beispiel 4
- In einem weiteren Versuch wurde die optimale Konzentration von Cyclodextrin, das zur Stabilisierung von Faktor VIII verwendet wurde, untersucht, indem die Restaktivität von Faktor VIII als Funktion der vor der Lyophilisierung und dem Trockenhitze-Schritt in der Lösung verwendeten Cyclodextrin-Konzentration gemessen wurde. Die Ergebnisse, die in
2 dargestellt sind, zeigen, dass die Restaktivität von Faktor VIII bei einer Cyclodextrin-Konzentration von 0,2% etwa 62% betrug; bei einer Cyclodextrin-Konzentration von 3% war die Faktor-VIII-Aktivität etwa 98 bis 99%, während bei einer Cyclodextrin-Konzentration von 5% die Restaktivität auf etwa 88% bis 90% abfiel. - Beispiel 5
- In einem weiteren Versuch wurde Faktor VIII mit drei verschiedenen Cyclodextrinen, und zwar mit 3% Hydroxypropyl-β-cyclodextrin, mit 3% Methylether-β-cyclodextrin und mit 3% γ-Cyclodextrin stabilisiert. Die Ergebnisse dieses Versuchs, die unten in Tabelle III dargestellt sind, zeigen, dass jedes der drei verwendeten, unterschiedlichen Cyclodextrine Faktor VIII wirksam stabilisierte. Tabelle III
Zusatz Trockenhitze (80°C, 72 h) F. VIII: C. U/ml (%) 3% Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPB) vor DH 58 (100) nach DH 52 (90) 3% Methylether-β-cyclodextrin vor DH 68 (100) nach DH 69 (101) 3% γ-Cyclodextrin vor DH 54 (100) nach DH 61 (113) - Die obigen Beschreibungen beispielhafter Ausführungsformen von Verfahren zur Herstellung von stabilisierten Faktor-VIII-Produkten dienen veranschaulichenden Zwecken. Der Geltungsbereich der Erfindung wird in den folgenden Ansprüchen beschrieben.
Claims (15)
- Verfahren zum Inaktivieren von viralen Kontaminanten von Proteinen, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen einer wässrigen Lösung von Protein; (b) Zugeben eines Cyclodextrins in einer Menge, die zum Bilden eines stabilen Komplexes mit dem Protein ausreicht, zu der Lösung; (c) Lyophilisieren der Lösung von Schritt (b) und Gewinnen eines lyophilisierten Protein/Cyclodextrin-Komplexes; und (d) Erwärmen des lyophilisierten Protein/Cyclodextrin-Komplexes auf wenigstens 60°C während eines Zeitraums, der ausreicht, um jegliche in dem Protein/Cyclodextrin-Komplex vorhandene Viren zu inaktivieren, wobei Cyclodextrin zu der Lösung von Schritt (a) bis zu einer Konzentration von ungefähr 0,8% bis ungefähr 5% (Gew./Vol.) zugegeben wird, wobei das Protein Faktor VIII ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Cyclodextrin ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus α-Cyclodextrin, β-Cyclodextrin und γ-Cyclodextrin und Gemischen davon.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der aus Schritt (c) gewonnene lyophilisierte Protein/Cyclodextrin-Komplex wenigstens ungefähr 10 Stunden lang auf eine Temperatur von wenigstens ungefähr 60°C erwärmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der aus Schritt (c) gewonnene lyophilisierte Protein/Cyclodextrin-Komplex wenigstens ungefähr 72 Stunden lang auf eine Temperatur von wenigstens ungefähr 80°C erwärmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, außerdem umfassend den Schritt des Rekonstituierens des lyophilisierten Protein/Cyclodextrin-Komplexes.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Cyclodextrin zu der Lösung von Schritt (a) bis zu einer Konzentration von ungefähr 3% (Gew./Vol.) zugegeben wird.
- Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Restaktivität des Proteins nach der Lyophilisierung, dem Erwärmen und der Rekonstitution wenigstens ungefähr 90% der Aktivität des Proteins vor der Lyophilisierung beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Restaktivität des Proteins nach der Lyophilisierung, dem Erwärmen und der Rekonstitution wenigstens ungefähr 95% der Aktivität des Proteins vor der Lyophilisierung beträgt.
- Verfahren zum Inaktivieren von viralen Kontaminanten von Faktor VIII, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellen einer wässrigen Lösung von Faktor VIII; (b) Zugeben eines Cyclodextrins, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus α-Cyclodextrin, β-Cyclodextrin und γ-Cyclodextrin, zu der Lösung, so dass die Lösung eine Cyclodextrinkonzentration von ungefähr 0,8% bis ungefähr 3% (Gew./Vol.) aufweist, um dadurch einen Faktor VIII/Cyclodextrin-Komplex zu bilden; (c) Lyophilisieren der Lösung von Schritt (b) und Gewinnen eines lyophilisierten Faktor VIII/Cyclodextrin-Komplexes; und (d) Erwärmen des lyophilisierten Faktor VIII/Cyclodextrin-Komplexes auf wenigstens 60°C während eines Zeitraums, der ausreicht, um jegliche in dem Faktor VIII/Cyclodextrin-Komplex vorhandene Viren zu inaktivieren.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei der aus Schritt (c) gewonnene lyophilisierte Faktor VIII/Cyclodextrin-Komplex wenigstens ungefähr 10 Stunden lang auf eine Temperatur von wenigstens ungefähr 60°C erwärmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei der aus Schritt (c) gewonnene lyophilisierte Faktor VIII/Cyclodextrin-Komplex wenigstens ungefähr 72 Stunden lang auf eine Temperatur von wenigstens ungefähr 80°C erwärmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 9, außerdem umfassend den Schritt des Rekonstituierens des lyophilisierten Faktor VIII/Cyclodextrin-Komplexes.
- Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Cyclodextrin zu der Lösung von Schritt (a) bis zu einer Konzentration von ungefähr 3% (Gew./Vol.) zugegeben wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Restaktivität des Faktors VIII nach der Lyophilisierung, dem Erwärmen und der Rekonstitution wenigstens ungefähr 90% der Aktivität des Faktors VIII vor der Lyophilisierung beträgt.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Restaktivität des Faktors VIII nach der Lyophilisierung, dem Erwärmen und der Rekonstitution wenigstens ungefähr 95% der Aktivität des Faktors VIII vor der Lyophilisierung beträgt.
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