Extração e purificação de imunoglobulina G utilizando sistemas aquosos bifásicos constituídos por líquidos iónicos como adjuvantes
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10773/22511 |
Resumo: | Os anticorpos monoclonais (mAbs) apresentam-se como uma das classes prevalentes de proteínas recombinantes terapêuticas para o tratamento de diversas doenças, incluindo o cancro (ex: cancro da mama, leucemia e cancro da próstata), e doenças autoimunes (artrite reumatoide e doença de Crohn), cardiovasculares e infeciosas. Atualmente, a produção de IgG apresenta uma limitação maioritária que compreende a sua etapa de captura através de cromatografia de afinidade com proteína A (proA), seguida de duas etapas cromatográficas de purificação. Apesar da sua vasta utilização na indústria farmacêutica, a utilização de cromatografia nas várias etapas traduz-se num elevado custo do produto final. Os sistemas aquosos bifásicos (SAB) apresentam-se como uma alternativa não-cromatográfica para a purificação de mAbs, permitindo uma redução de custos e do número de etapas envolvidas no processo de purificação. No entanto, os SAB tradicionais constituídos maioritariamente por sais e/ou polímeros têm-se mostrado pouco seletivos, resultando em baixos rendimentos e fatores de purificação. A utilização de líquidos iónicos (LIs) neste tipo de sistemas pode ser vantajosa em termos de seletividade uma vez que é possível manipular a polaridade e afinidade das fases coexistentes do SAB através da escolha adequada da sua estrutura química. Neste sentido, o objetivo deste trabalho consiste no estudo de diferentes LIs como adjuvantes em SAB convencionais do tipo polímero-polímero, nomeadamente PEG/dextrano, para a purificação de IgG diretamente de sobrenadantes de linhas celulares desenvolvidas a partir de células de ovário de hamster chinês (CHO). Para tal, determinaram-se primeiramente os diagramas de fases dos sistemas quaternários constituídos por PEG + Dextrano + H2O + LIs, e posteriormente avaliou-se o seu potencial para extrair seletivamente ou purificar mAbs a partir dos sobrenadantes estudados. Através dos dados obtidos, é possível constatar que a presença de LIs como adjuvantes permite manipular a polaridade e afinidade das fases do SAB, permitindo aumentar o seu potencial de extração de IgG. Mais ainda, os sistemas constituídos por 15% de [C4mim]Br e 5% de [C4mim][HSO4] demonstraram-se promissores para a extração de IgG, potenciando a extração do anticorpo para a fase rica em PEG com um rendimento superior a 90%, embora com um baixo grau de pureza. Face aos resultados obtidos, é ainda necessário otimizar os SAB estudados, o que pode ser alcançado variando a composição do sistema e natureza do LI adicionado, de modo a desenvolver uma plataforma de captura de mAbs diretamente a partir de sobrenadantes de culturas celulares CHO capaz de competir com a cromatografia proA atualmente utilizada. |
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Extração e purificação de imunoglobulina G utilizando sistemas aquosos bifásicos constituídos por líquidos iónicos como adjuvantesBioquímica clíncaImunoglobinasAnticorpos monoclonaisBiofármacosOs anticorpos monoclonais (mAbs) apresentam-se como uma das classes prevalentes de proteínas recombinantes terapêuticas para o tratamento de diversas doenças, incluindo o cancro (ex: cancro da mama, leucemia e cancro da próstata), e doenças autoimunes (artrite reumatoide e doença de Crohn), cardiovasculares e infeciosas. Atualmente, a produção de IgG apresenta uma limitação maioritária que compreende a sua etapa de captura através de cromatografia de afinidade com proteína A (proA), seguida de duas etapas cromatográficas de purificação. Apesar da sua vasta utilização na indústria farmacêutica, a utilização de cromatografia nas várias etapas traduz-se num elevado custo do produto final. Os sistemas aquosos bifásicos (SAB) apresentam-se como uma alternativa não-cromatográfica para a purificação de mAbs, permitindo uma redução de custos e do número de etapas envolvidas no processo de purificação. No entanto, os SAB tradicionais constituídos maioritariamente por sais e/ou polímeros têm-se mostrado pouco seletivos, resultando em baixos rendimentos e fatores de purificação. A utilização de líquidos iónicos (LIs) neste tipo de sistemas pode ser vantajosa em termos de seletividade uma vez que é possível manipular a polaridade e afinidade das fases coexistentes do SAB através da escolha adequada da sua estrutura química. Neste sentido, o objetivo deste trabalho consiste no estudo de diferentes LIs como adjuvantes em SAB convencionais do tipo polímero-polímero, nomeadamente PEG/dextrano, para a purificação de IgG diretamente de sobrenadantes de linhas celulares desenvolvidas a partir de células de ovário de hamster chinês (CHO). Para tal, determinaram-se primeiramente os diagramas de fases dos sistemas quaternários constituídos por PEG + Dextrano + H2O + LIs, e posteriormente avaliou-se o seu potencial para extrair seletivamente ou purificar mAbs a partir dos sobrenadantes estudados. Através dos dados obtidos, é possível constatar que a presença de LIs como adjuvantes permite manipular a polaridade e afinidade das fases do SAB, permitindo aumentar o seu potencial de extração de IgG. Mais ainda, os sistemas constituídos por 15% de [C4mim]Br e 5% de [C4mim][HSO4] demonstraram-se promissores para a extração de IgG, potenciando a extração do anticorpo para a fase rica em PEG com um rendimento superior a 90%, embora com um baixo grau de pureza. Face aos resultados obtidos, é ainda necessário otimizar os SAB estudados, o que pode ser alcançado variando a composição do sistema e natureza do LI adicionado, de modo a desenvolver uma plataforma de captura de mAbs diretamente