Kāds ir endotoksīnu noņemšanas mērķis?

Endotoksīnu piesārņojums rodas, ja ražošanas procesā atrodas vai ir bijusi noteikta baktēriju grupa, ko sauc par gramnegatīvām baktērijām. Tā kā baktērijas parasti ir sadalītas divās grupās, gramnegatīvās un grampozitīvās, gramnegatīvās baktērijas ir ļoti izplatītas. Grama negatīvais apzīmējums izriet no baktēriju parādīšanās pēc noteikta krāsošanas procesa, ko sauc par Grama krāsošanu. Endotoksīns atrodas visās gramnegatīvajās baktērijās neatkarīgi no tā, vai tās izraisa slimību.

Gramnegatīvās baktērijas ārējā daļa satur lipopolisaharīdus (LPS), ko izmanto struktūras stabilitātei. Endotoksīns attiecas uz šo baktērijas LPS daļu. Piemēram, E. coli šūnā ir aptuveni 2 miljoni LPS molekulu. LPS atrodas ne tikai dzīvo vai mirušu baktēriju šūnās, bet arī nepārtraukti tiek izlaista vidē. Izdalīšanās notiek baktērijas augšanas un dalīšanās laikā un kad šūna nomirst.

LPS molekulai ir netieši kaitīga ietekme uz ķermeni. Endotoksīns mijiedarbojas ar imūnsistēmu, saistoties ar asins šūnām, ko sauc par makrofāgiem un monocītiem. Šī saistīšanās izraisa iekaisuma reakciju, atbrīvojot tādus faktorus kā interleikīns-6, interleikīns-1 un audzēja nekrozes faktors. Šī iekaisuma reakcija izraisa drudzi un dažreiz endotoksisku šoku un nāvi.

Šīs bīstamās sekas rodas vai nu ar vienu lielu endotoksīna devu, vai arī ar atkārtotu zemāku iedarbības līmeni. 1 nanograma LPS deva uz mililitru produkta var izraisīt endotoksisku reakciju zīdītājiem, ja produkts tiek injicēts intravenozi. Cilvēkiem ar tādām slimībām kā AIDS, leikēmija vai diabēts ir īpaši pakļauti endotoksiskā šoka riskam.

Ģenētiski modificētās gramnegatīvās baktērijas regulāri tiek izmantotas bioloģiski aktīvo proteīnu un peptīdu ražošanā. LPS molekulu klātbūtne gan ražojošajās šūnās, gan apkārtējā kultūrā nozīmē, ka produktam nepieciešama attīrīšana un endotoksīnu noņemšana. Lipopolisaharīds salīdzinājumā ar olbaltumvielām ir ļoti stabila molekula, kas iztur ārkārtēju pH līmeni un temperatūru, tāpēc endotoksīnu noņemšanai ir nepieciešamas sarežģītas noņemšanas metodes. Tāpēc ražotāji endotoksīnu noņemšanai vai samazināšanai līdz pieņemamam līmenim izmanto tādas metodes kā jonu apmaiņas hromatogrāfiju, ultrafiltrāciju un membrānas hromatogrāfiju.