Разработка, оптимизация и масштабирование биотехнологического производства пэгилированной формы рекомбинантного гранулоцитарного колониестимулирующего фактора

• Автор: Пучков, Илья Александрович
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (Г-КСФ)

1 Л. Функции, биологическое значение и механизм секреции Г-КСФ

1.2. Структура Г-КСФ

1.3. Применение рчГ-КСФ в медицине

2. Полиэтиленгликоли (ПЭГ)

2.1. Преимущества, направления и перспективы использования пэгилирования в области создания новых классов биофармацевтических препаратов

2.2. Свойства ПЭГ как модифицирующего агента

2.3. Виды ПЭГ-реагентов
2.3.1. Обзор современных ПЭГ-реагентов
2.3.2. Линейные пэгилирующие агенты
2.3.3. Разветвленные пэгилирующие агенты
2.3.4. Сильноразветвленные пэгилирующие агенты
2.4. Пэгилированные биофармацевтические препараты
2.4.1. Препараты, полученные с помощью неспецифического пэгилирования
2.4.2. Препараты, полученные с помощью сайт-направленного (сайт-специфического) пэгилирования
3. Пэгилированный гранулоцитарный колониестимулирующий фактор (ПЭГ-Г-КСФ)
3.1. Краткое описание препарата ПЭГ-Г-КСФ
3.2. Пэгилирование рчГ-КСФ
3.3. Доклинические и клинические испытания ПЭГ-Г-КСФ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Оборудование и реактивы
2. Методы
2.1. Аналитические методы
2.2. Препаративные методы
3. Математические расчеты
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
1. Изучение и оптимизация условий проведения конъюгации ПЭГ-Г-КСФ
1.1. Введение
1.2. Оптимизация условий и масштабирование пэгилирования рчГ-КСФ
1.3. Идентификация сайта конъюгации ПЭГ
2. Очистка препарата ПЭГ-Г-КСФ
2.1. Основные подходы к очистке пэгилированных препаратов
2.2. Первичная очистка ренатурированного рчГ-КСФ для получения его
пэгилированной формы
2.3. Гидрофобная хроматография ПЭГ-Г-КСФ
2.3.1. Очистка ПЭГ-Г-КСФ от рчГ-КСФ и ПЭГ-олигомеров
2.3.2. Очистка от белков E. coli
2.4. Ионообменная хроматография ПЭГ-Г-КСФ
2.5. Заключительная стадия очистки ПЭГ-Г-КСФ
2.6. Оценка чистоты и активности препарата ПЭГ-Г-КСФ
ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
CHU-2 - сквамозная клеточная карцинома
ESI-TOF - времяпролетная электроспрей-ионизация
Fab'-фрагмснт — участок связывания антигена
Fc-регион - кристаллизующийся фрагмент иммуноглобулина
FDA - Управление по контролю за продуктами и лекарствами в США
IFN-a, -р - интерферон-альфа, -бета
MALDF-TOF - времяпролетная матрично-активированная лазерная
десорбция/ионизация
NAcGal - А-ацетилгалактозамин
PEGPH20 - пэгилированная человеческая рекомбинантная гиалуронидаза
АК - аминокислотный
АКО - аминокислотный остаток
АФС - активная фармацевтическая субстанция
АЧН - абсолютное число нейтрофилов
БСА - бычий сывороточный альбумин
БТЗ-ПЭГ - ПЭГ-бензотриазолилкарбонат
БЭ - бактериальный эндотоксин
Г-КСФ - гранулоцитарный колониестимулирующий фактор
ГМ-КСФ - гранулоцитарный макрофагальный КСФ
ГРЧ - гормон роста человека
ГСО - Государственный Стандартный Образец
ГХ - гидрофобная хроматография
ДЕ - динамическая емкость сорбента
ЕЭ - единица эндотоксина
ИОХ - ионообменная хроматография
ИФА - иммуноферментный анализ
ИФР-1 - инсулиноподобный фактор роста I
КБИ-ПЭГ - ПЭГ-карбонилимидазол

условиях. В ПЭГах, синтезированных группой Гринвальда, использовалась система, состоящая из спейсера, содержащего инициатор или спецификатор, и ферментативно высвобождаемого линкера, присоединенного к молекуле препарата. Скорость, с которой препарат отщепляется от линкера, зависит от стеричсских препятствий, заданных химической структурой самого линкера [59].
Улучшенные физико-химические характеристики ПЭГ-конъюгата объясняются увеличением гидродинамического объема молекулы, что обеспечивается способностью ПЭГ координировать вокруг себя молекулы воды, а также вследствие гибкости его цепи. Цепи полимера могут разворачиваться вокруг белка для ограждения его от окружающей среды (или наоборот), но они также оказывают влияние на его взаимодействие с другими молекулами, что важно для проявления его биологических функций. Это свойство считается качественной основой для определенной разницы между активностью пэгилированных белков in vitro и in vivo. Как правило, in vitro активность после пэгилирования снижается, иногда очень существенно; тем не менее, фармакологические свойства in vivo обычно улучшаются [22, 58, 59, 63].
Поскольку большинство реакций пэгилирования проводится с участием довольно нестабильных молекул, то для проведения реакции конъюгации требуются мягкие условия, подходящие для проведения в водных растворах. В случае полипептидов наиболее распространенными для присоединения реактивными группами являются //-конец полипептидной цепи или г-аминогруппы лизина [74]. Первые синтезированные аналоги ПЭГ, как правило, содержали большое количество примесей, имели низкие молекулярные массы, нестабильные связи, а также не обладали ярко выраженной селективностью. Примерами первого поколения производных ПЭГ являются: (а) ПЭГ-дихлортриазин [111, 112], (б) ПЭГ-трезилат [113], (в) ПЭГ-
сукцинимидилкарбонат (СК-ПЭГ) [114, 115], (г) ПЭГ-бензотриазолилкарбонат [116], (д) ПЭГ-я-нитрофенилкарбонат [112, 117], (е) ПЭГ-
трихлорфенилкарбонат [112], (ж) ПЭГ-карбонилимидазол [112], (з) ПЭГ-