a partir de sobrenadantes de culturas celulares CHO capaz de competir com a cromatografia proA atualmente utilizada.Monoclonal antibodies (mAbs) are a prevalent class of recombinant therapeutic proteins with potential to be used in the treatment of a variety of diseases, including cancer (e.g. breast cancer, leukaemia and prostate cancer), and autoimmune (rheumatoid arthritis and Crohn's disease), cardiovascular and infectious diseases. Currently, the IgG production has a major limitation corresponding to its capture step through protein A (proA) affinity chromatography, followed by two additional chromatographic steps. Despite its wide use in the pharmaceutical industry, the use of chromatography and various separation steps result into a high cost of the final product. Aqueous biphasic systems (ABS) are non-chromatographic alternatives for the purification of mAbs, allowing a reduction of costs and number of steps involved in the purification process. However, traditional ABS composed predominantly of salts and/or polymers have shown to be poorly selective, resulting in low yields and purification factors. The introduction of ionic liquids (ILs) into such systems can bring advantages in terms of the process selectivity since it is possible to manipulate the polarity and affinity of the coexisting phases of ABS through the proper choice of their chemical structure. In this context, the objective of this work comprises the study of different ILs as adjuvants in conventional ABS, namely constituted by PEG and dextran, for the purification of IgG directly from supernatants of cell lines from Chinese hamster ovary (CHO). To this end, the phase diagrams of the PEG + Dextran + H2O + LIs quaternary systems were firstly determined and characterized, and their potential in the extraction and purification of mAbs further evaluated. Through the obtained data, it is possible to verify that the presence of ILs as adjuvants allows to manipulate the polarity and affinity of the phases of the ABS, allowing to increase their potential for the extraction of IgG. Moreover, the systems composed of 15% of [C4mim]Br and 5% of [C4mim][HSO4] are promising for the extraction of IgG, although with a low level of purity. Based on the gathered results, it is still required to optimize the studied ABS, which can be achieved by changing the systems composition or nature of the added IL, in order to develop an efficient platform to capture mAbs directly from CHO cell culture supernatants as a competitive alternative to the currently used proA chromatographyUniversidade de Aveiro2019-07-26T00:00:00Z2017-07-26T00:00:00Z2017-07-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/22511TID:201939002porAmorim, Ana Paula Diasinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T11:44:10Zoai:ria.ua.pt:10773/22511Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:56:40.427569Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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Os anticorpos monoclonais (mAbs) apresentam-se como uma das classes prevalentes de proteínas recombinantes terapêuticas para o tratamento de diversas doenças, incluindo o cancro (ex: cancro da mama, leucemia e cancro da próstata), e doenças autoimunes (artrite reumatoide e doença de Crohn), cardiovasculares e infeciosas. Atualmente, a produção de IgG apresenta uma limitação maioritária que compreende a sua etapa de captura através de cromatografia de afinidade com proteína A (proA), seguida de duas etapas cromatográficas de purificação. Apesar da sua vasta utilização na indústria farmacêutica, a utilização de cromatografia nas várias etapas traduz-se num elevado custo do produto final. Os sistemas aquosos bifásicos (SAB) apresentam-se como uma alternativa não-cromatográfica para a purificação de mAbs, permitindo uma redução de custos e do número de etapas envolvidas no processo de purificação. No entanto, os SAB tradicionais constituídos maioritariamente por sais e/ou polímeros têm-se mostrado pouco seletivos, resultando em baixos rendimentos e fatores de purificação. A utilização de líquidos iónicos (LIs) neste tipo de sistemas pode ser vantajosa em termos de seletividade uma vez que é possível manipular a polaridade e afinidade das fases coexistentes do SAB através da escolha adequada da sua estrutura química. Neste sentido, o objetivo deste trabalho consiste no estudo de diferentes LIs como adjuvantes em SAB convencionais do tipo polímero-polímero, nomeadamente PEG/dextrano, para a purificação de IgG diretamente de sobrenadantes de linhas celulares desenvolvidas a partir de células de ovário de hamster chinês (CHO). Para tal, determinaram-se primeiramente os diagramas de fases dos sistemas quaternários constituídos por PEG + Dextrano + H2O + LIs, e posteriormente avaliou-se o seu potencial para extrair seletivamente ou purificar mAbs a partir dos sobrenadantes estudados. Através dos dados obtidos, é possível constatar que a presença de LIs como adjuvantes permite manipular a polaridade e afinidade das fases do SAB, permitindo aumentar o seu potencial de extração de IgG. Mais ainda, os sistemas constituídos por 15% de [C4mim]Br e 5% de [C4mim][HSO4] demonstraram-se promissores para a extração de IgG, potenciando a extração do anticorpo para a fase rica em PEG com um rendimento superior a 90%, embora com um baixo grau de pureza. Face aos resultados obtidos, é ainda necessário otimizar os SAB estudados, o que pode ser alcançado variando a composição do sistema e natureza do LI adicionado, de modo a desenvolver uma plataforma de captura de mAbs diretamente a partir de sobrenadantes de culturas celulares CHO capaz de competir com a cromatografia proA atualmente utilizada. |
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